网优文档35：td-lte随机接入过程

1、LTE随机接入随机接入流程流程 主要内容主要内容 1.随机接入过程概述 1.1随机接入用途及要求 1.2随机接入过称分类 1.3随机接入时频分类 2.随机接入流程说明 2.1竞争模式随机接入 2.2非竞争模式随机接入 2.3竞争接入异常流程 随机接入的用途随机接入的用途 随机接入的要求随机接入的要求 3GPPLTE相关技术文档规定了控制面从Camped(驻留状态)到Active(激活状态)和Dormant(睡眠状态) 到Active（激活状态）的时延,分别为100ms和50ms。用户面时延控制在5ms以下。 主要内容主要内容 1.随机接入过程概述 1.1随机接入用途及要求 1.2随机接入过称分类 1.3随机接入时频分类 2.随机接入流程说明 2.1竞争模式随机接入 2.2非竞争模式随机接入 2.3竞争接入异常流程 随机接入分类随机接入分类 随机接入过程可以分为两种类型： 同步随机接入（Synchronized Random Access） 非同步随机接入（Non-synchronized Random Access） 随机接入过程可以分为两种接入模式： 竞争接入（选择前导序列） 非竞争

2、接入（UE分配专用前导序列 ） 触发条件：触发条件： RA过程发起的五种情况： RRC_IDLE初始接入； 无线链路断开时初始接入； 切换时需要随机接入； RRC_CONNECTED状态下，下行数据到达（上行失步）上行非 同步，需要随机接入过程建立同步； RRC_CONNECTED状态下，上行数据到达，上行失步或者无 PUCCH资源发送上行调度请求（Schedule Request）。 竞争接入：以上5种情况都有可能； 非竞争接入：仅切换和下行数据到达。 主要内容主要内容 1.随机接入过程概述 1.1随机接入用途及要求 1.2随机接入过称分类 1.3随机接入时频分类 2.随机接入流程说明 2.1竞争模式随机接入 2.2非竞争模式随机接入 2.3竞争接入异常流程 PRACH信号的时域格式信号的时域格式 PRACH时域帧格式共分时域帧格式共分5种，占用的长度为种，占用的长度为1ms3ms，各自用于，各自用于 不同的小区范围。不同的小区范围。 CPRACH preambleGI 800us103.1us 96.9us 24576*Ts3168*Ts2976*Ts 1ms Format 0 子

3、帧间隔为子帧间隔为1ms，支持的最大小区半径约，支持的最大小区半径约15km。 CPRACH PreambleGI 800us684.3us515.6us 24576*Ts21024*Ts15840*Ts 2ms Format 1 子帧间隔为子帧间隔为2ms，支持的最大小区半径约，支持的最大小区半径约70km。 PRACH信号的时域格式信号的时域格式 CPRACH PreambleGI 800us196.9us RACH Preamble 800us 24576*Ts24576*Ts6240*Ts 203.1us 6048*Ts 2ms Format 2 子帧间隔为子帧间隔为2ms，支持的最大小区半径约，支持的最大小区半径约30km，适用于低速率，适用于低速率 业务的小区，业务的小区，2个前导是重复的。个前导是重复的。 CPRACH PreambleGI 800us715.6us RACH Preamble 800us 24576*Ts24576*Ts21024*Ts21984*Ts 684.3us 3ms Format 3 子帧间隔为子帧间隔为3ms，支持的最大小区半径约，支持的最大

4、小区半径约100km，2个前导是重复的。个前导是重复的。 PRACH信号的时域格式信号的时域格式 CPRACH preamble 4096*Ts448*Ts One slot, Tslot=15360Ts GPUpPTSDwPTS One radio frame, Tf = 307200Ts = 10 ms One half-frame, 153600Ts = 5 ms 30720Ts One subframe, 30720Ts GPUpPTSDwPTS Subframe #2Subframe #3Subframe #4Subframe #0Subframe #5Subframe #7Subframe #8Subframe #9 GI Format 4 为为TDD专有时隙格式，且只能在专有时隙格式，且只能在UpPTS上发射。上发射。 PRACH信号的频域结构信号的频域结构 BW RB 12 Data Subcarrier 12 RACH Subcarrier (1) RACH在频域占据在频域占据 1.08MHz 带宽，共带宽，共6 RB 的资源，其占的资源，其占 据据 RB 的位置有高

5、层配置；的位置有高层配置； (2) 每个每个 RB包括包括 12 个数据子载个数据子载 波，每个数据子载波又包括波，每个数据子载波又包括 12 个个 RACH子载波，故一个子载波，故一个 RACH 子载波间隔为子载波间隔为 1.25 kHz ； (3) PRACH共有共有864个子载波个子载波,在在6 个个RB两侧各设置两侧各设置7和和18个子载个子载 波的保护带宽，以避免相邻的波的保护带宽，以避免相邻的 子载波造成干扰子载波造成干扰 主要内容主要内容 1.随机接入过程概述 1.1随机接入用途及要求 1.2随机接入过称分类 1.3随机接入时频分类 2.随机接入流程说明 2.1竞争模式随机接入 2.2非竞争模式随机接入 2.3竞争接入异常流程 参数初始化参数初始化 随机接入开始之前需要对接入参数进行初始化，这个过程由随机接入开始之前需要对接入参数进行初始化，这个过程由 UE MAC 发起或者发起或者 PDCCH 触发，触发， 此时物理层要接受来自高层的参数，随机接入信道的参数以及产生前导序列的参数。此时物理层要接受来自高层的参数，随机接入信道的参数以及产生前导序列的参数。UE可以可以 通

6、过基站由通过基站由BCH下发的广播信息中获取下发的广播信息中获取PRACH和和PDCCH的基本配置信息，的基本配置信息，RACH所需的信息所需的信息 可在可在SIB2（系统信息块）中获得，进而获取（系统信息块）中获得，进而获取RA所需的相关参数。所需的相关参数。 SIB2中，包含以下参数信息：中，包含以下参数信息： 传输随机接入Preamble的可用PRACH资源集和相应的RA-RNTI (随机接入 RNTI)； RACH Configuration 随机接入信道公共配置信息 Preamble Information 随机接入前导信息。 随机接入Preamble组及每组中可用的随机接入Preamble的集合； 从组中选取随机接入Preamble的选取门限； TTI（发送时间间隔）窗口参数：RA-Response Window Si随机接入响应窗口 “RA_WINDOW_BEGINRA_WINDOW_END”时长。 功率攀升步长POWER_RAMP_STEP。 Preamble发送最大次数：PREAMBLE_TRANS_MAX； 初始Preamble功率：PREAMBLE_ INITIA

7、L_RECEIVED_TARGET_POWER MSG3 HARQ的最大发送次数：maxHARQ-Msg3Tx 竞争模式随机接入竞争模式随机接入 UEeNB Random Access Preamble1 Random Access Response2 Scheduled Transmission3 Contention Resolution4 整个过程所涉及到的各种信道整个过程所涉及到的各种信道 映射：映射： MSG1：随机接入前导（：随机接入前导（RA preamble） 前导资源选择：前导资源选择： 前导范围以广播形式告诉前导范围以广播形式告诉UE，UE依赖于消息尺寸或被请求的资源块，选择依赖于消息尺寸或被请求的资源块，选择2组前组前 导中一组，在那组中随机选择一个前导。当不同导中一组，在那组中随机选择一个前导。当不同UE选择了同一个前导时，则发生选择了同一个前导时，则发生 冲突。竞争模式可以解决冲突。冲突。竞争模式可以解决冲突。 设置发射功率：设置发射功率： TRANSMISSION_POWER =INITIAL_POWER + (TRANSMISSION_COUNTER- 1

8、) POWER_RAMP_STEP 这个过程体现了非同步随机接入在这个过程体现了非同步随机接入在MSG1过程中所采用的过程中所采用的Power Ramping(功率功率 递增递增)方法来通过开环功控确定初始发射功率，从而提高接入概率。方法来通过开环功控确定初始发射功率，从而提高接入概率。 发送前导：发送前导： 使用被选择的使用被选择的 PRACH资源、相关的资源、相关的 RA-RNTI、前缀索引和发射功率通知物理层、前缀索引和发射功率通知物理层 发送前导。发送前导。 MSG2：随机接入响应（：随机接入响应（RAR） 一旦发送了随机接入前导一旦发送了随机接入前导, UE通过在通过在RA响应窗口中监测响应窗口中监测RA-RNTI标识的标识的 PDCCH来接收相应的随机接入响应来接收相应的随机接入响应 （发送（发送MSG 2时的时的PDCCH使用使用RA- RNTI加扰）。这个随机接入响应窗的起始位置如图所示加扰）。这个随机接入响应窗的起始位置如图所示,窗长由基站在广窗长由基站在广 播信息中发送。播信息中发送。 UE在发射完前导序列第在发射完前导序列第3个子帧后开始监听个子帧后开始监听PDC

9、CH，时长在，时长在TTI窗口窗口 【RA_WINDOW_BEGINRA_WINDOW_END】以内以内 MSG2：随机接入响应（：随机接入响应（RAR） MSG2承载于承载于DL-SCH，在，在PDSCH上传输，包含：上传输，包含： 随机接入前导标识，随机接入前导标识，UE接收到后会与接收到后会与MSG1中所传送的标中所传送的标 识比较识比较 TA信息（时间提前量信息（时间提前量Timing Advance）该参数是为了保）该参数是为了保 证时间同步证时间同步 初始初始UL授权授权 临时临时C-RNTI标识分配（标识分配（TC-RNTI）。）。TC-RNTI是在是在 连接建立完成前用于共享信道或信令信道上的连接建立完成前用于共享信道或信令信道上的 标识。标识。 MSG 2无无HARQ。 MSG3：上行调度传输：上行调度传输 MSG3使用使用PUSCH传输，对应传输信道传输，对应传输信道UL-SCH，而且使，而且使 用了用了HARQ。 根据根据MSG3的内容，确定不同场景的随机接入、的内容，确定不同场景的随机接入、 不同的不同的UE，使用不同的逻辑信道。，使用不同的逻辑信道。 初始接入，通过初始接入，通过 CCCH （公共控制信道上传输）公共控制信道上传输） ）传输）传输 RRC 连接连接 请求，传输请求，传输NAS UE ID，无，无NAS信息；信息； 无线链路断开时，通过无线链路断开时，通过 CCCH 传输传输 RRC 重连请求，不包含任何重连请求，不包含任何 NAS消息消息 ； 切换成功后，小区通过切换成功后，小区通过 DCCH 传输传输 RRC 切换确认命令，传输切换确认命令，传输UE的的 C-RNTI； 其他情况：至少传输其他情况：至少传输UE的的C-RNTI MSG4：下行竞争解决：下行竞争解决 当不同的当不同的 UE 同时使用同一前导序列时，就发生冲突，冲突解决是基于同时使用

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