随机接入的目的

在小区搜索过程之后，UE已经与小区取得了下行同步，因此UE能够接收下行数据。但UE只有与小区取得上行同步，才能进行上行传输。UE通过随机接入过程（RandomAccessProcedure）与小区建立连接并取得上行同步。

随机接入的主要目的：（1）获得上行同步；（2）为UE分配一个唯一的标识C-RNTI。

随机接入的原因

1)初始接入：UE从RRC_IDLE态到RRC_CONNETTED态；

2)RRC连接重建：以便UE在无线链路失败后重新建立无线连接(期间重建小区可能是UE无线链路失败的小区，也可能不是)；

3)切换：UE处于RRC_CONNETED态，此时UE需要新的小区建立上行同步；

4)RRC_CONNETTED态下，上行或下行数据到达时，此时UE上行处于失步状态；

5)RRC_CONNETTED态下，上行数据到达，此时UE没有用于SR的PUCCH资源时；

6)SR失败：通过随机接入过程重新获得PUCCH资源；

7)RRC在同步重配时的请求；

8)RRC_INACTIVE态下的接入：UE会从RRC_INACTIVE态到RRC_CONNETTED态；

9)在SCell添加时建立时间对齐；

10)请求其他SI：UE处于RRC_IDLE态和RRC_CONNETTED态下时，通过随机接入过程请求其他SI；

11)波束失败恢复：UE检测到失败并发现新的波束时，会选择新的波束。

因此，随机接入过程有2种不同的模式：

1.基于竞争的随机接入过程：应用于上述/2)/3)/4)/5)/6)/8)/10)/11)。

2.基于非竞争的随机接入过程：应用于上述3)/4)/7)/9)/10)/11)。

对于基于竞争的随机接入过程，UE只能在PCell发起，而基于非竞争的随机接入过程，UE即可以在PCell发起也可以在SCell发起。

preamble的组成

preamble由循环前缀(CP)和preamble序列(sequence)组成，

preamble支持4种长度为839的长序列前导和9种长度为139的短序列前导，其preamble序列长度由高层参数prach-RootSequenceIndex指示。在FR1下，支持长序列和子载波间隔为15KHz和30KHz的短序列。而在FR2下，仅支持子载波间隔为60KHz和120KHz的短序列

每个小区有64个可用的preamble序列，UE会选择其中一个(或由gNB指定)在PRACH上传输，这些序列可分为两部分，一部分为totalNumberOfRA-Preambles指示用于基于竞争和基于非竞争随机接入的前导；另一部分是除了totalNumberOfRA-Preambles之外的前导，这一部分前导用于其他目的。值得注意的是，如果totalNumberOfRA-Preambles不只是具体的前导数，则64个前导都用于基于竞争和基于非竞争随机接入。基于竞争的随机接入的preamble又可分为两组：groupA和groupB，其中groupB不一定存在，其参数的配置由ssb-perRACH-OccasionAndCB-PreamblesPerSSB进行配置。对于基于竞争的随机接入参数的配置，gNB是通过RACH-ConfigCommon(SIB1中BWP-Common携带)来发送这些配置的，而基于非竞争的随机接入参数的配置，gNB通过RACH-ConfigDedicated进行参数的配置。