對於隨機接入過程，NR與LTE之間有相同點，也有不同點，其最大的區別在於觸發場景已經Msg1的處理，詳情見下文。

第21章隨機接入過程

21.1 隨機接入過程事件觸發場景

1) 初始接入：UE從RRC_IDLE態到RRC_CONNETTED態；

2) RRC連接重建：以便UE在無線鏈路失敗後重新建立無線連接(期間重建小區可能是UE無線鏈路失敗的小區，也可能不是)；

3) 切換：UE處於RRC_CONNETED態，此時UE需要新的小區建立上行同步；

4) RRC_CONNETTED態下，上行或下行數據到達時，此時UE上行處於失步狀態；

5) RRC_CONNETTED態下，上行數據到達，此時UE沒有用於SR的PUCCH資源時；

6) SR失敗：通過隨機接入過程重新獲得PUCCH資源；

7) RRC在同步重配時的請求；

8) RRC_INACTIVE態下的接入：UE會從RRC_INACTIVE態到RRC_CONNETTED態；

9) 在SCell添加時建立時間對齊；

10) 請求其他SI：UE處於RRC_IDLE態和RRC_CONNETTED態下時，通過隨機接入過程請求其他SI(參考38.300的7.3.2)；

11) 波束失敗恢復：UE檢測到失敗並發現新的波束時，會選擇新的波束。

因此，隨機接入過程有2種不同的模式：

1. 基於競爭的隨機接入過程：應用於上述/2)/3)/4)/5)/6)/8)/10)/11)。

2. 基於非競爭的隨機接入過程：應用於上述3)/4)/7)/9)/10)/11)。

對於基於競爭的隨機接入過程，UE只能在PCell發起，而基於非競爭的隨機接入過程，UE即可以在PCell發起也可以在SCell發起。

21.2 Preamble

21.2.1 preamble的組成

preamble由循環前綴(CP)和preamble序列(sequence)組成，其如圖21.1所示。

圖21.1 preamble組成示意圖

21.2.2 preamble的分類

preamble支持4種長度爲839的長序列前導(參考38.211表6.3.3.1-1，分爲format 0/1/2/3,如表21.1X所示)和9種長度爲139的短序列前導(參考38.211表6.3.3.1-2，分爲format A1、A2、A3、B1、B2、B3、B4、C0、C1、混合A1/B1、混合A2/B2、混合A3/B3，如表21.2X所示)，其preamble序列長度由高層參數prach-RootSequenceIndex指示。在FR1下，支持長序列和子載波間隔爲15KHz和30KHz的短序列。而在FR2下，僅支持子載波間隔爲60KHz和120KHz的短序列。

表21.1X PRACH preamble formats for and ΔfRA∈1.25, 5 kHz(38.211 Table 6.3.3.1-1)

Format	$L_{RA}$	$\Delta f^{RA}$	$N_{u}(T_{SEQ})$	$N_{CP}^{RA}(T_{CP})$	Support for restricted sets
0	839	1.25 kHz	24576κ	3168κ	Type A, Type B
1	839	1.25 kHz	2⋅24576κ	21024κ	Type A, Type B
2	839	1.25 kHz	4⋅24576κ	4688κ	Type A, Type B
3	839	5 kHz	4⋅6144κ	3168κ	Type A, Type B

表21.2X Preamble formats for and ΔfRA=15⋅2μ kHz(其中 $\mu \in {{0,1,2,3}}$ )

Format	$L_{RA}$	$\Delta f^{RA}$	$N_{u}(T_{SEQ})$	$N_{CP}^{RA}(T_{CP})$	Support for restricted sets
A1	139	$15*2^{\mu }KHz$	$22048\kappa 2^{-\mu }$	$288\kappa *2^{-\mu }$	-
A2	139	$15*2^{\mu }KHz$	$42048\kappa 2^{-\mu }$	$576\kappa *2^{-\mu }$	-
A3	139	$15*2^{\mu }KHz$	$62048\kappa 2^{-\mu }$	$864\kappa *2^{-\mu }$	-
B1	139	$15*2^{\mu }KHz$	$22048\kappa 2^{-\mu }$	$216\kappa *2^{-\mu }$	-
B2	139	$15*2^{\mu }KHz$	$42048\kappa 2^{-\mu }$	$360\kappa *2^{-\mu }$	-
B3	139	$15*2^{\mu }KHz$	$62048\kappa 2^{-\mu }$	$504\kappa *2^{-\mu }$	-
B4	139	$15*2^{\mu }KHz$	$122048\kappa 2^{-\mu }$	$936\kappa *2^{-\mu }$	-
C0	139	$15*2^{\mu }KHz$	$2048\kappa *2^{-\mu }$	$1240\kappa *2^{-\mu }$	-
C2	139	$15*2^{\mu }KHz$	$42048\kappa 2^{-\mu }$	$2948\kappa *2^{-\mu }$

其中 $\kappa$ 是LTE與NR之間的基本時間單位比值， $\kappa = T_{S}/T_{C} = 64$ 。

對於表21.1X和21.2X中 $N_{u}$ 和 $N_{CP}^{RA}$ 列可以看出，不同format所對應的preamble在時域上所佔的連續時間是不一樣的，其中長短序列preamble所佔時域的連續時間示意圖分別如圖21.2X和21.3X所示。

圖21.2 X長序列preamble各format所佔時域連續時間示意圖

圖21.3X 短序列preamble各format所佔時域連續時間示意圖(μ=0)

21.2.3 preamble的數目

每個小區有64個可用的preamble序列，UE會選擇其中一個(或由gNB指定)在PRACH上傳輸，這些序列可分爲兩部分，一部分爲totalNumberOfRA-Preambles指示用於基於競爭和基於非競爭隨機接入的前導；另一部分是除了totalNumberOfRA-Preambles之外的前導，這一部分前導用於其他目的(例如：SI請求，其中SI請求所用preamble由ra-PreambleStartIndex配置，如果N個SSB與RACH occasion相關聯，其中N >= 1，則對於第i個SSB(i = 0, …,N-1)，具有preamble index = ra-PreambleStartIndex + i的preamble用於SI請求；對於N < 1，具有preamble index = ra-PreambleStartIndex的preamble用於SI請求)。值得注意的是，如果totalNumberOfRA-Preambles不只是具體的前導數，則64個前導都用於基於競爭和基於非競爭隨機接入。基於競爭的隨機接入的preamble又可分爲兩組：group A和group B，其中group B不一定存在，其參數的配置由ssb-perRACH-OccasionAndCB-PreamblesPerSSB進行配置(詳細參考21.2.4節)。對於基於競爭的隨機接入參數的配置，gNB是通過RACH-ConfigCommon(SIB1中BWP-Common攜帶)來發送這些配置的，而基於非競爭的隨機接入參數的配置，gNB通過RACH-ConfigDedicated進行參數的配置。

21.2.4 SSB映射PRACH Occasion和Preamble

高層通過參數ssb-perRACH-OccasionAndCB-PreamblesPerSSB配置N(L1參數：SSB-per-rach-occasion)個SSB關聯一個PRACH occasion(頻域)，和每個SSB在每個有效PRACH occasion上基於競爭的preamble數(L1參數：CB-preambles-per-SSB)。其中對於N的配置有如下兩種：

如果N < 1，則一個SSB映射到1/N個連續有效的PRACH occasion(頻域)(例如：N = 1/8，則一個SSB映射8個PRACH occasion)，且R個連續索引的preamble映射到SSB n，0 <= n <= N-1，每個有效PRACH occasion從preamble索引0開始(例：N = 1/8，則一個SSB映射8個PRACH occasion，那麼一個SSB中有8個preamble索引爲0的起始點，因爲一個PRACH occasion對應一個preamble索引爲0的起始點，其SSB與preamble的映射分支示意圖如圖21.2所示)；

如果 N >= 1，R個連續索引的preamble映射到SSB n，0 <= n <= N-1，每個有效PRACH occasion從preamble索引 $n*N_{preambles}^{total}/N$ 開始(例：N = 2， = 64，則兩個SSB映射1個PRACH occasion，那麼SSB n = 0，其中1)當n = 0時，在SSB 0的preamble索引從0開始；2)當n = 1時，在SSB 1的preamble索引從32開始；3)SSB 0上的preamble索引爲0~31，SSB 1上的preamble索引爲32~所配置競爭preamble -1(其SSB與preamble的映射分組示意圖如圖21.3所示)；4)一個有效PRACH occasion對應整個競爭preamble數，此時一個有效PRACH occasion覆蓋兩個SSB，所以兩個SSB各佔部分preamble，與N < 1不一樣)，其中 $N_{preambles}^{total}$ 由totalNumberOfRA-Preambles配置且是N的整數倍。

對於鏈路恢復，UE通過高層參數BeamFailureRecoveryConfig中攜帶ssb-perRACH-Occation指示N個SSB關聯一個PRACH occasion。如果N < 1，則一個SSB映射到1/N個連續有效的PRACH occasion。如果N >= 1，則N個連續的SSB關聯一個PRACH occasion。

圖21.2 SSB-per-rach-occation <= 1時每個SSB與preamble的映射分組示意圖

圖21.3 SSB-per-rach-occation = 2時每個SSB與preamble的映射分組示意圖

從上文可知，SSB與PRACH occasion是有映射關係的，其SSB映射到PRACH occasion的順序應遵循如下幾點：

- 首先，在一個PRACH occasion中preamble索引的順序是遞增的；

- 第二，頻率複用PRACH occasion的頻率資源索引順序是遞增的；

- 第三，在PRACH時隙內的時域複用PRACH occasion的時域資源索引的順序是遞增的；

- 第四，PRACH時隙索引的順序是遞增的。

下面通過舉例來闡述兩者的映射關係。

例：8個SSB(編號：0~7)，msg1-FDM = 4(表示頻域PRACH occasion的個數，詳情參考第21.3節)(注：下文舉例的PRACH occasion索引編號可能並不是從0開始，而是從1開始)。

ssb-perRACH-Occasion = 1/4，其SSB與PRACH occasion映射示意圖如圖21.4所示：

圖21.4 ssb-perRACH-Occasion = 1/4時SSB域PRACH occasion映射示意圖

圖21.4中表示的是，ssb-perRACH-Occasion = 1/4，表示一個SSB映射4個PRACH occasion，同時msg1-FDM = 4，表示一個時域PRACH occasion上有4個頻域PRACH occasion，因此在第一個時域PRACH occasion上的4個頻域PRACH occasion對應一個SSB，第二個時域PRACH occasion上的4個頻域PRACH occasion對應另一個SSB，依此類推。

1) ssb-perRACH-Occasion = 1，其SSB與PRACH occasion映射示意圖如圖21.5所示：

圖21.5 ssb-perRACH-Occasion = 1時SSB域PRACH occasion映射示意圖

圖21.5中表示的是，ssb-perRACH-Occasion = 1，表示一個SSB映射1個PRACH occasion，同時msg1-FDM = 4，表示一個時域PRACH occasion上有4個頻域PRACH occasion，因此第一個時域PRACH occasion上的4個頻域PRACH occasion分別對應一個SSB，其爲SSB 0~3，而SSB數爲8，此時還沒有映射完，則根據SSB與PRACH occasion映射要求，因此在第二個時域PRACH occasion上的4個頻域PRACH occasion依次以遞增的順序映射SSB 4~7，依此類推。

2) ssb-perRACH-Occasion = 1/2，其SSB與PRACH occasion映射示意圖如圖21.6所示：

圖21.6 ssb-perRACH-Occasion = 1/2時SSB域PRACH occasion映射示意圖

圖21.6中表示的是，ssb-perRACH-Occasion＝1/2，表示一個SSB映射2個PRACH occasion，同時msg1-FDM = 4，表示一個時域 PRACH occasion上有4個頻域 PRACH occasion，因此在第一個時域 PRACH occasion上的4個頻域 PRACH occasion，其中 PRACH occasion 0~1映射SSB 0， PRACH occasion 2～3映射SSB1。此時還沒有映射完，則根據SSB與 PRACH occasion映射要求，因此在第二個時城 PRACH occasion上的4個頻域 PRACH occasion依次以遞增的順序進行映射SSB，其中 PRACH occasion 0~1映射SSB 2， PRACH occasion 2~3映射SSB 3。在第三個時城 PRACH occasion上的4個頻域 PRACH occasion的映射關係: PRACH occasion 0~1映射SSB 4， PRACH occasion 2~3映射SSB5。在第四個時域 PRACH occasion上的4個頻域 PRACH occasion的映射關係: PRACH occasion 0~1映射SSB6， PRACH occasion 2~3映射SSB 7，以此類推

3) ssb-perrach-occasion ＝ 2，其SSB與 PRACH occasion映射示意圖如圖21.7所示：

圖21.7 ssb-perRACH-Occasion = 2時SSB域PRACH occasion映射示意圖

圖21.7中表示的是，ssb-perRACH-Occasion ＝ 2，表示2個SSB映射1個PRACH occasion，因此在第一個時域PRACH occasion上的4個頻域PRACH occasion的映射如下：SSB 0/1映射PRACH occasion 0、SSB 2/3映射在PRACH occasion 1、SSB 4/5映射在PRACH occasion 2、SSB 6/7映射在PRACH occasion 3，依此類推。

4) ssb-perrach-occasion ＝ 8，其SSB與 PRACH occasion映射示意圖如圖21.8所示：

圖21.8 ssb-perRACH-Occasion = 8時SSB域PRACH occasion映射示意圖

圖21.8中表示的是，ssb-perRACH-Occasion ＝ 2，表示8個SSB映射1個PRACH occasion，因此在第一個時域PRACH occasion上的4個頻域PRACH occasion都映射SSB 0~7，依此類推。

21.2.5 CSI-RS映射PRACH Occasion

CSI-RS與SSB類似，其ID與波束有對應關係。如果隨機接入過程由高層觸發，且CSI-RS索引關聯了PRACH occasion，則當ra-PreambleIndex不爲0時，ra-OccasionList中指示了該CSI-RS Index綁定的可用於傳輸PRACH的PRACH occasion資源集。

21.3 PRACH資源

21.3.1 PRACH時域資源

PRACH occasion時域位置由高層參數RACH-ConfigGeneric->prach-ConfigurationIndex指示，根據小區不同的頻域和模式，38.211的第6.3.3節中給出了prach-ConfigurationIndex所對應的表格。

- 小區頻段爲FR1，FDD模式(paired頻譜)/SUL，查表38.211 6.3.3.22；

- 小區頻段爲FR1，TDD模式(paired頻譜)，查表38.211 6.3.3.23；

- 小區頻段爲FR2，TDD模式(paired頻譜)，查表38.211 6.3.3.24；

下面摘錄FR1 TDD模式部分表進行說明：

表21.1: Random access configurations for FR1 and unpaired spectrum

PRACH Configuration Index	Preamble format	$n_{SFN} mod x = y$		Subframe number	Starting symbol	Number of PRACH slots within a subframe	$N_{t}^{RA,slot}$ , number of time-domain PRACH occasions within a PRACH slot	$N_{dur}^{RA}$ , PRACH duration
PRACH Configuration Index	Preamble format	x	y	Subframe number	Starting symbol	Number of PRACH slots within a subframe		$N_{dur}^{RA}$ , PRACH duration
159	B4	1	0	9	0	1	1	12
160	B4	1	0	9	2	1	1	12
161	B4	1	0	9	0	2	1	12
162	B4	1	0	4,9	2	1	1	12
163	B4	1	0	7,9	2	1	1	12
164	B4	1	0	8,9	0	2	1	12
165	B4	1	0	3,4,8,9	2	1	1	12
166	B4	1	0	1,3,5,7,9	2	1	1	12
167	B4	1	0	0,1,2,3,4,5,6,7,8,9	0	2	1	12
168	B4	1	0	0,1,2,3,4,5,6,7,8,9	2	1	1	12

根據小區配置的prach-ConfigurationIndex可以得到：

1) 前導格式preamble 0 format；

2) $n_{SFN} mod x = y$ ， $n_{SFN}$ 爲PRACH資源所在的無線幀，x爲PRACH週期，以SFN0作爲起點，y用來計算PRACH資源所在無線幀在PRACH週期內的位置；

3) Subframe number，PRACH資源所在的子幀號；

4) Starting symbol，PRACH資源在RACH slot中的起始符號；

5) $N_{t}^{RA,slot}$ ，RACH slot中時域PRACH occasion數目；

6) $N_{dur}^{RA}$ ，一個頻域PRACH occasion的時域符號長度，對於不同的前導格式，佔用的符號長度不同；

7) s，一個子幀中PRACH slot的數目。

FR1下PRACH SCS只支持15KHz或30KHz：

- 當SCS = 15KHz時，在1個子幀中只有1個RACH slot；

- 當SCS = 30KHz時，在1個子幀中可以有1個或2個RACH slot，如果值爲1，則子幀的第2個slot爲RACH slot；如果值爲2，則子幀的兩個slot都是RACH slot；

注：prach-ConfigurationIndex配置與實際的幀結構無關，配置的時域PRACH occasion是否有效需要基於幀結構進行判斷(參加38.213中8.1節)。

- 對於FDD，所有PRACH occasion都是有效的；

- 對於TDD，如果UE沒有收到TDDUL-DL-ConfigurationCommon，則在當前PRACH slot，PRACH occasion後面沒有SSB，且與前面最近的SSB至少間隔Ngap(參見38.213表8.12)個符號，則該PRACH occasion是有效的；

- 如果UE收到TDDUL-DL-ConfigurationCommon，如果：PRACH occasion在UL符號中或者在當前PRACH slot，PRACH occasion後面沒有SSB，且與前面最近的SSB至少間隔Ngap個符號，且與前面最後的DL符號至少間隔Ngap個符號，則認爲在PRACH slot中的PRACH occasion是有效的。

21.3.2 PRACH頻域資源

PRACH在頻域位置由IE RACH-ConfigGeneric中參數msg1-FrequencyStart和msg1-FDM所指示，其中msg1-FrequencyStart確定PRACH occasion 0的RB其實位置相對於上行公共BWP的頻域其實位置(即BWP 0)的偏移，即確定PRACH的頻域起始位置，msg1-FDM的取值爲{1,2,4,8}，它確定頻域PRACH occasion的個數，而PRACH在業務信道上佔用的RB數由prach-RootSequenceIndex指示preamble序列，然後根據ΔfRA共同確定PUSCH所佔用的RB數(參見38.211表6.3.3.2-1)，其PRACH頻域位置示意圖如圖21.9所示。

圖21.9 PRACH頻域位置示意圖

21.4 RA時序

在隨機接入過程的4個步驟過程中，其每一個步驟之間都有着嚴格的時序，例如：UE發送Msg1，應該在有效時間內收到gNB下發的Msg2。如果在協議所規定的時間內沒有收到相應的消息，則會進行失敗的處理，相反，則進行成功的處理。RA時序如圖21.10所示，圖中參數含義由表21.2所示。

圖21.10 RA時序示意圖

表21.2 RA時序參數

編號	時間間隔	定義	備註
0	T0	對於CFRA，PDCCH order接收和Msg1發送的最小間隔	NT,2 + ΔBWPSwitching +ΔDelay(詳細見下文)
1	T1	Msg1發送所在的PRACH occasion最後一個符號結束與RAR窗起始(RAR的CORESET的起始位置)的最小時間間隔	至少間隔一個符號(符號長度等於Type1-PDCCH搜索空間的子載波間隔的一個符號長度)
2	T2	RAR窗長	參數ra-ResponseWindow指示
3	T21	UE接收到Msg2到發送新的Msg1之間的最小間隔	NT,1 + 0.75
4	T3	UE接收到Msg2到發送Msg3之間的最小時間間隔	NT,1 + NT,2 + 0.5
5	T4	Msg4接收窗	ra-ContentionResolutionTimer指示
6	T5	UE接收到Msg4到HARQ-ACK反饋的最小時間間隔	NT,1 + 0.5

注：參考38.213的第8章

其中表21.2中參數解釋如下：

1) ΔBWPSwitching：如果激活UL BWP沒有改變，則該值爲0，否則根據表21.3進行賦值；

表21.3: BWP switch delay(38.133 Table 8.6.2-1)

	NR Slot length (ms)	BWP switch delay TBWPswitchDelay (slots)
	NR Slot length (ms)	Type 1Note 1	Type 2Note 1
0	1	1	3
1	0.5	2	5
2	0.25	3	9
3	0.125	6	17
Note 1: Depends on UE capability. `<p style="margin-left:42.55pt;">Note 2:     If the BWP switch involves changing of SCS, the BWP switch delay is determined by the larger one between the SCS before BWP switch and the SCS after BWP switch.</p> </td> </tr></tbody></table></div><p>      2) ΔDelay：對於FR1，其值爲0.5ms；對於FR2，其值爲0.25ms；</p>`

3) NT,2：該參數爲UE處理能力1的PUSCH準備時間，長度爲表21.4的N2所對應的值；

表21.4: PUSCH preparation time for PUSCH timing capability 1(38.214 Table 6.4-1)

μ	PUSCH preparation time N2 [symbols]
0	10
1	12
2	23
3	36

其中μ = min(μDL，μUL)，μDL爲調度PUSCH的PDCCH的子載波間隔或者msg2的子載波間隔，μUL爲上行數據發送的子載波間隔。如果發送PRACH，對於PRACH長格式，μUL = 0，對於PRACH短格式，μUL由高層參數msg1-SubcarrierSpacing指示。如果發送PUSCH，μUL爲PUSCH子載波間隔。

4）NT,1：該參數爲UE能力1的PDSCH準備時間，長度爲表21.5的N1所對應的值；

表21.5: PDSCH processing time for PDSCH processing capability 1(Table 5.3-1)

PDSCH decoding time N1 [symbols]

dmrs-AdditionalPosition = pos0 in
DMRS-DownlinkConfig in both of
dmrs-DownlinkForPDSCH-MappingTypeA, dmrs-DownlinkForPDSCH-MappingTypeB

dmrs-AdditionalPosition ≠ pos0 in
DMRS-DownlinkConfig in either of
dmrs-DownlinkForPDSCH-MappingTypeA, dmrs-DownlinkForPDSCH-MappingTypeB

		<p style="margin-left:0cm;"><strong><em><span style="color:#000000;">or if the higher layer parameter is not configured </span></em></strong></p>
		</td>
	</tr><tr><td style="vertical-align:top;width:41.4pt;">
		<p style="margin-left:0cm;"><span style="color:#000000;">0</span></p>
		</td>
		<td style="vertical-align:top;width:188.65pt;">
		<p style="margin-left:0cm;"><span style="color:#000000;">8</span></p>
		</td>
		<td style="vertical-align:top;width:188.7pt;">
		<p style="margin-left:0cm;"><em><span style="color:#000000;">N1,0</span></em></p>
		</td>
	</tr><tr><td style="vertical-align:top;width:41.4pt;">
		<p style="margin-left:0cm;"><span style="color:#000000;">1</span></p>
		</td>
		<td style="vertical-align:top;width:188.65pt;">
		<p style="margin-left:0cm;"><span style="color:#000000;">10</span></p>
		</td>
		<td style="vertical-align:top;width:188.7pt;">
		<p style="margin-left:0cm;"><span style="color:#000000;">13</span></p>
		</td>
	</tr><tr><td style="vertical-align:top;width:41.4pt;">
		<p style="margin-left:0cm;"><span style="color:#000000;">2</span></p>
		</td>
		<td style="vertical-align:top;width:188.65pt;">
		<p style="margin-left:0cm;"><span style="color:#000000;">17</span></p>
		</td>
		<td style="vertical-align:top;width:188.7pt;">
		<p style="margin-left:0cm;"><span style="color:#000000;">20</span></p>
		</td>
	</tr><tr><td style="vertical-align:top;width:41.4pt;">
		<p style="margin-left:0cm;"><span style="color:#000000;">3</span></p>
		</td>
		<td style="vertical-align:top;width:188.65pt;">
		<p style="margin-left:0cm;"><span style="color:#000000;">20</span></p>
		</td>
		<td style="vertical-align:top;width:188.7pt;">
		<p style="margin-left:0cm;"><span style="color:#000000;">24</span></p>
		</td>
	</tr></tbody></table></div><p style="margin-left:0cm;">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; 其中<em>μ</em> = min(<em>μ</em>PDCCH，<em>μ</em>PDSCH，<em>μ</em>UL)，其結果來源於<a name="_Hlk508187268"></a><a name="_Hlk500865557"></a>，其中<em>μ</em>PDCCH對應於調度PDSCH的PDCCH的子載波間隔，<em>μ</em>PDSCH對應於調度的PDSCH的子載波間隔，並且<em>μ</em>UL對應於要與其發送HARQ-ACK上行的子載波間隔，並且<em>k</em>定義在38.211的第4.4.1節。</p>

21.5 Msg1

觸發隨機接入過程的方式有以下3種：

1) PDCCH order觸發：gNB通過特殊的DCI format 1_0告訴UE需要重新發起隨機接入過程，並告訴UE應該使用的ra-PreambleIndex、SSB Index、PRACH Mask Index以及指示UL還是SUL的UL/SUL Indicator。

2) MAC層觸發：UE自己選擇preamble發起隨機接入過程。

3) RRC層觸發：如初始接入、重建、切換、RRC_INACTIVE轉換到RRC_CONNECTED態、請求其他SI、RRC在同步重配時的請求等。

UE要成功發送preamble，需要：(1) 選擇SSB或CSI-RS；(2) 選擇preamble index；(3)選擇用於發送preamble的PRACH資源；(4) 確定對應的RA-RNTI；(5) 確定目標接收功率PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER。

21.5.1 選擇SSB或CSI-RS

由第21.2可得知，PRACH occasion中包含preamble index，並且preamble index的取值範圍與SSB或CSI-RS索引有關聯，因爲SSB和CSI-RS索引與PRACH occasion有着映射關係。

對於SSB，其既可以在基於競爭的隨機接入過程中使用也可以在基於非競爭的隨機接入過程中使用，在選擇SSB時，UE會根據不同的事件觸發場景進行選擇，其如下選擇：

1) 基於非競爭：對於波束失敗和其他時間觸發基於非競爭隨機接入過程(PRACH order觸發和SI請求觸發除外)，SSB的SS-RSRP會與參數rsrp-ThresholdSSB進行比較，如果某一個的SSB的SS-RSRP大於rsrp-ThreholdSSB，則選擇大於rsrp-ThreholdSSB的SSB，對於PDCCH order觸發，則直接選擇由PDCCH order指示的SSB，對於SI請求觸發，如果某一個SSB的SS-RSRP大於rsrp-ThresholdSSB，則選擇大於rsrp-ThresholdSSB的SSB，否則選擇任意的SSB(多個SSB的SS-RSRP大於rsrp-ThresholdSSB)。

2) 基於競爭：如果某一個的SSB的SS-RSRP大於rsrp-ThresholdSSB，則選擇大於rsrp-ThresholdSSB的SSB，否則選擇任意的SSB(多個SSB的SS-RSRP大於rsrp-ThresholdSSB)。

對於CSI-RS，其職能基於非競爭的隨機接入過程中(PDCCH order觸發和SI請求觸發除外)，在選擇CSI-RS時，CSI-RS的CSI-RSRP會與參數rsrp-ThresholdSSB進行比較，如果某一個的CSI-RS的CSI-RSRP大於rsrp-ThresholdCSI-RS，則選擇大於rsrp-ThresholdCSI-RS的CSI-RS。

21.5.2選擇 preamble index

基於竟爭的隨機隨機接入過程，其 preamble index是由UE隨機擇的。

UE首先要確定擇的是 group A還是 group B中的 preamble。如果存在 preamble group B，且Msg3的大小(可

用於傳輸的UL數據加上MAC頭以及 MAC CE(知果需要)大於 messageSizeGroupA，且pathloss小於 PCMAX,C – preambleInitialReceivedTargetPower - msg3-DeltaPreamble - messagePowerOffsetGroupB，或者知果CCCH邏輯信道觸發隨機接入過程，並且 CCCH SDU大小加MAC子頭大於 ra-Msg3SizeGroupA，別擇 Group B；否則選擇 Group A。

如果UE在之前發送過Mg3且接入失敗，則再次嘗試接入時使用的 preamble應該與第一次發送Msg3時使用的 preamble屬於相同的 group。確定了 group之後，UE從所選SSB和所選 group相關聯的 preamble中隨機擇

preamble。UE從該 group中隨機擇一個 preamble。

如果SI請求觸發的隨機接入過程，如果 ra-AssociationPeriodIndex和si-RequestPeriod被配置，則在si-RequestPeriod(如果配置ra-ssb-OccasionMaskIndex，則屬於其允許的si-RequestPeriod)中由 ra-AssociationPeriodIndex給出的關聯週期中所選SSB相對應的 PRACH occasion中確定下一個可用的 PRACH occasion。

如果MAC在選擇SSB時，一個SSB被選擇，則從所選SSB(如果配置或由於PDCCH指示ra-ssb-OccasionmaskIndex，則屬於其允許的SSB)相對應的 PRACH occasion中確定下一個可用的 PRACH occasion(MAC要考慮測量間隔)。

如果一個CSI-RS被選擇，其有兩種情況，如果沒有隨機接入資源與之關聯，則在candidateBeamRSList中選從SSB(如果配置ra-ssb-OccasionMaskIndex，則屬於其允許的SSB，並對應於與CSI-RS準共定位candidateBeamRSList中SSB)相對應的PRACH occasion中確定下一個可用的PRACH occasion(MAC要考慮測量間隔)；否則從所選CSI-RS對應的ra-OccasionList中的PRACH occasion中確定下一個可用的PRACH occasion(MAC要考慮測量間隔)。

基於非競爭的隨機接入過程，其preamble index是由gNB指示的。

gNB分配preamble index的方式有兩種：1) 通過PRACH-ConfigDedicated的ra-PreambleIndex字段配置；2) 在PDCCH order觸發的隨機接入中，通過DCI format 1_0的Random Access Preamble index字段進行配置。

21.5.3 選擇用於發送preamble的PRACH資源

PRACH mask index用於確定基於非競爭的隨機接入過程的PRACH資源位置(頻域)。

對於基於競爭的隨機接入過程，UE準備接入Msg1之後，由SSB相對應的PRACH occasion中確定下一個可用的PRACH occasion則是下一個可用的PRACH資源位置，而對於基於非競爭的隨機接入過程，UE準備好Msg1之後，則下一個可用的PRACH資源位置由PRACH mask index確定，其值如表21.6所示(參考38.321表7.4.1)：

表21.6: PRACH Mask Index values(Table 7.4-1)

PRACH Mask Index	Allowed PRACH occasion(s) of SSB
0	All
1	PRACH occasion index 1
2	PRACH occasion index 2
3	PRACH occasion index 3
4	PRACH occasion index 4
5	PRACH occasion index 5
6	PRACH occasion index 6
7	PRACH occasion index 7
8	PRACH occasion index 8
9	Every even PRACH occasion
10	Every odd PRACH occasion
11	Reserved
12	Reserved
13	Reserved
14	Reserved
15	Reserved

PRACH mask index只在N < 1時，N個SSB映射到1/N個連續有效的PRACH occasion時，才進行使用，也就是說PRACH mask index只用於指示頻域上的PRACH occasion。例如N = 1/8，則1個SSB映射到8個PRACH occasion，如果PRACH Mask index = 3，則選擇PRACH occasion index 3。

PRACH mask index可以爲0，這說明gNB只爲UE分配了preamble，但頻域頻域上的PRACH occasion還需UE自己選擇。

基於非競爭的PRACH mask index配置方式有4種：1)由消息4中參數PRACH-ConfigDedicated->ra-ssb-OccasionMaskIndex指示；2) 由消息4中參數BeamFailureRecoveryConfig->ra-ssb-OccassionMakIndex指示；3)由SIB1中SI-SchedulingInfo->SI-RequestResources->ra-ssb-OccassionMakIndex指示；4) 由PDCCH order通過DCI format 1_0中PRACH mask index指示。

21.5.4 確定對應的RA-RNTI

PRACH資源的時域位置確定了RA-RNTI值，UE發送preamble之後，則會計算PRACH occasion相關聯的RA-RNTI，以便接受對應RA-RNTI的RAR，其計算公式如下所示(除了用於波束失敗恢復請求的基於非競爭的隨機接入前導)：

RA-RNTI= 1 + s_id + 14 × t_id + 14 × 80 × f_id + 14 × 80 × 8 × ul_carrier_id

其中，s_id是PRACH occasion的第一個OFDM符號的索引(0 ≤ s_id < 14)，t_id是系統幀中PRACH occasion的第一個時隙的索引(0 ≤ t_id < 80)，f_id是頻域中的PRACH occasion的索引(0 ≤ f_id < 8)，ul_carrier_id是用於preamble傳輸的UL載波(0表示正常上行載波，1表示SUL載波)。

21.5.5 確定目標接收功率

preamble的目標接收功率PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER通過下面的公式計算(見38.321的5.1.3節)：

preambleReceivedTargetPower + DELTA_PREAMBLE + (PREAMBLE_POWER_RAMPING_COUNTER – 1) × PREAMBLE_POWER_RAMPING_STEP

其中，preambleReceivedTargetPower是gNB期待接收到的preamble的初始功率，DELTA_PREAMBLE與preamble format相關，其值見38.321的Table 7.3-1和Table 7.3-2；PREAMBLE_POWER_RAMPING_STEP是每次接入失敗後，下次接入時提升的發射功率，PREAMBLE_POWER_RAMPING_COUNTER是提升發射功率的次數。

而preamble的實際發射功率的計算公式爲(參考38.213的7.4節)：

$P_{PRACH,b,f,c}(i) =min\left \{ P_{CMAX,f,c(i)}, P_{PRACH,target,f,c} + PL_{b,f,c} \right \}$ [dBm]

其中， $P_{CMAX,f,c(i)$ 是在傳輸occasion i的服務小區C的載波f配置給UE的最大傳輸功率(UE發送最大功率爲23dBm)； $P_{PRACH,target,f,c}$ 是服務小區C上的載波f的激活UL BWP b上的PRACH目標接收功率PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER； $PL_{b,f,c}$ 是基於服務小區C的激活DL BWP上與PRACH傳輸相關聯的DL RS的載波f的激活UL BWP b的路損，並且 $PL_{b,f,c}$ 等於referenceSignalPower(單位dB) - higher layer filtered RSRP(單位dBm，RRC過濾)。

如果 $PL_{b,f,c}$ 基於DL BWP是初始DL BWP並且對於SSB和CORESET複用模式2或3，則UE基於與PRACH傳輸相關聯的SSB來確定 $PL_{b,f,c}$ 。

21.6 Msg2

UE發送了preamble之後，將在RAR時間窗(RA Response window)內監聽PDCCH，以接收對應RA-RNTI的RAR(此時不考慮可能出現的測量gap)。如果在RAR時間窗內沒有接收到gNB回覆的RAR，則認爲此次隨機接入過程失敗。

RAR窗起始時刻：RAR窗起始於最早的CORESET的第一個符號，該CORESET是UE被配置用於接收Type1-PDCCH CSS集的PDCCH，而最早的CORESET與PRACH傳輸相對應的PRACH occasion的最後一個符號之後至少間隔一個符號，其RAR窗起始時刻示意圖如圖21.11所示(值得注意的是，圖21.11中a描述的RO雖然與CORESET挨着，但是並沒有間隔一個符號，因此RAR窗並不能在挨着的CORESET的第一個符號啓動，而是其後面那個CORESET，而b描述的RO與第一個CORESET間隔兩個符號，因此ROC與最早的CORESET間隔了一個符號，則RAR窗在第一個CORESET就會啓動)。RAR窗的長度由ra-ResponseWindow提供，單位是slot，其長度基於Type1-PDCCH CSS集的SCS。

圖21.11 preamble format B4的PRACH occasion不同起始符號下RAR窗的起始時刻示意圖

當UE成功地接收到一個RAR(使用前面介紹的RA-RNTI來解碼)，且該RAR中的preamble index與UE發送的preamble index相同時，則認爲成功接收了RAR，此時UE就可以停止監聽RAR了。

21.6.1 MAC PDU(RAR)

MAC RAR組成的MAC PDU如圖21.12所示。

圖21.12 MAC RAR組成的MAC PDU的示意圖

從圖21.12可以看出，RAR MAC PDU由1個或多個MAC subPDU和可選的padding組成，其中MAC subPDU由如下組成：

- 僅具有BI的MAC子頭(可單獨存在)；

- 僅具有RAPID的MAC子頭(即對SI請求的確認，可單獨存在)；

- 具有RAPID的MAC RAR的MAC子頭。

僅包括BI的MAC subPDU被放置在RAR MAC PDU的開頭(如果包括BI)。僅具有RAPID的MAC subPDU(如SI請求的確認)和具有RAPID的MAC RAR的MAC subPDU可以被放置在BI(如果存在)和padding(如果存在)的MAC subPDU之間的任何地方。

從RAR MAC PDU的結構可以看出，如果gNB在同一PRACH資源上檢測到來自多個UE的隨機接入請求(RA-RNTI一樣)，則使用一個RAR MAC PDU就可以對這些接入請求進行響應，每個隨機接入請求(對應一個preamble index)的響應對應一個RAR。

如果多個UE在同一 PRACH資源(時頻位相同，使用同一 RA-RNTI)發送 preamble，則對應的RAR複用在同一RAR MAC PDU中。

RAR MAC PDU在DL-SCH上傳輸，並用以RA-RNTI加擾的PDCCH來指示。知果使用相同 PRACH資源發送 preamble(preamble不一定需要相同)的所有UE都監聽相同的RA-RNTI加擾的PDCCH，並接收相同的 RAR MAC PDU，但不同 preamble index對應不同的 MAC RAR，即 RAR MAC PDU中的1個 MAC subPDU。

由於 RAR MAC PDU只能使用一個RA-RNTI加擾，這也意味着使用不同 PRACH資源(時頻位置不同)發送的preamble對應的RAR不能複用到同個 RAR MAC PDU中。

值得注意的是，在NR中，隨機接入過程的觸發增加了幾個觸發事件，其中包括了其他SI請求觸發景。對其他SI的請求，在隨機接入過程中UE可有兩種方式通知gNB，其爲隨機接入過程中的消息1或消息3攜帶請求信息，描述如下：

1) 從38.331可知，UE與gNB了一條高層信令，即： RRCSystemInfoRequest，該信今是隨接入過程中的消息3，可直接通和gNB，gNB.則通過消息4進行確認請求(如何確認或者不要確認，是LCID嗎？但是沒有，還是直接通過收到收到消息4競爭解決成功就可以確認gNB已經收到了UE的消息3(詳情見本章疑問部分)；而消息1的話，可能會出現RAR MAC PDU並不是UE本身的，就算收到RAR也可能是其他UE的，所以要確認)；

2) 如果請求的SI與PRACH資源的子集相關聯(通過參數rach-OccasionsSI進行配置)，在這種情況下，Msg1用於指示UE需要請求的SI，並且會爲SI請求劃分專有的preambles，而當使用Msg1時進行SI請求時，請求的最小粒度是一個SI(即一組SIBs)，其中1個preamble或PRACH資源可用於請求多個SI消息，並且通過RAR中的子頭進行SI請求的確認。

爲什麼會有其他SI請求以及UE如何判斷是否需要請求SI?在NR中，SI的方式除了廣播(分爲週期廣播和按需廣播)之外，還可以進行單播，其中其他SI請求的SIB包括SIB2~SIB9，不包括MIB和SIB1(MIB進行週期廣播，SIB1可週期廣播也可在RRC_CONNECTED進行單播)。如果對其他SI進行廣播，則是在RRC_IDLE態和RRC_INACTIVE態下進行；如果對其他SI進行單播，其需要進行隨機接入請求，因此是在RRC_CONNECTED態下進行。對於UE而言，如果在SIB1中SI-SchedulingInfo->si-BroadcastStatus被配置爲notBroadcasting，則UE需要請求其他SI時，需要通過上述兩種方式的其中一種進行請求(通過競爭或者非競爭隨機接入)。

具有BI的MAC子頭由五個頭部字段E/T/R/R/BI組成，如圖21.13所示。

圖21.13 E/T/R/R/BI MAC子頭示意圖

如果UE收到了一個BI子頭，則會保存一個backoff值，該值等於該subheader的BI值(其爲一個backoff的索引值)所對應索引所對應的值；否則UE會將backoff值設爲0。

BI(Backoff Indicator)指定了UE重發preamble前需要等待的時間範圍(取值範圍見38.321.的7.2節)。如果UE在RAR時間窗內沒有接收到RAR，或接收到的RAR中沒有一個preamble與自己的相符合，則認爲此次RAR接收失敗，此時UE需要等待一段時間後，再次發起隨機接入請求。等待的時間爲在BI索引所對應的值乘以一個高層配置的比例因子SCALING_FACTOR_BI(該值爲：0、0.25、0.5、0.75)。如果BI索引爲0，查38.321的表7.2.1可得知其該索引對應的值爲5，那麼如果比例因子SCALING_FACTOR_BI = 0，則5 * 0 = 0，得到的等待時間爲0，那麼此時的BI子頭雖然存在，但其實並沒有作用。也就是說BI存在，並不一定會延遲發送Msg1，這取決於gNB端的實現，因爲協議並沒有規定只有需要UE延遲發送Msg1纔在RAR中組BI。

BI的取值從側面反映了小區的負載情況，如果接入的UE多，則該值可以設置得大些；如果接入的UE少，該值就可以設置得小一些，這由基站實現所決定。

RAPID爲Random Access Preamble Identifier的簡稱，爲gNB在檢測preamble時所得到的preamble index。如果UE發現該值與自己發送preamble時使用的索引相同，則認爲成功接收到對應的RAR。其對應的RAPID MAC子頭由三個字段E/T/RAPID組成。如圖21.14所示。

圖21.14 E/T/RAPID MAC子頭示意圖

其中MAC子頭中各域含義如表21.7所示。

表21.7 RAR MAC PDU中MAC子頭各域參數

參數名稱

參數描述

R(Reserved)域

取值爲0

E(Exension)域

指示當前MAC subPDU是否是最後一個

		<p>0：指示當前MAC subPDU是最後一個</p>

		<p>1：指示當前MAC subPDU後至少還有一個MAC subPDU</p>
		</td>
	</tr><tr><td>
		<p>T(Type)域</p>
		</td>
		<td style="width:379px;">
		<p>0：指示BI MAC子頭</p>

		<p>1：指示RAPID MAC子頭</p>
		</td>
	</tr><tr><td>
		<p>BI(Backoff Indicator)域</p>
		</td>
		<td style="width:379px;">
		<p>指示當前小區的過載情況</p>
		</td>
	</tr><tr><td>
		<p>RAPID域</p>
		</td>
		<td style="width:379px;">
		<p>指示傳輸的睡覺接入前導</p>
		</td>
	</tr></tbody></table></div><h3 style="margin-left:0cm;"><a name="t20"></a><a name="t20"></a>21.6.2 RAR組成</h3>

固定RAR如圖21.15所示。

圖21.15 MAC RAR的組成示意圖

RAR UL Grant調度用於UE的PUSCH傳輸。從MSB開始到以LSB結束的RAR UL Grant的內容在表21.8中給出。

表21.8 RAR UL Grant組成大小(38.213 Table 8.2-1)

RAR grant field	Number of bits
Frequency hopping flag	1
PUSCH frequency resource allocation	14
PUSCH time resource allocation	4
MCS	4
TPC command for PUSCH	3
CSI request	1

14比特PUSCH frequency resource allocation用於確定Msg3傳輸的頻域資源位置，該字段解釋如下：

Msg3 PUSCH頻率資源分配用於上行鏈路資源分配類型1。在具有跳頻的Msg3 PUSCH傳輸的情況下，Msg3 PUSCH頻率資源分配字段的錢一個或兩個比特被用作跳頻信息比特，且與激活的UL BWP的大小相關，如表21.9所述。

表21.9 Frequency offset for second hop of PUSCH transmission with frequency hopping scheduled by RAR UL grant(38.213 Table 8.3-1)

Number of PRBs in initial UL BWP	Value of $N_{UL,hop}$ Hopping Bits	Frequency offset for 2nd hop
$N_{BWP}^{size} < 50$	0	$\left \lfloor N_{BWP}^{size}/2 \right \rfloor$
$N_{BWP}^{size} < 50$	1	$\left \lfloor N_{BWP}^{size}/4 \right \rfloor$
$N_{BWP}^{size} \geq 50$	00	$\left \lfloor N_{BWP}^{size}/2 \right \rfloor$
	01	$\left \lfloor N_{BWP}^{size}/4 \right \rfloor$
	10	$-\left \lfloor N_{BWP}^{size}/4 \right \rfloor$
	11	Reserved

UE在 $N_{BWP}^{size}$ 個RBs的激活UL BWP中處理頻域資源分配如下描述：

如果 $N_{BWP}^{size} \leq 180$ ，則只使用該字段的最低 $\left \lceil log_{2} \left ( N_{BWP}^{size} * \left ( N_{BWP}^{size} + 1 \right ) /2\right )\right \rceil$ 個比特，其解析方式與正常的DCI format 0_0中的頻域資源分配字段相同。

如果 $N_{BWP}^{size}\geq 180$ ，14bits會被分爲2部分： $N_{UL,hop}$ 個跳頻bit和剩餘14 – $N_{UL,hop}$ 比特。如果“hopping flag”域設置爲1，則個跳頻比特的定義如表21.9所示。如果“hopping flag”域設置爲0，則 $N_{UL,hop}$ 爲0，即此時不存在跳頻。由於14比特並不足以表示所有的資源分配情況，因此協議中規定會在 $N_{UL,hop}$ 個跳頻比特後插入值爲0的 $\left \lceil log_{2} \left ( N_{BWP}^{size} * \left ( N_{BWP}^{size} + 1 \right ) /2\right )\right \rceil - 14$ 特。也就是說，此時認爲Msg3 PUSCH frequency resource allocation域包含 $N_{UL,hop}$ + $\left \lceil log_{2} \left ( N_{BWP}^{size} * \left ( N_{BWP}^{size} + 1 \right ) /2\right )\right \rceil - 14$

+ (14 - $N_{UL,hop}$ )比特，然後擴展後的頻域資源分配域的解析方式按照DCI format 0_0中的頻域資源分配字段進行解析。

4比特PUSCH time resource allocation用於確定Msg3傳輸的時域資源位置，如果UE在slot n收到帶有RAR消息的PDSCH，則UE在slot 傳輸PUSCH(Msg3)，其中k2指的是時隙偏移，由PUSCH time resource allocation確定， Δ指的是第一次Msg3傳輸附加子載波間隔特定時隙延遲值，其值參見38.214表6.1.2.1.1-5。

1比特Frequency hopping flag，用於判斷PUSCH傳輸是否跳頻，如果其值爲0，則UE在沒有跳頻的情況下發送PUSCH(Msg3)；否則，UE通過跳頻發送PUSCH(Msg3)。

4比特MCS，取值0~15，說明RAR對應的PUSCH傳輸(Msg3)的MCS的取值範圍爲0~15，可參考38.214。

3比特TPC command for PUSCH，用於設置PUSCH傳輸(Msg3)的功率，如何使用參考38.213的7.1.1，其定義參考38.213的表8.2-2。

1比特CSI request，對於基於非競爭的隨機接入而言，RAR中的CSI request字段用於決定在對應的PUSCH傳輸是否包含非週期CSI上報。而對於基於競爭的隨機接入而言，RAR中的CSI request字段是預留的，即沒有任何作用。

21.7 Msg3

基於非競爭的隨機接入過程，preamble是某個UE專用的，所以不存在衝突；又因爲該UE已經擁有在接入小區內的唯一標識C-RNTI，所以也不需要gNB給它分配C-RNTI。因此，只有基於競爭的隨機接入過程才需要步驟三和步驟四。

之所以將3條消息稱爲Msg3，而不是某一條具體消息的原因，其在於根據UE狀態的不同和應用場景的不同，這條消息也可能不同，因此就稱爲Msg3，即隨機接入過程的第3條消息，其在不同場景下的Msg3如下所描述：

- RRC_IDLE態下初始接入，通過RRCSetupRequest；

- RRC_INACTIVE態下恢復接入，通過RRCResumeRequest；

- RRC連接重建，通過RRCReestablishmentRequest；

- 上行失步，上行數據到達，下行數據到達(競爭)，通過CRNTI；

- 其他SI請求，通過RRCSystemInfoRequest；

- 切換(競爭)，通過CRNTI + RRCReconfigurationComplete；

Msg3中需要包含一個重要信息：每個UE唯一的標識，該標識將用於步驟四的衝突解決。

對於處於RRC_CONNECTED態的UE來說，其唯一標識是C-RNTI。

對於處於RRC_IDLE態的UE來說，將使用一個來自核心網的唯一的UE標識：39比特的ng-5G-S-TMSI-Part1或一個39比特的隨機數作爲其標識。此時gNB需要先與核心網通信，才能響應Msg3。

對於處於RRC_INACTIVE態的UE來說，將使用一個來自核心網的唯一的UE標識：24比特的resumeIdentity(ShortI-RNTI-Value)或40比特的resumeIndetity(I-RNTI-Value)作爲標識，用於恢復UE上下文。

當UE處於RRC_CONNECTED態但上行不同步時，UE有自己的C-RNTI，在隨機接入過程的Msg3中，UE會通過C-RNTI MAC control element將自己的C-RNTI告訴gNB，gNB在步驟4中使用這個C-RNTI來解決衝突。

對於Msg3而言，使用CCCH傳輸的Msg3時，UE還沒有C-RNTI，而CCCH傳輸的Msg3有兩種大小，從38.331查看UL-CCCH-Message得知RRC建立請求、RRC恢復請求、RRC重建請求、RRC系統信息請求使用上行CCCH邏輯信道，並且爲48比特；而查看UL-CCCH1-Message得知RRC系統信息請求1使用上行CCCH邏輯信道，其大小爲64比特，從上文得知，處於RRC_INACTIVE態的UE進行恢復時，其有兩種大小的恢復ID，則UL-CCCH-Message中的RRC系統信息請求攜帶的是24bite的resumeIdentity，UL-CCCH1-Message中的RRC系統信息請求1攜帶的是40比特的resumeIdentity。

21.8 Msg4

UE發送了Msg3，會啓動一個mac-ContentionResolutionTimer，並在Msg3進行HARQ重傳時，重啓該timer。在該timer超時或停止之前，UE會一直監聽PDCCH。

如果UE監聽到PDCCH，且UE在發送Msg3時攜帶了C-RNTI MAC control element，則在以下2種情況下，UE認爲衝突解決成功(即該UE成功接入，此時UE會停止mac-ContentionResolutionTimer，並丟棄TC-RNTI。注意：這2種情況下TC-RNTI不會提升爲C-RNTI)：

- 隨機接入過程由MAC子層觸發，且UE在Msg4中接收到的PDCCH由Msg3攜帶的C-RNTI加擾，且給新傳的數據分配了UL Grant；

- 隨機接入過程由PDCCH order觸發，且UE在Msg4中接收到的PDCCH由Msg3攜帶的C-RNTI加擾。

如果Msg3在CCCH發送，且在Msg4中接收到的PDCCH由RAR中指定的TC-RNTI加擾，則當成功解碼出的MAC PDU中包含的Contention Resolution Identity MAC CE與Msg3發送的CCCH SDU匹配時，UE會認爲隨機接入成功並將自己的TC-RNTI設置爲C-RNTI。(只有成功解碼RAR MAC PDU，就停止mac-ContentionResolutionTimer，並不需要等待衝突解決成功。注意：這種情況下TC-RNTI會提升爲C-RNTI)。

值得注意的是，協議38.321規定Contention Resolution Identity MAC CE爲48比特，而UL-CCCH1-Message大小爲64比特，也就是說CCCH SDU爲64比特，則大小不一致，那麼UE MAC如何對CCCH SDU於Contention Resolution Identity MAC CE進行匹配？在UE端MAC如果收到高層CCCH SDU大於48比特，則其只會保存前48比特用於Msg4中48比特的Contention Resolution Identity MAC CE進行匹配，也就是說，在網絡端MAC組成的Contention Resolution Identity MAC CE也是一個前48比特的數據，這樣纔會匹配一致。

如果mac-ContentionResolutionTimer超時，UE會丟棄TC-RNTI並認爲衝突解決失敗。

疑問：

1. SSB包含PSS/SSS/PBCH，它是一個下行的概念，而PRACH occasion是一個上行的概念，兩者爲什麼能關聯，又是如何關聯的？

A：在NR中的隨機接入過程使用了波束，其中SSB在時域週期內有多次發送機會，並且有相應的編號，其可分別對應不同的波束，而對於UE而言，只有當SSB的波束掃描信號覆蓋到UE時，UE纔有機會發送preamble。而當網絡端收到UE的preamble時，就知道下行最佳波束，換句話說，就是知道哪個波束指向了UE，因此SSB需要與preamble有一個關聯，而preamble都是在PRACH occasion才能進行發送，則SSB與PRACH occasion進行了關聯。

舉例：SSB-per-rach-occation = 1/4，每個PRACH occasion對應競爭preamble = 56，msg1-FDM = 4，SSB num = 8，SCS = 15KHz，PRACH Configuration Index = 109(TDD制下FR1)。

解釋：

1) PRACH Configuration Index = 109，查38.211表6.3.3.2-3得出：

-- 在所有的幀中都有PRACH occasion(nSFN mod 1 = 0);

-- 無線幀下的所有子幀都有PRACH occasion；

-- 在每個子幀下的PRACH occasion的起始位置是從第9個符號開始；

-- 每個子幀下一個PRACH slot；

-- 一個PRACH slot中只有一個時域PRACH occasion；

-- 一個PRACH長度爲4，則佔4個符號。

2) SSB-per-rach-occation = 1/4，表示一個SSB映射4個頻域PRACH occasion；

3) msg1-FDM = 4表示一個時域PRACH occasion有4個頻域PRACH occasion；

4) 舉例得到SSB的PRACH occasion之間的映射如圖21.16所示。

圖21.16 SSB與PRACH occasion之間的映射

圖例解釋：

因爲SSB是一個下行的概念，但是SSB的編號與PRACH occasion有一一映射關係，因爲SSB-per-rach-occation = 1/4，所以一個SSB就映射4個頻域PRACH occasion，其中每個SSB編號與PRACH occasion都有一一映射關係，但是PRACH occasion不一定與SSB編號全部映射。同時，無線幀下的每個子幀都有時域PRACH occasion，並且時域PRACH occasion在每個子幀下起始符號是9，長度佔4個符號，而每個時域PRACH occasion下都有4個頻域PRACH occasion，因此圖21.16中的每個子幀的第9個符號至12個符號表示時域PRACH occasion的長度，而頻域是4個PRACH occasion。由於每個SSB都映射4個PRACH occasion，因此SSB0映射在另一個無線幀的無線子幀0號的4個PRACH occasion，依此類推。但是隻有8個SSB，卻在10個子幀下都有時域PRACH occasion，由於SSB與PRACH occasion的映射週期最小是1，因此子幀8、9號上的PRACH occasion沒有SSB與其進行映射，則8、9號上的PRACH occasion被UE視爲無效，UE不能在8、9號子幀的PRACH occasion發送preamble

2. 其他SI請求的其中一種請求方式，是通過RRCSystemInfoRequest進行，也就是隨機接入過程中的消息3，其相對於另外一種通過Msg1進行請求的方式而言，在Msg2中有RAPID作爲SI確認，而該請求方式沒有，那麼其如何受到SI確認?並且UE在發起消息3時，此時還沒有唯一標識，那麼UE如何判斷SI請求是否成功？

A：從38.331中可得知RRCSystemInfoRequest是48比特，其在CCCH邏輯信道上傳輸，則此時UE並沒有C-RNTI，那麼對於UE MAC而言，整個RRCSystemInfoRequest就是一個CCCH SDU，則RRCSystemInfoRequest中requested-SI-List就相當於一個唯一標識，或者說整個RRCSystemInfoRequest相當於一個唯一標識，當UE收到Msg4的時候，則UE會使用保存的CCCH SDU(即RRCSystemInfoRequest)與解碼得到的Contention Resolution Identity MAC CE進行匹配，如果匹配成功，並且隨機接入過程是由SI請求觸發，則MAC會給高層指示一個SI確認。

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21.2.2 preamble的分類

21.2.3 preamble的數目

21.2.4 SSB映射PRACH Occasion和Preamble

21.2.5 CSI-RS映射PRACH Occasion

21.3 PRACH資源

21.3.1 PRACH時域資源

21.3.2 PRACH頻域資源

21.4 RA時序

21.5 Msg1

21.5.1 選擇SSB或CSI-RS

21.5.2選擇 preamble index

21.5.3 選擇用於發送preamble的PRACH資源

21.5.4 確定對應的RA-RNTI

21.5.5 確定目標接收功率

21.6 Msg2

21.6.1 MAC PDU(RAR)

21.7 Msg3

21.8 Msg4

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