Proses Lengkap Random Access NR RACH

Proses NR RACH mirip dengan LTE, dan ada dua kategori untuk prosedur Rando Access NR


1.     Contention based Random Access
Dalam kasus Contention based Random Access , UE memilih Random access preamble dari grup preamble yang tersedia yang akan dibagikan ke semua UE. Ada kemungkinan pada waktu tertentu dua UE dapat memilih Pembukaan akses acak yang sama dan mengirimkan ke gNB pada saat yang sama yang mungkin mengakibatkan benturan atau pertentangan di gNB.


2.     Contention Free Random Access
Dalam kasus prosedur Contention Free Random Access, gNB mengalokasikan akses acak khusus pembukaan UE yang menghilangkan kemungkinan benturan.


Photo By Syed M




RACH adalah proses layering PHY dan MAC, Untuk UE yang memulai RACH, ia harus mendapatkan beberapa informasi sebelum dapat mengirim RACH ke gNB, UE mendapatkan informasi ini dari gNB. Dibutuhkan informasi seperti pembukaan PRACH mana yang digunakan dan Kapan mengirim PRACH seperti  PRACH occasions . UE dapat memperoleh informasi ini tergantung pada cara mencoba mengakses gNB apakah dalam mode Non-Stand Alone (NSA) atau Mode Stand Alone (SA).


Non-Stand Alone Mode – RRC Reconfiguration message via LTE Anchor eNB.
Stand Alone Mode – System Information Broadcast Message (SIB1).


GNB menggunakan Parameter RACH-ConfigCommon untuk memberikan informasi terkait RACH ke UE baik melalui SIB1 atau melalui dedicated signaling (Konfigurasi Ulang RRC). Memahami perbedaan IE dari RACH-ConfigCommon sangat penting untuk sepenuhnya memahami bagaimana proses RACH bekerja di NR dan bagaimana transmisi awal dan pemilihan transmisi MSG1 berbeda di NR dibandingkan dengan LTE.



UE perlu mendapatkan informasi di bawah ini sebelum memulai proses RACH, Semua informasi akan tersedia untuk UE melalui pesan RRC

  • Berapa banyak Kesempatan RACH yang tersedia per SSB
  • Jumlah Pembukaan berdasarkan Perselisihan yang tersedia
  • Format Pembukaan untuk Digunakan
  • Sumber daya domain frekuensi
  • Sumber daya domain waktu (Slot dan Simbol)
  • Daya Awal untuk transmisi PRACH


Untuk Memahami proses RACH kita dapat menggunakan contoh di bawah ini untuk pendekatan praktis yang lebih praktis untuk memahami bagaimana pembukaan RACH ditransmisikan dalam NR

## Konfigurasi Sederhana  NR RACH ## 
rach-ConfigCommon setup :
rach-ConfigGeneric
prach-ConfigurationIndex 75,
msg1-FDM one,
msg1-FrequencyStart 0,
zeroCorrelationZoneConfig 0,
preambleReceivedTargetPower -109,
preambleTransMax n10,
powerRampingStep dB4,
ra-ResponseWindow sl20
,
totalNumberOfRA-Preambles 8,
ssb-perRACH-OccasionAndCB-PreamblesPerSSB one : n8,
ra-ContentionResolutionTimer sf16,
prach-RootSequenceIndex l139 : 91,
msg1-SubcarrierSpacing kHz120,
restrictedSetConfig unrestrictedSet

Penjelasan Konfigurasi NR RACH


prach-ConfigurationIndex: Nilai ini menunjuk ke Tabel untuk prach-ConfigurationIndex Di 38.211. Tabel menentukan format PRACH mana yang akan digunakan dan kapan mengirim PRACH dalam domain waktu dan jumlah kesempatan RACH yang tersedia.


msg1-FDM: Jumlah Occasions transmisi PRACH FDMed dalam satu waktu contoh. Hingga delapan kesempatan RACH dapat digunakan dalam satu waktu.

Gambar di bawah ini mengilustrasikan hubungan antara kesempatan msg-FDM dan Rach yang tersedia per SSB.

Image By Syed M

Image By Syed M




msg1-FrequencyStart: Nilai ini mengacu pada Offset dari  transmisi PRACH terendah dalam domain frekuensi  ke PRB 0. Nilai ini dikonfigurasi sehingga sumber RACH yang sesuai seluruhnya berada dalam bandwidth UL BWP.

preambleTransMax: Jumlah maksimum transmisi preamble RA yang dilakukan sebelum menyatakan kegagalan. Berapa kali UE dapat mengirimkan MSG1 sebelum menyatakan kegagalan RACH.

powerRampingStep: Langkah-langkah Power raming untuk PRACH. Nilai ini menunjukkan jumlah daya yang perlu ditingkatkan UE untuk transmisi RACH jika upaya RACH sebelumnya gagal.

ra-ResponseWindow: Panjang jendela Msg2 (RAR) dalam jumlah slot. UE memindai PDCCH untuk mencari respons msg2 dari gNB dalam ra-ResponseWindow, jika UE tidak menerima msg2 di dalam jendela, UE akan mempertimbangkan kegagalan RACH dan memulai transmisi msg1 lagi.

totalNumberOfRA-Preambles: totalNumberOfRA-Preambles menunjukkan jumlah total preambles yang tersedia per kesempatan PRACH untuk RACH berbasis contention dan contention free. IE ini memiliki rentang 0-63, Jika IE ini hilang maka 64 pembukaan tersedia dan Jika IE ini ada maka kurang dari 64 pembukaan tersedia untuk UE. Dalam hal ini 8 Pembukaan tersedia untuk UE.

ra-ContentionResolutionTimer: Nilai awal untuk pengatur waktu resolusi contention. nilai sf16 sesuai dengan 16 subframe, dan seterusnya.

msg1-SubcarrierSpacing: Mendefinisikan jarak Subcarrier dari PRACH.

ssb-perRACH-OccasionAndCB-PreamblesPerSSB: Arti dari kolom ini ada dua: ssb-perRACH-Occasion menyampaikan informasi tentang jumlah SSB yang dipetakan per RACH  occasion  dan CB-PreamblesPerSSB menunjukkan jumlah Preambles Berbasis Kontensi yang tersedia per SSB

Jadi dalam contoh di atas, ada satu  RACH  occasion  per SSB dan 8 Pembukaan tersedia untuk setiap RACH occasion  seperti yang diilustrasikan di bawah ini


Image By Syed M



Untuk tujuan penomoran slot dalam tabel prach-ConfigurationIndex, jarak subcarrier berikut diasumsikan:

  • 15 kHz untuk FR
  • 60 kHz untuk FR2.


prach-ConfigurationIndex adalah 75, dan Dari tabel di bawah ini kita dapat mengetahui lebih detail apa saja parameter yang sesuai yang terkait dengannya

Photo By Syed M


Baca Juga :

Sekarang kita mendapatkan semua Informasi yang berkaitan dengan transmisi PRACH, Selanjutnya kita perlu Memetakan slot SCS RACH 60KHz ke Slot SCS RACH 120KHz, satu RACH 60KHz dapat berisi dua slot RACH 120 KHz. Kesempatan RACH ada di slot 1 atau slot 2 dapat ditentukan dari rumus di bawah ini dari 3GPP TS 38.211 Bagian 3.8.2

Image By Syed M


Dengan rumus Perhitungan :

Image By Syed M


Image By Syed M


Dari Perhitungan Di Atas RACH dapat ditransmisikan dalam Simbol 14 dan 20 untuk Slot 60 KHz yang sesuai dengan Slot ke-2 SCS 120 KHz.

Berdasarkan Perhitungan Di Atas, Occasions RACH tersedia dalam Slot 120KHz 35,39,37 dan 38.

Faktor lain yang perlu dipertimbangkan di sini adalah bahwa slot Occassion RACH haruslah SLOT Uplink, Jika ada tdd-ul-dl-config statis yang umum ditentukan dalam pesan RRC dan jika slot downlink bertepatan dengan Slot RO, maka RACH tidak dapat dikirim di slot tersebut . Sebagai bagian dari perencanaan jaringan Radio, ini dipertimbangkan dan prach-ConfigurationIndex yang sesuai dipilih.

Di bawah ini adalah tampilan Bergambar Peristiwa RACH untuk contoh RACH di atas


Image By Syed M

Image By Syed M