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带你读《5G 无线增强设计与国际标准》第二章接入增强2.1 2步随机接入(六)

简介: 《5G 无线增强设计与国际标准》第二章接入增强2.1 2步随机接入(六)

2.1.6  MsgB设计

 

1.   MsgBPDCCH

 

基站在检测到MsgA的发送之后,会进行MsgB的反馈,MsgB通过PDCCH和PDSCH承载。其中,PDCCH的反馈采用 DCI格式 1_0,通过 MsgB-RNTI进行加扰。MsgB-RNTI由 PRACH传输的 RO所在的时频位置决定。MsgB-RNTI和 4步随机接入中 RA-RNTI的计算公式基本相同,可用来唯一表示一个 10ms接收窗的 RO时频资源。不同的是,MSGB-RNTI的计算公式中引进了一个常数偏置值,使得其取值范围变为 17921~35840,避免了与 RA-RNTI的取值范围(1~17920)相重叠。这样设计的原因是在当前协议中允许在相同的随机接入资源上同时支待2步RACH和 4步 RACH,不重合的取值范围使得用户可以根据RNTI的值来判断收到的调度信令的接入类型。

用户在发送 MsgA之后,在特定的时间窗内进行 MsgBPDCCH的监听,即尝试MsgB-RNTI加扰的 DCI格式 1_0的译码。该时间窗的起点位千 MsgAPUSCH传输机会一个符号之后的第一个控制资源集合所在的位置,时间窗的长度由高层配置,最长为 40ms。

通过 MsgB-RNTI加扰的 DCI格式 1_0包含以下指示信息:

·该 PDCCH所调度的 PDSCH频域资源分配

·该 PDCCH所调度的 PDSCH时域资源分配

·虚拟 RB资源到物理 RB资源的映射方式,交织或非交织 

·传输块(TB)的缩放系数 

·RO所在系统帧号的最低位 2bit。

其中,与 4步 RACH中通过 RA-RNTI加扰的 DCI格式 1_0主要的区别是增加了 RO所在系统帧号的最低位 2bit这个参数[8]。这是由千 2步 RACH的 MsgB监听窗口最大值从 10ms延长到了 40ms,导致在不同系统帧内发送 MsgA的用户,其监听窗口会重叠,同时 MsgB-RNTI也可能相同,因此需要通过这 2bit来判断该 PDCCH是属千哪个用户的。

 

2.   MsgBPDSCH

 

(1)MsgB消息构成

图 2-7所示为 MsgB消息构成的相关示例。2步 RACH的 MsgB可以携带一个或多个用户的随机接入响应,即一个 MsgBMAC协议数据单元(PDU)可以由一个或多个MAC子协议数据单元(subPDU)构成。MsgB中,除了指示回退(BI,BackoffIndicator)的 MAC   subPDU外,其余的 MAC  subPDU均由一个 MAC子头(subheader)以及相应的 MAC服务数据单元(SDU)或随机接入响应单元(RARPayload)组成。根据携带内容的不同,MACsubPDU主要分为以下 5类。


 

image.png

 

2-7   MsgB示例

 

句 BIMACsubPDU

BIMACsubPDU只包含 BackoffIndicatorsubheader,可用千指示小区的接入负载水平。当小区接入负载水平较高时,网络侧通过在 MsgB中添加  BIsubheader的方法在时间上打散 UE发起随机接入的时刻以缓解网络拥塞。如图 2-7所示,MsgB若含 BI,BI需要放在MsgB的起始位置。

@ 含 FallbackRAR的 subPDU

FallbackRARMACsubPDU由 FallbackRARsubheader和 FallbackRAR组成。当 MsgA只有前导部分成功被解出时,网络侧通过FallbackRAR指示相关 UE回退到 4步 RACH的步骤。

@ 含 SuccessRAR的 MACsubPDU

SuccessRAR由 SuccessRARsubheader和 SuccessRARPayload组成。当 MsgA被完整解出时,网络侧通过 SuccessRAR指示相关 UE进行竞争解决。

@ 含 MACSDU的 MACsubPDU

MACSDUsubPDU由 MACSDUsubheader和 MACSDU组成。在一些接入场景下,如 始接入时,MsgB   可能会包括含有公共控制消息(CCCH)或专用控制消息(DCCH)的 MAC   SDU。为了降低 MsgB设计的复杂度,避免引进额外的参数来表示 MAC   SDU和相关 SuccessRARsubPDU的映射关系,协议规定含有 MACSDU  的 subPDU必须跟在对应的 SuccessRARsubPDU后面。此外,考虑到 MACSDU的尺寸通常较大,为了避免MsgB尺寸过大不利千解码,协议限制一个 MsgB最多只能有一个 SuccessRAR和对应MACSDU的组合,且含 MACSDU的 subPDU必须放置在除 Padding之外的 MsgB最末的位置,如图 2-7(a)所示。

@ 含 Padding的 MACsubPDU

PaddingMACsubPDU由 R/R/LCIDsubheader和 Padding组成。如图 2-7(b)所示,当 MACsubPDU小千 MACPDU的 TBS时,网络侧可以按需在 MACPDU的最后进行填充,填充的尺寸最小可为零。

(2)MsgBMACsubheader

MsgBMACsubheader主要有两个用途,一是指示对应的 MACsubPDU的类型,二是指示 MsgB是否已经结束。除了 MAC SDU的 subheader外,其余 MsgBMACsubheader均为固定的 1个字节。表 2-2总结了 MsgB中可能出现的 MACsubheader的字段以及相关含义。

 

2-2   subheader字段及相关含义

 

字段

长度与含义

 

 

E

1bit,拓展位,用千指示该 subheader 以及对应的 MAC subPDU 是否为该 MACPDU 的最后一个 MAC subPDU。取值为 表示后续至少还有一个 MAC subPDU,取值为 表示这是最后一个 MAC subPDU需要注意携带 CCCH SDU 的 MACsubPDU 不在以上指示范围内, 具体细节会在后续部分说明

 

T1

1bit,用千指示 MAC subheader 包含前导 ID 还是 T2 位。取值为 表示包含前导 ID,取值为 表示包含 T2 

 

T2

1bit,用千指示 MAC subheader 包含 BI 还是 位。取值为 表示包含 BI,取值为 表示包含 

 

S

1bit,用千指示该 MAC subheader 以及所对应的 MAC subPDU 后面是否有含 MACSDU  MAC subPDUs)跟随。取值为 表示有 MAC SDU 跟随,取值为 表示没有 MAG SDU 跟随

R

1bit,预留位,取值为 0,解码时可自动忽略

BI

4bit,回退参数,用千索引 BI 

RAPID

6bit,用千指示前导 ID

F

1bit,用千指示 字段的长度,取值为 表示 为 位,取值为 表示 为 16 

LCID

6bit,逻辑信道标识,用千指示逻辑信道类型

L

8bit 或 16bit,用千指示携带的 CCCH/DCCH MAC SDU 的大小


 

MsgBMACsubheader可以分为以下 5种类型。句 BIsubheader

如图 2-8所示,BIsubheader包含有 E/T1/T2/R/BI5个字段,其中,BI为回退参数索引,UE可以根据表 2-3所示索引关系设置相应的 BI值[9]

image.png

2-8   BIsubheader结构

 

 

2-3   BI取值范围

 

BI   

BI      ms

0

5

1

10

2

20

3

30

4

40

5

60

6

80

7

120

8

160

9

240

10

320

11

480

12

960

13

1920

14

预留

15

预留


 

@FallbackRARsubheader

FallbackRARsubheader含有 E/T1/RAPID3个字段,用千指示 FallbackRAR及前导序列 ID,如图 2-9所示。

image.png

2-9   FallbackRARsubheader结构

 

@SuccessRARsubheader

SuccessRARsubheader含有 E/T1/T2/S/R/R/R/R8个字段,用千指示   SuccessRAR,以及后面是否有相应的 MACSDU跟随,如图 2-10所示。

image.png

2-10   SuccessRARsubheader结构

 


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