Jakie są różne typy RACH w 5G?
Istnieją dwa główne typy procedur RACH w 5G: RACH oparty na rywalizacji (CBRACH) i RACH nieoparty na rywalizacji (NCRACH).
CBRACH jest używany do transmisji danych na małej płaszczyźnie kontrolnej i opiera się na podejściu opartym na rywalizacji, w którym urządzenia mogą kolidować podczas uzyskiwania dostępu do sieci. Z drugiej strony NCRACH jest przeznaczony do większych transmisji w płaszczyźnie danych i eliminuje rywalizację poprzez przypisanie określonych preambuł do urządzeń. Ponadto istnieją synchroniczne i asynchroniczne wersje CBRACH, oferujące różne kompromisy między rywalizacją a opóźnieniami, umożliwiając elastyczność dostępu do sieci w oparciu o określone wymagania.
Zagłębmy się w szczegóły każdego z nich:
Rach oparty na rywalizacji (CBRACH):
CBRACH jest używany głównie do początkowego dostępu i przesyłania małych pakietów danych, często określanych jako komunikacja „płaszczyzny sterującej”.
Opiera się na rywalizacji, ponieważ wiele urządzeń użytkowników może jednocześnie próbować uzyskać dostęp do sieci. Gdy wiele urządzeń przesyła swoje żądania w tym samym czasie, mogą wystąpić kolizje.
Aby zminimalizować kolizje, CBRACH wykorzystuje mechanizm podobny do protokołu ALOHA. Urządzenia wybierają preambułę losowego dostępu i przesyłają ją. Jeśli nie ma kolizji, sieć odpowiada komunikatem o rozwiązaniu rywalizacji, a urządzenie kontynuuje nawiązywanie połączenia.
CBRACH nadaje się do scenariuszy o niskim lub umiarkowanym ruchu i jest skuteczny w przypadku małych transmisji danych.
RACH nieoparty na rywalizacji (NCRACH):
Z drugiej strony NCRACH jest używany do komunikacji „w płaszczyźnie danych”, która zazwyczaj obejmuje przesyłanie większych pakietów danych.
W przeciwieństwie do CBRACH, NCRACH pozwala uniknąć rywalizacji i kolizji. Gdy urządzenie musi przesłać dane, wybiera zarezerwowaną preambułę przypisaną mu przez sieć. Eliminuje to potrzebę rozwiązywania sporów.
NCRACH doskonale nadaje się do scenariuszy o dużym ruchu danych i wymaganiach dotyczących niezawodności. Zapewnia, że urządzenia mogą przesyłać dane bez ryzyka kolizji.
Oprócz tych podstawowych typów RACH istnieją również dwie formy CBRACH w 5G:
Synchroniczny CBRACH:
W tego typu CBRACH urządzenia uzyskują dostęp do kanału według z góry określonego harmonogramu. Zmniejsza to ryzyko rywalizacji i kolizji, ale może wprowadzić pewne opóźnienia.
Asynchroniczny CBRACH:
Asynchroniczny CBRACH umożliwia urządzeniom dostęp do kanału bez ścisłego harmonogramu, co może skutkować większą rywalizacją i potencjalnymi kolizjami. Oferuje jednak mniejsze opóźnienia w porównaniu do synchronicznego CBRACH.
Wybór pomiędzy CBRACH i NCRACH zależy od konkretnego przypadku użycia i wymagań sieciowych. CBRACH jest skuteczny w zastosowaniach o niskim lub średnim natężeniu ruchu oraz w zastosowaniach tolerujących opóźnienia, natomiast NCRACH jest preferowany w zastosowaniach wymagających dużej szybkości transmisji danych i małych opóźnień, gdzie kluczowe znaczenie ma unikanie kolizji. Synchroniczne i asynchroniczne tryby CBRACH zapewniają elastyczność w równoważeniu rywalizacji i opóźnień w zależności od potrzeb sieci.