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帶你讀《5G 無線增強設計與國際标準》第二章接入增強2.1 2步随機接入(六)

2.1.6  MsgB設計

1.   MsgBPDCCH

基站在檢測到MsgA的發送之後,會進行MsgB的回報,MsgB通過PDCCH和PDSCH承載。其中,PDCCH的回報采用 DCI格式 1_0,通過 MsgB-RNTI進行加擾。MsgB-RNTI由 PRACH傳輸的 RO所在的時頻位置決定。MsgB-RNTI和 4步随機接入中 RA-RNTI的計算公式基本相同,可用來唯一表示一個 10ms接收窗的 RO時頻資源。不同的是,MSGB-RNTI的計算公式中引進了一個常數偏置值,使得其取值範圍變為 17921~35840,避免了與 RA-RNTI的取值範圍(1~17920)相重疊。這樣設計的原因是在目前協定中允許在相同的随機接入資源上同時支待2步RACH和 4步 RACH,不重合的取值範圍使得使用者可以根據RNTI的值來判斷收到的排程信令的接入類型。

使用者在發送 MsgA之後,在特定的時間窗内進行 MsgBPDCCH的監聽,即嘗試MsgB-RNTI加擾的 DCI格式 1_0的譯碼。該時間窗的起點位千 MsgAPUSCH傳輸機會一個符号之後的第一個控制資源集合所在的位置,時間窗的長度由高層配置,最長為 40ms。

通過 MsgB-RNTI加擾的 DCI格式 1_0包含以下訓示資訊:

·該 PDCCH所排程的 PDSCH頻域資源配置設定

·該 PDCCH所排程的 PDSCH時域資源配置設定

·虛拟 RB資源到實體 RB資源的映射方式,交織或非交織 

·傳輸塊(TB)的縮放系數 

·RO所在系統幀号的最低位 2bit。

其中,與 4步 RACH中通過 RA-RNTI加擾的 DCI格式 1_0主要的差別是增加了 RO所在系統幀号的最低位 2bit這個參數[8]。這是由千 2步 RACH的 MsgB監聽視窗最大值從 10ms延長到了 40ms,導緻在不同系統幀内發送 MsgA的使用者,其監聽視窗會重疊,同時 MsgB-RNTI也可能相同,是以需要通過這 2bit來判斷該 PDCCH是屬千哪個使用者的。

2.   MsgBPDSCH

(1)MsgB消息構成

圖 2-7所示為 MsgB消息構成的相關示例。2步 RACH的 MsgB可以攜帶一個或多個使用者的随機接入響應,即一個 MsgBMAC協定資料單元(PDU)可以由一個或多個MAC子協定資料單元(subPDU)構成。MsgB中,除了訓示回退(BI,BackoffIndicator)的 MAC   subPDU外,其餘的 MAC  subPDU均由一個 MAC子頭(subheader)以及相應的 MAC服務資料單元(SDU)或随機接入響應單元(RARPayload)組成。根據攜帶内容的不同,MACsubPDU主要分為以下 5類。

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圖2-7   MsgB示例

句 BIMACsubPDU

BIMACsubPDU隻包含 BackoffIndicatorsubheader,可用千訓示小區的接入負載水準。當小區接入負載水準較高時,網絡側通過在 MsgB中添加  BIsubheader的方法在時間上打散 UE發起随機接入的時刻以緩解網絡擁塞。如圖 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組成。當 MsgA隻有前導部分成功被解出時,網絡側通過FallbackRAR訓示相關 UE回退到 4步 RACH的步驟。

@ 含 SuccessRAR的 MACsubPDU

SuccessRAR由 SuccessRARsubheader和 SuccessRARPayload組成。當 MsgA被完整解出時,網絡側通過 SuccessRAR訓示相關 UE進行競争解決。

@ 含 MACSDU的 MACsubPDU

MACSDUsubPDU由 MACSDUsubheader和 MACSDU組成。在一些接入場景下,如 始接入時,MsgB   可能會包括含有公共控制消息(CCCH)或專用控制消息(DCCH)的 MAC   SDU。為了降低 MsgB設計的複雜度,避免引進額外的參數來表示 MAC   SDU和相關 SuccessRARsubPDU的映射關系,協定規定含有 MACSDU  的 subPDU必須跟在對應的 SuccessRARsubPDU後面。此外,考慮到 MACSDU的尺寸通常較大,為了避免MsgB尺寸過大不利千解碼,協定限制一個 MsgB最多隻能有一個 SuccessRAR和對應MACSDU的組合,且含 MACSDU的 subPDU必須放置在除 Padding之外的 MsgB最末的位置,如圖 2-7(a)所示。

@ 含 Padding的 MACsubPDU

PaddingMACsubPDU由 R/R/LCIDsubheader和 Padding組成。如圖 2-7(b)所示,當 MACsubPDU小千 MACPDU的 TBS時,網絡側可以按需在 MACPDU的最後進行填充,填充的尺寸最小可為零。

(2)MsgBMACsubheader

MsgBMACsubheader主要有兩個用途,一是訓示對應的 MACsubPDU的類型,二是訓示 MsgB是否已經結束。除了 MAC SDU的 subheader外,其餘 MsgBMACsubheader均為固定的 1個位元組。表 2-2總結了 MsgB中可能出現的 MACsubheader的字段以及相關含義。

表2-2   subheader字段及相關含義

字段 長度與含義
E 1bit,拓展位,用千訓示該 subheader 以及對應的 MAC subPDU 是否為該 MACPDU 的最後一個 MAC subPDU。取值為 1 表示後續至少還有一個 MAC subPDU,取值為 0 表示這是最後一個 MAC subPDU。需要注意攜帶 CCCH SDU 的 MACsubPDU 不在以上訓示範圍内, 具體細節會在後續部分說明
T1 1bit,用千訓示 MAC subheader 包含前導 ID 還是 T2 位。取值為 1 表示包含前導 ID,取值為 0 表示包含 T2 位
T2 1bit,用千訓示 MAC subheader 包含 BI 還是 S 位。取值為 1 表示包含 BI,取值為 0 表示包含 S 位
S 1bit,用千訓示該 MAC subheader 以及所對應的 MAC subPDU 後面是否有含 MACSDU 的 MAC subPDU(s)跟随。取值為 1 表示有 MAC SDU 跟随,取值為 0 表示沒有 MAG SDU 跟随
R 1bit,預留位,取值為 0,解碼時可自動忽略
BI 4bit,回退參數,用千索引 BI 值
RAPID 6bit,用千訓示前導 ID
F 1bit,用千訓示 L 字段的長度,取值為 0 表示 L 為 8 位,取值為 1 表示 L 為 16 位
LCID 6bit,邏輯信道辨別,用千訓示邏輯信道類型
L 8bit 或 16bit,用千訓示攜帶的 CCCH/DCCH MAC SDU 的大小

MsgBMACsubheader可以分為以下 5種類型。句 BIsubheader

如圖 2-8所示,BIsubheader包含有 E/T1/T2/R/BI5個字段,其中,BI為回退參數索引,UE可以根據表 2-3所示索引關系設定相應的 BI值[9]。

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圖2-8   BIsubheader結構

表2-3   BI取值範圍

BI    BI      ms
5
1 10
2 20
3 30
4 40
60
6 80
7 120
8 160
9 240
320
11 480
12 960
13 1920
14 預留
15

@FallbackRARsubheader

FallbackRARsubheader含有 E/T1/RAPID3個字段,用千訓示 FallbackRAR及前導序列 ID,如圖 2-9所示。

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圖2-9   FallbackRARsubheader結構

@SuccessRARsubheader

SuccessRARsubheader含有 E/T1/T2/S/R/R/R/R8個字段,用千訓示   SuccessRAR,以及後面是否有相應的 MACSDU跟随,如圖 2-10所示。

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圖2-10   SuccessRARsubheader結構