5G kablosuz ağlarda RACH (Rastgele Erişim Kanalı), Kullanıcı Ekipmanı (UE) ile gNodeB olarak da bilinen baz istasyonu arasında ilk erişimi ve iletişimin kurulmasını kolaylaştıran radyo arayüzünün kritik bir bileşenidir. RACH, UE’lerin yukarı bağlantı iletimi için kaynak talep etmek amacıyla ağa rastgele erişmesine olanak tanır; bu da onu ilk bağlantı kurulumu, aktarımlar ve boşta kalma dönemlerinden sonra bağlantının yeniden kurulması gibi senaryolar için gerekli kılar.
5G’de RACH’nin temel yönleri şunları içerir:
- Rastgele Erişim Prosedürünün Başlatılması:
- RACH prosedürü, ağ ile iletişim kurması gerektiğinde bir UE tarafından başlatılır. Bu, ilk bağlantı kurulumu, aktarımlar sırasında veya UE’nin boşta kaldıktan sonra bağlantıyı yeniden kurması sırasında gerçekleşebilir.
- Önsöz İletimi:
- RACH prosesindeki ilk adım, UE tarafından bir giriş bölümünün iletilmesini içerir. Giriş bölümü, UE’nin varlığını ve ağa erişme niyetini belirten, gNodeB’ye yukarı bağlantı üzerinden gönderilen kısa bir sinyal dizisidir.
- Çoklu Başlangıçlar:
- 5G ağları, birden fazla giriş bölümünün iletimini destekleyerek farklı UE’lerin eşzamanlı erişim girişimlerine olanak tanır. Bu, çok sayıda cihazın neredeyse aynı anda ağa erişmeye çalışabileceği 5G’nin devasa bağlantı hedeflerine uyum sağlamak açısından çok önemli.
- Önsöz Formatı ve Yapısı:
- Başlangıç, frekans konumu, zaman süresi ve dizinin yapısı gibi parametreleri içeren belirli bir formata ve yapıya sahiptir. Standartlaştırılmış formatlar, gNodeB tarafından uyumluluk ve etkili algılama sağlar.
- PRACH (Fiziksel Rastgele Erişim Kanalı):
- Giriş bölümünün iletildiği kanala PRACH denir. PRACH, rastgele erişim prosedürlerini yönetmeye yönelik özel bir kanaldır ve UE’ler için ağa giriş noktası görevi görür.
- İtiraz Çözümü:
- Birden fazla UE’nin aynı anda ağa erişmeye çalışması olasılığı nedeniyle, bir çekişme çözümleme mekanizması kullanılır. Anlaşmazlıklar, her UE’nin sürekli iletişim için gerekli kaynakları almasını sağlayacak şekilde sonraki prosedürler yoluyla çözümlenir.
- Zamanlama İlerlemesi:
- Zamanlama ilerlemesi RACH ile ilgili kritik bir kavramdır. UE’ler ve gNodeB arasındaki değişen mesafeleri hesaba katmak için başlangıç eki iletiminin zamanlamasının ayarlanmasını içerir. Doğru zamanlama ilerlemesi, farklı UE’lerden gelen girişlerin gNodeB’ye doğru zamanlama ilişkisiyle ulaşmasını sağlar.
- Mesaj Alışverişi:
- Giriş parçasını tespit ettikten sonra gNodeB, UE’ye Rastgele Erişim Yanıtı (RAR) olarak bilinen bir yanıt gönderir. RAR, UE’nin geçici tanımlayıcısı ve yukarı bağlantı kaynaklarına erişim talimatları gibi bilgileri içerir.
- Senkronizasyon Sinyalleri:
- PRACH, UE’lerin giriş bölümlerini iletmek için zamanlama ve frekans parametrelerini belirlemelerine yardımcı olmak üzere senkronizasyon sinyalleriyle senkronize edilir. Bu senkronizasyon sinyalleri, UE’lerin erişim girişimlerini ağ ile uyumlu hale getirmeleri için gerekli bilgileri sağlar.
- Dinamik Erişim Kontrolü:
- RACH, dinamik erişim kontrolünü destekleyerek UE’lerin erişim girişimlerini ağ koşullarına, yüke ve diğer faktörlere göre uyarlamasına olanak tanır. Bu esneklik, 5G ağlarında radyo kaynaklarının verimli kullanılmasına katkıda bulunur.
- RA Prosedür Yapılandırmaları:
- Ağ operatörleri, performansını optimize etmek için RACH parametrelerini yapılandırır. Bu, ağ dağıtımının özelliklerine göre mevcut başlangıç eklerinin sayısını, bunların aralıklarını ve diğer parametreleri ayarlamayı içerir.
- Bağlantı Kurulumu:
- Başarılı RACH, UE ile ağ arasında bir bağlantı kurulmasına yol açar. Bağlantı kurulduktan sonra UE, kontrol ve kullanıcı düzlemi verilerinin değişimi gibi ek prosedürlere devam edebilir.
- Kullanım Durumları:
- RACH, bir UE açıldığında veya yeni bir hücreye girdiğinde ilk erişim, hücreler arasında geçişler ve boşta kaldıktan sonra bağlantının yeniden kurulması da dahil olmak üzere çeşitli kullanım durumlarında kullanılır.
- Verimlilik ve Optimizasyon:
- RACH prosedürleri, hızlı bağlantı kurma ihtiyacını ağdaki sınırlı radyo kaynaklarıyla dengeleyerek verimlilik ve optimizasyon için tasarlanmıştır.
Özetle, 5G’deki RACH (Rastgele Erişim Kanalı), kullanıcı ekipmanının PRACH üzerinden girişleri ileterek ağ ile iletişimi başlatmasını sağlayan çok önemli bir prosedürdür. UE’lerin ağa giriş noktası olarak hizmet veriyor ve 5G kablosuz ağlardaki çeşitli kullanım durumları için radyo kaynaklarının verimli kullanılmasında önemli bir rol oynuyor.