上一篇讲到SSB和RACH时机的关联，这一篇来讲SSB和RACH时机的选择。由上一篇可知，SSB和RACH时机的地位是不同的，在SSB和RACH时机的关联中，SSB是必须关联的，而RACH时机是可以丢弃的（领导的话是一定得听的，让你提意见可能只是客套一下）。相似的，在SSB和RACH时机的选择中，UE先选择SSB，再选择RACH时机 —— 如果1个SSB关联多个RACH时机（ssb per RACH Occasion < 1）的话。

实际上，对于SSB，UE没太多选择空间。在NR中，SSB波束就像“探照灯”一样，在5 ms周期内扫过小区，如果SSB波束（老王的脸）没有“照到”，UE硬要选择对应SSB也不合适 —— 勉强是没有幸福的啊！话又说回来，相邻的SSB波束覆盖区域总是有重叠的（甚至于，多个SSB对应同一个SSB波束），这种时候，UE就面临选择了。

 

SSB波束必须完全覆盖小区，才能实现UE在不同位置进行初始接入。显然，SSB波束是“宽”波束（老王脸大），相应的，在纵深方向上强度会低一些（能量守恒定律）。在初始接入中，UE处于空闲态，只能选择SSB波束，进入连接态后，基站可以在SSB波束的基础上进行波束训练，以选择更优的波束传输，获得更好的无线性能。

波束训练如何实现，协议没有明确规定，简单的说，就是一个“对眼”过程。以下行为例，在初始接入后，基站获知UE接收最佳的SSB波束，在SSB波束范围内向UE发送多个“窄”波束（抛几个媚眼） —— CSI-RS，并以CRI（CSI Resource Index）进行区分。UE分别进行测量，并上报各个CSI-RS的L1-RSRP。最后，基站选择L1-RSRP最强的CSI-RS作为下行波束（确认过眼神），波束训练就完成了。

 

由上可见，上述CSI-RS和SSB波束有关联，但又有一点区别，在NR中，波束之间的这种关联称为“准共址” —— Quasi-Colocation，简称QCL（注意，CSI-RS不一定关联SSB（可选），关联也不一定QCL）。所谓“准共址”，就是两个波束像是从同一个天线端口发送的，一个端口的信道估计结果可用于另一个端口。由此，如果RA资源只和SSB关联，但UE选择了CSI-RS波束（连接态），也可使用和CSI-RS具有QCL关系的SSB关联的RA资源（真绕口）。

 

UE如何选择SSB？

 

首先，得有候选对象。在NR中，在时域上有5种SSB分布样式，用于不同频段（FR1或FR2）和不同SSB SCS。在FR1中，如果SSB SCS为15 KHz，可用样式为CASE A，如果SSB SCS为30 KHz，可用样式为CASE B或C；在FR2中，如果SSB SCS为120 KHz，可用样式为CASE D，如果SSB SCS为240 KHz，可用样式为CASE E。

 

在不同分布样式中，SSB的最大数量和起始位置是固定的。以CASE A为例，SSB SCS为15 KHz，SSB的最大数量为8，分布在前半帧（5 ms）的前4个子帧中，起始位置分别为符号2、8、16、22、30、36、44、50。UE解调PBCH获得SSB Index（使用8个DM-RS初始化序列进行盲检）和“半帧标识”（物理层额外8个bit的第4个bit），可以反推出（完整的）系统定时和SSB分布样式。

不过，基站不一定以最大数量发送SSB。比如说，在CASE A中，基站最多可以发送8个SSB，但实际只发送4个SSB。基站具体发送哪些SSB（Index），就靠UE自己检测了。同时，UE按照实际接收的SSB和RACH时机进行关联。在上一篇的示例中，基站发送的SSB Index都是连续的 —— 这不是必然的。

 

在初始接入前，UE处于空闲态，逮住啥（SSB）就是啥。不过，UE进入连接态后，基站会通过RRC向UE发送Candidate Beam RS List，包含候选SSB和/或CSI-RS，UE从Candidate Beam RS List选择SSB或CSI-RS。更直接的，基站可能通过PDCCH order指示SSB（和RAPID），UE照办就好。

 

由上可见，UE如何选择SSB或CSI-RS，取决于具体场景。我把3GPP TS 38.321选择RA资源的伪代码拆解一下，如下图所示。除了“兜底”的CBRA（场景5），其他场景都是CFRA，因为基站通过RRC（场景1、3、4）或PDCCH order（场景2）提前给UE分配了RA资源 —— 可以把这些都理解为VIP，就像XX银行领导，XX汽车客户，或XX家孙媳妇，都是“欢迎”开车入宫撒欢的。

对于波束恢复（Beam Failure Recovery）触发的随机接入过程（场景1），UE首先确认beam recovery failure timer正在运行 —— 或没有配置（不会超时）。如果基站通过RRC指示和SSB或CSI-RS关联的CFRA资源，并且candidate Beam RS List至少有一个SS-RSRP大于rsrp threshold SSB的SSB波束，或CSI-RSRP大于rsrp threshold CSI-RS的CSI-RS波束，UE从candidate Beam RS List中选择一个RSRP高于门限的SSB波束或CSI-RS波束。

 

UE选择SSB波束或CSI-RS波束，使用SSB或CSI-RS关联的RAPID（PREAMBLE INDEX）。比较特殊的是，如果UE选择CSI-RS，而CSI-RS没有关联的RAPID，UE还可以“曲线救国”，使用SSB波束关联的RAPID—— 这个SSB波束和选择的CSI-RS波束是QCL关系。

 

对于PDCCH order触发的随机接入过程（场景2），如果PDCCH指示的ra-Preamble Index不是0b000000（二进制的全零），UE使用PDCCH指示的SSB和RAPID（省事儿）。对于基站通过rach Config Dedicated指示和SSB或CSI-RS关联的CFRA资源（场景3），并且candidate Beam RS List（和BFR的List相互独立）至少有一个SS-RSRP大于rsrp threshold SSB的SSB波束，或CSI-RSRP大于rsrp threshold CSI-RS的CSI-RS波束，UE从candidate Beam RS List中选择一个RSRP高于门限的SSB波束或CSI-RS波束，使用波束关联的RAPID。

 

SI Request触发的随机接入过程（场景4）：如果基站通过RRC指示CFRA资源（MSG1-Based SI-Request），并且至少有一个SS-RSRP高于rsrp threshold SSB，UE选择一个SS-RSRP高于门限的SSB，并使用SSB对应的RAPID—— 取值由3GPP TS 38.331描述的ra Preamble start Index确定。

 

如果ssb per RACH Occasion（SI Request）大于等于1，即1个RACH时机关联多个（包括1个）SSB，对于第i个SSB（i=0, …, N-1），RAPID = ra Preamble start Index + i用于SI Request；如果ssb per RACH Occasion小于1，即多个RACH时机关联1个SSB，对于每个SSB，RAPID = ra Preamble start Index用于SI Request。

换个说法。前一种情况，多个SSB分享同一个RACH时机的64个Preamble，从ra Preamble start Index开始连续N个RAPID用于SI Request；后一种情况，每个SSB独享各个RACH时机的64个Preamble，只有ra Preamble start Index对应的那个RAPID用于SI Request。关于SI Request的更多细节，以后再说。

 

对于CBRA随机接入过程（场景5） —— 包含不满足附加条件的其他场景（比如说，场景3，和RA资源关联的SSB或CSI-RS不满足RSRP门限要求，或场景4，基站没有通过RRC指示CFRA资源）：如果至少有一个SS-RSRP高于rsrp threshold SSB，UE选择一个SS-RSRP高于门限的SSB；如果没有SS-RSRP高于门限的SSB —— UE任意选择一个SSB（别挑剔了），取决于具体实现。

 

选择SSB后，UE（可能）还要选择RACH时机。如果ssb per RACH Occasion<1，即1个SSB关联多个RACH时机（在频域上连续分布，msg1-FDM最大取值为8），UE按照基站指示的ra ssb Occasion Mask Index（即下图的PRACH Mask Index）对应的RACH时机。

如上图（3GPP TS 38.321表格7.4-1）所示，PRACH Mask Index取值1~8对应8个RACH时机（ssb per RACH Occasion最小取值为1 / 8，奇怪的是，这里不从0开始记数，而从1开始），取值9和10对应偶数（even）索引和奇数（odd）索引的RACH时机，取值0表示基站对RACH时机没有限制（All） —— UE随意吧。

 

更具体的，对于SI Request触发的随机接入过程，且基站配置ra Association Period Index和si request Period，UE根据ra Association Period Index在SSB对应的RACH时机中，确定下一个可用的RACH时机 —— RACH时机依然需要满足ra ssb Occasion Mask Index要求。

 

对于SI Request以外的随机接入过程，如果UE选择了SSB，UE根据ra ssb Occasion Mask Index指示，以相同概率随机选择一个RACH时机，并考虑测量间隔的影响。如果UE选择了CSI-RS，但没有和CSI-RS关联的CFRA资源（CFRA-CSIRS-Resource），UE按照和CSI-RS具有QCL关系的SSB处理；否则（有CSI-RS关联的CFRA资源），UE从ra Occasion List（相当于另一个过滤器）确定下一个RACH时机，并考虑测量间隔的影响。