Jenis Prosedur RACH NR 5G - CBRA dan CFRA

Daftar lengkap Jenis Prosedur RACH NR 5G - CBRA dan CFRA

Ketika kita ingin menghubungkan jaringan UE ke 5G, itu harus melakukan sinkronisasi di downlink maupun di uplink. Sinkronisasi downlink diperoleh setelah berhasil mendekode SSB, Untuk membuat sinkronisasi uplink dan koneksi RRC, UE harus melakukan prosedur akses acak RACH.

Contention Based Random Access (CBRA):

Dalam Contention Based Random Access, UE memilih Pembukaan secara acak dari kumpulan pembukaan yang dibagikan dengan UE lainnya. Ini berarti bahwa UE memiliki potensi risiko dalam memilih pembukaan yang sama dengan UE lain dan selanjutnya dapat mengalami konflik atau perselisihan. GNodeB menggunakan mekanisme resolusi pertentangan untuk menangani permintaan akses jenis ini. Dalam prosedur ini, hasilnya acak dan tidak semua Random Access berhasil. CBRA juga dikenal sebagai Prosedur RACH empat langkah.
Image By Techplayon



    Langkah 1: Transmisi Pembukaan Akses Acak (Msg1)

    UE mentransmisikan dalam Pembukaan ke berkas gNB yang sesuai

    Langkah 2: Respon Akses Acak (Msg2)

  •     Setelah menerima pembukaan, gNodeB berlaku untuk sumber daya penjadwalan TC-RNTI dan uplink dan downlink. Kemudian, gNodeB mengirimkan respons RA melalui PDSCH.
  •  Responsnya berisi pengenal RA-preamble, informasi penyelarasan waktu, pemberian uplink awal, dan C-RNTI sementara. Satu PDSCH dapat membawa respons RA ke beberapa UE.
  • Setelah UE mengirim pembukaan, UE memantau PDCCH dan menunggu respons RA dalam jendela respons RA:
  • Jika UE menerima respons yang berisi pengenal pembukaan RA yang sama dengan pengenal yang terdapat dalam pembukaan RA yang ditransmisikan, respons tersebut berhasil. UE kemudian mengirimkan informasi penjadwalan uplink.  
  • Jika UE tidak menerima respons dalam jendela respons RA atau gagal memverifikasi respons, respons gagal. Dalam kasus ini, jika jumlah upaya RA lebih kecil dari batas atas (10), UE mencoba kembali RA. Jika tidak, RA gagal.
    Step 3:  Scheduled UL Transmission (Msg3)

  •     UE mengirimkan informasi penjadwalan uplink melalui PUSCH. Pesan dan informasi pensinyalan yang dikirim oleh UE bervariasi di berbagai skenario RA dan beberapa contohnya tercantum di sini
  • Pengaturan awal koneksi RRC: Pesan RRCSetupRequest (membawa NAS UE_ID) ditransmisikan melalui saluran kontrol umum (CCCH) di TM di lapisan RLC. Pesan tidak tersegmentasi. Pemulihan koneksi RCC: Pesan Permintaan Pemulihan RRC (tidak membawa pesan NSA) ditransmisikan melalui CCCH di TM pada lapisan RLC. Pesan tidak tersegmentasi. Handover: RA berbasis kontensi, bukan RA berbasis non-pertengkaran, dipicu jika UE mengakses sel target dan tidak ada pembukaan khusus yang tersedia selama penyerahan. Pesan RRC Handover Confirm dan C-RNTI dikirimkan melalui saluran kontrol khusus (DCCH). Jika diperlukan, laporan status buffer (BSR) juga dilakukan. Skenario lain: Setidaknya C-RNTI dari UE ditransmisikan.
    Step 4: Contention Resolution (Msg4)
  • Setelah UE mengirim Msg3, pengatur waktu resolusi pertentangan 4 md dimulai. GNodeB membantu UE dalam resolusi pertentangan menggunakan C-RNTI pada PDCCH atau menggunakan UE Contention Resolution Identity IE pada PDSCH. UE terus memantau PDCCH sebelum pengatur waktu berakhir dan menganggap resolusi pertentangan berhasil dan menghentikan pengatur waktu jika salah satu dari kondisi berikut terpenuhi:
  • UE memperoleh C-RNTI melalui PDCCH.
  • UE memperoleh C-RNTI sementara melalui PDCCH dan MAC PDU berhasil diterjemahkan. Secara khusus, UE Contention Resolution Identity IE yang diterima melalui PDSCH sama dengan yang dibawa dalam Msg3 yang dikirim oleh UE. Jika pengatur waktu resolusi pertentangan kedaluwarsa, UE menganggap resolusi pertentangan gagal. Kemudian, UE menjalankan RA lagi jika nomor upaya RA belum mencapai batas atas (10). Jika jumlah upaya RA telah mencapai batas atasnya, prosedur RA gagal. 

Baca Juga:

Contention Free Random Access (CFRA)

Dalam Contention Free Random Access (CFRA), Pembukaan dialokasikan oleh gNodeB dan pembukaan tersebut dikenal sebagai pembukaan akses acak khusus. Pembukaan khusus disediakan untuk UE baik melalui pensinyalan RRC (mengalokasikan pembukaan dapat ditentukan dalam pesan RRC) atau pensinyalan Lapisan PHY (DCI pada PDCCH). Karena itu, tidak ada konflik basa-basi. Jika resource khusus tidak mencukupi, gNodeB memerintahkan UE untuk memulai RA berbasis pertentangan. CFRA juga dikenal sebagai prosedur RACH tiga langkah.

Langkah 1: Penetapan Pembukaan Akses Acak

GNodeB mengalokasikan pembukaan RA ke UE dan mengirimkannya menggunakan RRC Msg atau DCI. Beberapa skenario tercantum di sini.
Handover: MobilityControlInfo IE yang dikirim oleh sumber gNodeB membawa pembukaan yang dialokasikan
DL Data Arrival: Ketika data downlink tiba di gNodeB, gNodeB memerintahkan UE untuk memulai RA melalui DCI melalui PDCCH, yang membawa preamble yang dialokasikan
Jaringan NSA: Ketika sel NR ditambahkan di NSA, gNodeB memerintahkan UE untuk memulai RA melalui PDCCH, yang membawa pembukaan yang dialokasikan


Langkah 2: Transmisi Pembukaan Akses Acak (Msg1)

Langkah 3: Respon Akses Acak (Msg2)

GNodeB mengirimkan respons RA.
Serah terima: respons RA harus berisi informasi penyelarasan waktu dan pemberian uplink awal
DL Data Arrival: Ketika downlink data tiba di gNodeB, respons RA harus berisi informasi penyelarasan waktu dan RA preamble identifier (RAPID)
Jaringan NSA: Saat sel NR ditambahkan di NSA, respons RA harus berisi informasi penyelarasan waktu dan pengenal pembukaan RA (RAPID)

Skenario RACH dan Jenis RACH

Kasus 1: Pengaturan koneksi RRC awal Akses Acak Berbasis Kontensi
Kasus 2: Pembentukan kembali koneksi RRC Akses Acak Berbasis Kontensi
Kasus 3: Serah Terima
 
Pilihan pertama adalah memilih Non-Contention Based Random Access
CBRA dapat digunakan jika semua perumpamaan khusus sudah digunakan

Kasus 4: Kedatangan data downlink (Pesanan PDCCH)
Pilihan pertama adalah memilih Non-Contention Based Random Access.
CBRA dapat digunakan jika semua perumpamaan khusus sudah digunakan

Kasus 5: Kedatangan data Uplink
Akses Acak Berbasis Kontensi

Kasus 6: Kedatangan data Uplink L selama RRC_CONNECTED saat tidak ada resource PUCCH untuk SR yang tersedia
Akses Acak Berbasis Kontensi

Kasus 7: Kegagalan Permintaan Penjadwalan
Akses Acak Berbasis Kontensi

Kasus 8: Bentuk transisi RRC_INACTIVE ke RRC_CONNECTED
Pilihan pertama adalah memilih Non-Contention Based Random Access
CBRA dapat digunakan jika semua perumpamaan khusus sudah digunakan

Kasus 9: Permintaan Informasi Sistem Tertentu (SI Sesuai Permintaan)
Akses Acak Berbasis Non-Kontensi

Kasus 10: Penambahan sel NR untuk jaringan NSA
Akses Acak Berbasis Non-Kontensi

Kasus 10: Pemulihan Sinar
Akses Acak Berbasis Non-Kontensi
CBRA dapat digunakan jika semua perumpamaan khusus sudah digunakan

Referensi:
3GPP TS 38.211 NR; Saluran fisik dan modulasi
3GPP TS 38.221 NR; Spesifikasi protokol Medium Access Control (MAC)
3GPP TS 38.300 NR; NR dan NG-RAN Deskripsi keseluruhan; Tahap 2