本PDF文档详细介绍了第五代移动通信技术（5G NR）中随机接入机制的工作原理、应用场景及其优化策略，旨在帮助读者深入了解5G网络中的关键通信流程。
随机接入的主要目的是为了请求网络资源。它是用户设备（UE）向网络发送的第一条消息，在不同系统中有不同的名称，但作用相似：在GSM中称为“Channel Request”，在CDMA中为“Access Probe”，而在WCDMA和LTE中则被称为RACH——NR也沿用了这个术语。RA是Random Access的缩写。
从宏观角度来看，UE的行为不可预测（比如何时开机），因此对于网络而言请求具有随机性；但从微观角度看，为了简化系统复杂度，网络需要对UE行为进行某些限制（例如在哪个时隙发送请求）。在LTE和NR中，为了通过Uu接口传输业务数据（如HTTP请求与响应），网络必须为每个UE建立DRB来承载用户面数据，并为此先创建SRB以传递控制信息。不过这是从高层视角来看的；而底层协议栈中的逻辑信道需要映射到传输信道UL-SCH和DL-SCH，再进一步映射至物理层上的PUSCH与PDSCH——然而UE使用这些信道是有前提条件的。
PUSCH和PDSCH是共享资源，在大多数情况下由网络动态分配。这意味着两点：首先，UE在收到下行调度或上行授权后才能利用对应的时频资源；其次，NR是一个多用户系统，因此需要进行用户识别以避免混淆。当UE处于RRCCONNECTED状态时，则会使用C-RNTI来监听PDCCH并获取关于PDSCH的信息。
随机接入的一个关键作用是帮助UE从网络获得上行授权。同时，在没有分配到特定的C-RNTI之前，也可以通过这个过程得到一个临时标识符（TC-RNTI），随后升级为正式的C-RNTI。可以将其比喻成学生向老师举手示意后才能发言的过程：只有当被点名时，才可以继续下一步操作。
此外，随机接入还用于实现上行同步功能，在LTE和NR中不同UE需要在时间与频率维度保持正交多址接入以减少干扰。为了确保这一点，基站会通过TA机制校准各用户设备的发送时刻——即根据每个UE到基站的距离调整其发射信号的时间提前量，从而保证所有上行传输都能准确地到达接收端。
综上所述，随机接入不仅为UE提供了进入网络的机会，还帮助它们获取必要的资源和同步信息。
5星
