前言        

        如果阅读了这两篇博文《如何产生PRACH preamble》和《如何选择合适的时频资源发送preamble》那么对msg1有了基本了解但是真到了Msg1发送的时候该怎么处理呢这里涉及到两个问题

• 问题1发送无线信号给对方那么就需要能量。以多大的功率发送Msg1的Preamble合适呢
• 问题2对于随机接入过程由于此时的PRACH和后面Msg2的PDSCH均不是UE specific的信道那么终端如何判定后面基站回复的Msg2是给自己的呢这里就用用到了RA-RNTI可以唯一标识Msg1发送的时频资源这一特性。

Msg1的发射功率

        38213给出了关于PRACH的功控计算公式

首先P_{PRACH,target}= PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER再由38321知道可由以下公式计算
preambleReceivedTargetPower + DELTA_PREAMBLE + (PREAMBLE_POWER_RAMPING_COUNTER -1)* PREAMBLE_POWER_RAMPING_STEP

• preambleReceivedTargetPower 由参数 ‘preambleReceivedTargetPower’ 可得
• DELTA_PREAMBLE 可由38321表7.3-1和7.3-2可得根据不同的preamble format查表
• PREAMBLE_POWER_RAMPING_COUNTER对于初始传输是1重传依每次加一
• PREAMBLE_POWER_RAMPING_STEP 由参数‘powerRampingStep’所得

然后,再计算PathLoss-PL

• referenceSignalPower根据PRACH关联的SSB或者CSI-RS由参数ss-PBCH-BlockPower和powerControlOffsetSS决定
• higher layer filtered RSRP是发送PRACH时测到的RSRP

        有了上面两个因子我们就可以计算PRACH Msg1的初始发射功率了。还是以前面的参数进行举例

rach-ConfigGeneric
{
prach-ConfigurationIndex 2,
msg1-FDM one,
msg1-FrequencyStart 2,
zeroCorrelationZoneConfig 6,
preambleReceivedTargetPower -100,
preambleTransMax n10,
powerRampingStep dB4,
ra-ResponseWindow sl20
},
ss-PBCH-BlockPower -8
假设此时的RSRP为-94dBm

        则Msg1的初始发射功率= -100+(0)+(1-1)*4+[-8-(-94)]= -14dBm

        如果发生Msg2或者Msg4失败则会触发Msg1重传Msg1的最大重传次数由参数preambleTransMax定义。如果发生Msg1的重传每次重传功率会以powerRampingStep这个步长增大直到最后达到UE的最大功率或者重传达到最大次数为止。
        需要注意得是重传增大功率是有条件的前提是PRACH关联的SSB未发生变化。

If prior to a PRACH retransmission, a UE changes the spatial domain transmission filter, Layer 1 notifies higher layers to suspend the power ramping counter
                                                                                                                  ------摘自38213
if SSB or CSI-RS selected is not changed from the selection in the last Random Access Preamble transmission
                                                                                                                  ------摘自38321

RA-RNTI的计算和使用

        RA-RNTI可以表征Msg1发送时使用的时频资源UE发送Msg1时会计算RA-RNTI并保存gNB收到该Msg1后同样会计算RA-RNTI并使用该RA-RNTI对Msg2的PDCCH DCI format 1_0的CRC进行扰码。因此只有在RA-RNTI标识的时频资源发送Msg1的终端才能解对这个PDCCH的DCI。不过这还不能完全避免冲突的发生设想一下还有这种可能同一个小区有两个或者多个终端在相同的时频资源RA-RNTI上选择了相同的preamble发送概率虽小但也是可能的。对于这种冲突还需要后面的Msg3和Msg4去解决。言归正传这里暂时仅关注Msg1 RA-RNTI的计算:

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

• s_id is the index of the first OFDM symbol of the PRACH occasion (0 ≤ s_id < 14)
• t_id is the index of the first slot of the PRACH occasion in a system frame (0 ≤ t_id < 80), where the subcarrier spacing to determine t_id is based on the value of μ specified in clause 5.3.2 in TS 38.211
• f_id is the index of the PRACH occasion in the frequency domain (0 ≤ f_id < 8)
• ul_carrier_id is the UL carrier used for Random Access Preamble transmission (0 for NUL carrier, and 1 for SUL carrier)

        上面的计算参数协议规定的很清楚

• s_id是PRACH Occasion的第一个符号的index;
• f_id是频域的index由参数msg1_FDM可知
• ul_carrier_id对于非SUL场景为0

        需要注意的是t_id的取值我们仍然以上面的RACH参数为例prach_ConfigurationIndex=2由 《如何选择合适的时频资源发送preamble 》的例子我们可以知道PRACH会在subframe9的第一个symbol开始发送那么有的同学就想当然的认为这个t_id应该是slot182.6GHz, sub6PUSCH/PDSCH SCS=30k那就错了。因为按照38211 5.3.2节中对于PRACH format 0SCS=1.25kHz规定了u=0那么应该按照15kHz折算折算完t_id=9.