W komunikacji bezprzewodowej 5G PRACH (Physical Random Access Channel) jest krytycznym elementem interfejsu radiowego, który umożliwia sprzętowi użytkownika (UE) nawiązanie komunikacji ze stacją bazową, znaną również jako gNodeB. PRACH służy jako punkt wejścia dla UE do sieci, umożliwiając im żądanie zasobów do transmisji łącza zwrotnego i inicjowanie procedur wstępnego dostępu.
Kluczowe aspekty PRACH w 5G obejmują:
- Inicjowanie procedury dostępu:
- PRACH bierze udział w inicjowaniu procedury dostępu swobodnego, czyli procesu, w wyniku którego UE nawiązuje pierwszy kontakt z siecią. Ma to kluczowe znaczenie w przypadku urządzeń wchodzących po raz pierwszy do sieci lub ponownie nawiązujących połączenie po przejściu w stan bezczynności.
- Żądanie zasobów łącza przesyłającego:
- UE wykorzystują PRACH do wysłania preambuły, krótkiej sekwencji sygnałowej, do gNodeB, wskazując ich obecność i żądając zasobów łącza zwrotnego do dalszej komunikacji. Ten początkowy dostęp jest niezbędny, aby urządzenia UE mogły przekazać swoje istnienie sieci i uzyskać niezbędne zasoby do kolejnych transmisji.
- Wiele preambuł:
- PRACH obsługuje transmisję wielu preambuł, z których każda odpowiada konkretnemu UE. Zastosowanie wielu preambuł umożliwia jednoczesne próby dostępu przez różne UE, wspierając ogromne cele w zakresie łączności sieci 5G.
- Format preambuły:
- Preambuła transmitowana w PRACH ma określony format, obejmujący parametry takie jak lokalizacja częstotliwości, czas trwania i struktura sekwencji. Format jest ustandaryzowany, aby zapewnić kompatybilność i skuteczne wykrywanie przez gNodeB.
- Przesunięcie czasu:
- Wyprzedzenie czasowe to kluczowa koncepcja związana z PRACH. Obejmuje to dostosowanie taktowania transmisji preambuły w celu uwzględnienia różnych odległości pomiędzy UE a gNodeB. Właściwe wyprzedzenie taktowania zapewnia, że preambuły z różnych UE docierają do gNodeB z prawidłową zależnością taktowania.
- Rozstrzygnięcie sporu:
- PRACH wykorzystuje podejście oparte na rywalizacji, w którym wiele UE może jednocześnie próbować uzyskać dostęp do sieci. Konflikty są rozwiązywane za pomocą kolejnych procedur, takich jak rozstrzyganie sporów i przydzielanie zasobów w celu dalszej komunikacji.
- Konfiguracja kanału dostępu swobodnego:
- Operatorzy sieci konfigurują parametry PRACH w celu optymalizacji jego wydajności. Obejmuje to ustawienie liczby dostępnych preambuł, ich odstępów i innych parametrów w oparciu o charakterystykę wdrożenia sieci.
- Sygnały synchronizacji PRACH:
- PRACH jest zsynchronizowany z sygnałami synchronizacyjnymi, aby pomóc UE w identyfikacji parametrów taktowania i częstotliwości dla transmisji ich preambuł. Te sygnały synchronizacji dostarczają UE niezbędnych informacji w celu dostosowania ich prób dostępu do sieci.
- Dynamiczna kontrola dostępu:
- PRACH obsługuje dynamiczną kontrolę dostępu, umożliwiając UE dostosowywanie prób dostępu w oparciu o warunki sieci, obciążenie i inne czynniki. Ta elastyczność przyczynia się do efektywnego wykorzystania zasobów radiowych w sieciach 5G.
- Wsparcie dla różnych usług:
- PRACH zaprojektowano tak, aby obsługiwał różnorodne usługi i przypadki użycia w sieci 5G, w tym ulepszoną mobilną łączność szerokopasmową (eMBB), komunikację masową maszynową (mMTC) i ultraniezawodną komunikację o niskim opóźnieniu (URLLC).
Podsumowując, PRACH w 5G jest kluczowym komponentem ułatwiającym inicjację komunikacji pomiędzy UE a siecią. Umożliwia UE żądanie zasobów, inicjowanie procedur dostępu i ustanawianie początkowego połączenia z gNodeB, przyczyniając się do dynamicznego i wydajnego charakteru sieci bezprzewodowych 5G.