5G NR PCI规划

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PCI的生成公式：

   and .

PCI共计1008个，取值范围0-1007。

主同步信号PSS序列的生成公式：

PSS使用m序列，与LTE的Zc序列不同，Nid(2)取值0-2可生成3条m序列，n取值0-126每条序列长度127，共占用频域127个子载波。

辅同步信号SSS序列的生成公式：

Nid(1)取值0-335 、Nid(2)取值0-2，SSS可生成1008条序列，n取值0-126每条序列长度127，共占用频域127个子载波。

DM-RS forPBCH的映射资源：

DM-RS的映射资源位置如表，其中v=PCImod 4。

Channel or signal	OFDM  symbol number   relative to the start of an SS/PBCH block	Subcarrier  number   relative to the start of an SS/PBCH block
DM-RS for PBCH	1, 3
	2

PCI的规划原则：

（1）模3原则：从PCI的生成公式可知，模3会造成Nid(2)相同，PSS序列相同，影响同步信道的识别。

（2）模4原则：PBCH上的DM-RS的频域位置取决于v的值，模4会造成v相同，DM-RS之间会相互干扰。

随机接入过程的目的：

（1）实现UE和gNB之间的上行同步。

（2）获取Message3的资源。

随机过程的两种类型：

（1）基于竞争：多个UE生成相同PRACH Preamble同时到达gNB，如果后续gNB经过额外过程解决了这些冲突，UE接入成功，否则接入失败。

（2）基于非竞争：gNB指定PRACH Preamble给UE，避免冲突，常见的场景是基于切换。

频域PRACHPreamble的生成公式：

u是ZC 序列的根序列，取值0~837或0~137。（现网参数为逻辑索引号，它与u的对应关系请关注获取本文文档）

LRA是ZC序列长度，取值839或139。（配置参数prachRootSequenceIndex=I839）

Cv是ZC序列的循环移位，它的取值取决于Ncs和限制集类型，由小区半径、应用场景等因素决定。Cv的数量决定根序列u可以产生多少个前导，如果当前u产生前导的数量不足64个，根序列索引号+1对应的根序列u’继续产生前导，直至满足64个为止。（配置参数restrictedSetConfig=非限制集，zeroCorrelationZoneConfig=6，对应Ncs=32）。

zeroCorrelationZoneConfig	value
	Unrestricted set	Restricted set type A	Restricted set type B
6	32	46	46

时域PRACHPreamble的对应关系：

PRACH Preamble只能在高层参数prach-ConfigurationIndex给出的时域上传输，取决于FR1或FR2。（配置参数prachConfigIndex=17，根据表可知Preamble format=0，允许UE在任何系统帧的子帧4上发送PRACH）。

PRACH   Configuration   Index	Preamble format			Subframe number
17	0	1	0	4

PRACH前导格式的规划：

格式0/1沿用LTE的格式0/3，格式2/3、Ax、Bx、Cx为NR新引入的，合计长码4种、短码9种前导格式。前导格式按照覆盖场景、最大覆盖半径进行规划。

小区覆盖半径=（Tcp-最大多径时延扩展）*c/2。

PRACH Ncs的规划：

Ncs标准协议定义了三张Ncs表，分别对应子载波间隔1.25kHz、5kHz和15*2ukHz。在低速场景下，依据覆盖场景确定Format格式后，按照各场景内小区实际覆盖需求，尽量选用复用度大的zeroCorrelationZoneConfig索引号。

小区覆盖半径=（Ncs*Tseq/Lra-最大多径时延扩展-安全余量）*c/2。

PRACH根序列的规划：

一个小区需要产生64个有效的PRACH Preamble，首次通过根序列索引号按照所有有效的循环偏移Ncs得到（Ncs最终计算的结果实际就是Cv），如果本次根序列不能产生64个前导，可以用逻辑根序列索引号下一个来产生，直到产生64个为止。

所以，Cv的计算过程决定了当前小区产生64个前导所需要的根序列的数量，决定了根序列索引号如何规划。

以不设置限制集为例，当Ncs=0时，Cv=0，只产生1个Cv，所以每次根序列u只能产生1个前导，一个小区生成64个前导需要连续64个根序列索引号，所以规划时不同小区的逻辑根序列索引号间隔至少为64个。

当Ncs≠0时，Cv=vNcs，可以产生（Lra-1）/Ncs个Cv，所以每次根序列u能产生（Lra-1）/Ncs个前导，之后可以规划出不同小区逻辑根序列索引号的最小间隔。

例如，小区半径3.3km，Format=0，Ncs=32，Lra=839，每个逻辑根序列可生成838/32=26个PRACH Preamble，每个小区需要生成64个，因此需要连续逻辑根序列64/26=3个。

高速场景下PRACH的规划：

在高速场景下频偏会造成序列相关峰的能量泄露到其它循环移位窗内，泄露的循环移位就不能用于产生前导。因此，引入循环移位限制集来限制某些循环位移的使用以保证PRACH的接收性能。R15标准在限制集A的基础上引入新的限制集B，被用于超高速场景即350km/h以上。因此，对限制集B进行演算分析，有助于后续高速场景下PRACH的规划。针对限制集B的Cv，部分计算结果如下。（高速场景规划工具请关注获取本文文档）

例如当高铁小区半径为1-2km时，Ncs=26，可选用连续根序列索引42-329，使用简易法规划，以19个连续索引为一组，可用于规划的根序列索引号共15个；使用最大法规划可用于规划的根序列号共19个（42、55、71、86、102、116、132、147、166、183、200、214、227、240、254、268、283、297、311）。