3.5.1　UE RRC层发起的竞争RA

UE RRC层发起的竞争RA过程，包括IDLE下初始接入、RRC连接重建立、离开RRC_INACTIVE态。只能在MCG的PCell下发起。

以上类型的RA过程相同，包括如下步骤。

步骤1，初始化RA过程。

1）初始化参数。

·清空Msg3 buffer；

·PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER=1，preamble发送次数，置为1；

·PREAMBLE_POWER_RAMPING_COUNTER=1，preamble功率增长次数，置为1；

·PREAMBLE_BACKOFF=0，退避时长，单位为ms，置为0；

·SCALING_FACTOR_BI=1，退避因子，置为1。

2）选择UL载波。如果发送RA过程的UL载波被明确指示，则UE选择指示的载波执行RA过程；如果发送RA过程的UL载波没有被明确指示，那么当服务小区配置了SUL（可以在SIB1和UE RRC信令里面配置），并且当前UE的RSRP（下行PL参考）小于门限rsrp-ThresholdSSB-SUL时，选择SUL发起RA（远点超过门限时，使用SUL），否则选择NUL发起RA。

3）执行BWP切换操作，见2.7.4节中“通过RA过程切换”。（注：IDLE下的初始接入不涉及BWP切换操作，因为IDLE下的初始接入是在BWP0中发起的。）

4）设置参数：PREAMBLE_POWER_RAMPING_STEP=powerRampingStep，preamble功率增长步长，属于BWP级参数。

步骤2，选择RA资源。

1）选择SSB。UE测量SSB的SS-RSRP，如果超过门限RACH-ConfigCommon-＞rsrp-ThresholdSSB/rsrp-ThresholdSSB-SUL，则选中该SSB；如果所有SSB都没有超过门限，则UE选择任何一个SSB。

2）选择preambleGroup。

①如果Msg3未发送过，且没有配置preambleGroupB，则选择preambleGroupA。

②如果Msg3未发送过，且配置了preambleGroupB，那么仅当出现以下两种情况中的任意一种时选择preambleGroupB，其他情况都选择preambleGroupA。

·Msg3的大小大于ra-Msg3SizeGroupA，并且PL小于PCMAX（执行RA过程的服务小区）-preambleReceivedTargetPower-msg3-DeltaPreamble-messagePowerOffsetGroupB。

·Msg3包含CCCH SDU，并且“CCCH SDU+MAC子头”的大小大于ra-Msg3SizeGroupA。

③如果Msg3已经发送过，则选择第一次Msg3发送对应的preambleGroup。

3）选择preamble。从选择的SSB和选择的preambleGroup关联的preamble中，随机选择一个preamble。

4）选择该SSB对应的RACH occasion。选择策略如下：

·如果一个SSB对应多个RO，则随机选择一个（需要考虑可能出现的测量GAP）；

·如果一个RACH occasion关联周期内有多个映射周期（SSB到RO的映射周期），则选择第一个可用的映射周期。

步骤3，发送Msg1。

1）如果PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER大于1（不是首次发送Msg1），没有挂起功率增长计数器PREAMBLE_POWER_RAMPING_COUNTER，并且本次发起RA和上次RA选择的SSB或者CSI-RS一样（如果前后两次发起RA的SSB/CSI-RS不同，则不需要增加功率），则PREAMBLE_POWER_RAMPING_COUNTER加1，即需要增加功率。

2）设置Msg1的目标功率。

PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER=preambleReceivedTargetPower+DELTA_PREAMBLE+(PREAMBLE_POWER_RAMPING_COUNTER-1)×PREAMBLE_POWER_RAMPING_STEP

3）计算RA-RNTI。

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

其中，s_id为PRACH occasion的第一个符号索引（0≤s_id＜14），t_id为PRACH occasion的第一个slot在一个帧中的索引（0≤t_id＜80，参考PRACH的子载波间隔），f_id为PRACH occasion在频域上的索引（0≤f_id＜8），ul_carrier_id为上行载波指示（0为NUL，1为SUL）。

4）通知PHY发送RA。

步骤4，接收Msg2。

1）在SpCell中启动ra-ResponseWindow（在RACH-ConfigCommon中配置），在RA发送之后的第一个PDCCH occasion启动。

2）在ra-ResponseWindow运行期间，使用RA-RNTI检测RAR的PDCCH。

3）如果通过RA-RNTI收到了DCI，并且成功解码Msg2，那么处理如下。

①如果Msg2包含一个带BI的MAC subPDU，则设置PREAMBLE_BACKOFF=BI值×SCALING_FACTOR_BI（BI值查表3-14得出）；否则，设置PREAMBLE_BACKOFF=0。

【说明】UE一旦成功解码Msg2，不管是不是自己的Msg2，只要它包含了BI子头，都需要应用，因为这说明gNB负荷比较高了，需要退避一段时间后再发起RA。

②如果Msg2包含一个带RAPID的MAC subPDU，其RAPID和UE发送的preambleID相等，则认为成功接收了Msg2，UE可以停止ra-ResponseWindow。

③如果Msg2被成功接收，那么处理为：当Msg2包含一个只有RAPID子头的MAC subPDU时，认为RA过程成功完成，给高层指示接收到SI request的确认消息（说明：只有SI请求的非竞争RA的Msg2才包含一个只有RAPID子头的MAC subPDU）；除此之外，处理如下。

·对发送RA preamble的服务小区应用下面的过程：处理接收到的TA命令；挂起功率增长计数器PREAMBLE_POWER_RAMPING_COUNTER（因为本次已经成功接收了Msg2，所以下一次发送Msg1的时候不需要增加功率）；如果RA过程是在SCell的未配置pusch-Config的UL载波上进行的，则忽略收到的UL Grant，否则，处理接收到的UL Grant。

·如果是非竞争RA，则认为RA过程成功完成，结束处理。

·如果是竞争RA，则保存Msg2里面的Temporary C-RNTI，如果此时是UE第一次成功接收Msg2，则发送Msg3，到步骤5。

4）如果ra-ResponseWindow超时，并且没有收到匹配发送preamble的Msg2，那么处理如下。

①认为Msg2没有成功接收。

②PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER加1。

③当PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER=preambleTransMax+1，即达到RA最大次数时，处理如下。

·如果RA过程在SpCell发起，则通知上层RA问题，如果此RA过程是SI请求的RA过程，则认为RA过程失败，结束处理。

·如果RA过程在SCell发起，则认为RA过程失败，结束处理。

④如果RA过程没有完成，则在0~PREAMBLE_BACKOFF之间随机选择一个退避时间。当在退避时间内选择了非竞争RA资源时，或者在退避时间超时后（在退避时间内未选择到非竞争RA资源），转到步骤2继续执行RA。

【说明】步骤4包括各种类型RA的处理，对于不同类型的RA进行不同的分支处理即可。

步骤5，发送Msg3。

此种类型的RA，Msg3包含CCCH SDU（RRC层组好的ASN码流，共48 bit），通过CCCH逻辑信道，RLC TM模式发送，有MAC子头；如果Msg2给的授权够大，那么还可能包含Padding，格式如图3-17所示。

图3-17　Msg3 MAC PDU

步骤6，竞争解决（在Msg3成功发送后，接收Msg4）。

1）Msg3发送后，在SpCell启动或者重启ra-ContentionResolutionTimer（Msg3重传）。在ra-ContentionResolutionTimer运行期间，使用Temporary C-RNTI检测PDCCH，忽略可能出现的测量GAP。

2）如果使用Temporary C-RNTI成功接收到PDCCH，并且成功解码Msg4 MAC PDU（CRC OK），则停止ra-ContentionResolutionTimer，处理如下。

①当Msg4带的竞争解决MAC CE和CCCH SDU匹配时：认为竞争解决成功，完成Msg4 MAC PDU的解析，UE在PUCCH上发送AN；如果RA过程是SI请求发起，则通知高层SI请求成功接收，否则将C-RNTI设置为Temporary C-RNTI；认为RA过程成功完成。

②当Msg4带的竞争解决MAC CE和CCCH SDU不匹配时，丢弃Temporary C-RNTI，丢弃Msg4 MAC PDU，认为竞争解决失败。

3）如果ra-ContentionResolutionTimer超时，则丢弃Temporary C-RNTI，认为竞争解决失败。

4）如果竞争解决失败，那么处理如下。

①清空Msg3 buffer。

②PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER加1。

③如果PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER=preambleTransMax+1，即达到了RA最大次数，则通知上层RA问题。

④如果RA过程没有完成，则在0~PREAMBLE_BACKOFF之间随机选择一个退避时间，当在退避时间内选择了非竞争RA资源时，或者在退避时间超时后（在退避时间内未选择到非竞争RA资源），转到步骤2继续执行RA。