LTE-RA过程概述.docx

RA过程引言RA是无线通信一个很重要的过程，是UE接入网络的重要步骤RA重要是要进行网络接入同步，获得网络中唯一ID,以供eNodeB进行调度RA接入过程通常有几种情况，（a）当UE开机进行了小区同步之后，UE开始进行RA上行接入，进行与网络进行同步接入过程；或者无线链路错误重新接入的过程b）当进行切换时，UE需要进入新的小区，此时UE与邻接小区进行RA过程（c）上行处于失步的状态，此时包括两种情况，一种是需要发送上行的数据包括测量；另外一种是下行有数据需要回应A/N;（d）UE为了发送SR消息，使用RA过程（e）定位UE进彳Ttiming过程也可以从触发方面来考虑，一种是RRC信令出发的，这个可以包括初始接入，重建和切换接入过程，这种情况没有网络的C-RNTI;一种是UE触发的，包括上行Timing过程和特殊情况下使用RA来发送SR;另外是网络PDCCHDCI触发的，包才eNodeB需要进行上行TimingRA过程，主要分为非竞争RA过程和竞争RA过程是否为竞争RA过程，通常由网络来决定，eNodeB在Prembleindex中指示是否为竞争RA由网络发起的RA过程通常可以为非竞争RA过程。

但是如果网络中没有dedicatedpreamble,网络也只能发起竞争RA过程切换过程发起的RA,下行有数据发送但是上行失步此时网络发起的RA,由于定位UE进行的Timing发起的RA,这三种情况如果有专用的preamble,此时可以发起非竞争RA其他的一些情况会发起竞争RA过程在竞争RA过程中，由于网络无法知道接入的Prach的具体位置，网络需要对各种可能的位置度进行相应的解调和盲检，并且在同一时频资源可能出现多个UE同时发起，此时需要在MSG3中竞争解决，网络会在MSG4中通知那个UE竞争出1RA的时频码空资源（PRACH）1.1时频结构TCP其时域的结构可以用36211的图来表示:CPSequenceTSEQFigure5.7.1-1:Randomaccesspreambleformat从上图来看，包括CP部分和序列部分RA的preamble序列有4种格式:Table5.7.1-1:Randomaccesspreambleparameters.PreambleformatTCPTSEQ03168Ts24576Ts121024Ts24576Ts26240Ts224576Ts321024Ts224576Ts4*448Ts4096Ts需要注意的是，格式4是专门用于TDD模式下的UpPTS中。

对于不同的格式，小区具有不同的含义在实际的无线网络系统中，小区的半径大小是不一样的这样也就引入了不同的无线衰减和多径小区范围越大，其中时延也越长，所需要的CP要求也要更长值得注意的是，这里隐含了Prach的另外一个参数GT（保护时隙）这是因为在LTE的TTI中，每个TTI是1ms,prach的信号也占用1ms的整数倍，所以GT的时间是n*ms-Tcp-TseqGT用来保证UE信号到来的延时在GT内，不造成对其他TTI的信号进行干扰对于不同小区的多径传播和延时，可以使用如下图来表示:Far userGuard对于小区的半径，主要取决于GT的长度，要保证Preamble格式和小区覆盖范围的关系约束原则为：小区内边缘用户的传输时延需要在GT内部，才能保证PRACH^正常接收，且不干扰其他的子帧各种不同的格式的小区的长度为如下表格：前导格式CP长度(Ts/%)GT长度Tds(%)r(km)03168/103.132976/96.886.2514.53121024/684.3815840/515.6316.6777.3426240/203.136048/196.886.2529.53321024/684.3821984/715.6316.67100.164448/14.583288/9.37551.406显然，从上面表格来看，格式0-3的小区半径相对是很大的，特别是格式3,支持最大的小区半径达100km。

各种格式的使用，实际与网络配置有很大的关系Prach的时域配置，可以根据36211的表格Table5.7.1-2(FDD)和Table5.7.1-3(TDD)和Table5.7.1-4来确定Table5.7.1-2(FDD)表格主要由4个参数来表示PRACHConfigurationIndexPreambleFormatSystemframenumberSubframenumberPRACHConfigurationIndex是用来指示Prach有64种的时域配置，这个值是由高层配置下来的PreambleFormat是指前面的4种格式，使用那个Prach格式；Systemframenumber是指无线子帧序号，这里指明是接入是使用无线帧的偶数帧接入还是奇数帧或者是所有的帧都可以接入；子帧序号指在那个子帧中可以开始发起接入FDD的配置来看，有的无线帧中有很多子帧都可以进行Prach的接入过程这就是就要求系统测的eNodeB对这些子帧都需要进行^^测FDD格式的频域指示是由参数^^来定义，是Prach的起始的RB块号且RARARAnPRB=nPRBoffset,所以参数(PRACHConfigurationIndex,nPRB)确te了Prach的时频资源。

TDD格式的参数与FDD有不同，主要由下面的参数表示PRACHconfigurationIndexPreambleFormatDensityPer10msDraVersionrRA前面两个参数都是一致的，主要是后面的两个参数Density,见如下解释：ForTDDPRACHistheactualmaximumdensityis6,whichisinatimerangeradioframe,appearsatmost6PRACHchannels这个是中兴的专利«RandomaccessmethodbetweenterminalandbasestationinLTEsystem»中的解释网上很多对于Density解释为发送次数等，者B不是很正确，具体还可以参见大唐的专利《MethodandbasestationforadjustingdensityofPRACH(PhysicalRandomAccessChannels)»,rRA是个版本号，具体意思以后在进行查找Table5.7.1-4给出了TDD的时频格式的具体映射，其中的表示值为四元组(fRA,tRA,tRA,tR2))这四元组决定了Prach的具体时频位置。

对于TDD格式，总＞共有7种配置，每种配置有不同的上行的无线子帧PRACH的时频资源的常用格式0-3,占用了1ms,2ms和3ms这几种时域结构也就是最多需要3个无线子帧所以对于某一个格式，某一些配置是不可以使用的而FDD格式能够配置所有的格式，并且其中的无线子帧白^位置也会很多，对于 TDD格式，其中的接入性能要差于 FDD 格式以下来看这四元组(fRA.tRN.tRA.tR2))的含义fRA类似FDD,频域的索引tR2 =0,1,2,表示是否为所有的无线帧接入，奇数帧接入和偶数帧接入； tRA =0,1表示无线帧的前半帧和后半帧接入；tRA)表示 上行prach接入无线子帧序号,这里的序号是两个上下行转换点之间的子帧开始计入的后面的3个参数用来确定时域上的接入资源； 频域的接入还需要如下在此描述RA nPRBoffset是高层提供给物理层的,RAnPRB为分配的首个RB块，两个参数如下关系:RAnPRBRA ,n PRB offset +6fRA2UL RAN RB -6 -nPRB offset _6fRA2如果是格式4,其中的映射关系有一些变化:if fRA mod 2=0otherwise°RA_,6fRA,if«nfmod2)M(2—NSP)+tRAmod2=0nPRB=1UiNRB-6(fRA+1),otherwise其中nf为系统帧号,Nsp为无线帧中下行到上行的转换序号。

1.2preamble生成这里看看Preamble的生成过程每个小区总共有64个preamble序列Preamble序列也是通过Zadoff-Chu来生成的，由RACH_ROOT_SEQUENCE来确定u的值，u根的preamble序列由如下公式生成：j-n(n1)Xun=eNZC,0_n_Nzc-1RACH_ROOT_SEQUENCE通过系统广播消息获得Tables5.7.2-4and5.7.2-5分别是root序号对应的u根值(36211中)，Nzc与preamble的格式相关，0-3取值839长度为NCS-1的零相关的的preamble序列通过如下公式进行移位获得Xu,v(n)=Xu((nCv)modNzc)循环移位由如下公式给出vNCSv=0,1,...,|[NZC.NCS」1,NCS=0forunrestrictedsetsCv-0Ncs-0forunrestrictedsets'RARARA_RA,—RAdstartvnshift(vmodnshift)Ncsv=0,1,...,%鹏代ngmp，鹏代-1forrestrictedsetsCv是与Nzc和Ncs相关的循环移位参数。

参数High-speed-flag决定是否为非限制集或者限制集取值如果是高速行驶的情况(限制集)，则需要计算另外几个参数du是一个与1/Tseq的多普勒幅度相关的循环移位变量:duN ZC -'p0 _p :二 Nzc 2 otherwisep值需要满足 pu mod NZC如果 N cs _du :二 N ZC.3RAnshiftdstart=1的最小非负整数限制集的循环移位参数计算由du给出:-du.NCSRA-=2du,nshiftNcsngroup—NZC.dstartJnshift=max-.1(NZC-2du_ngroupdstart)NCS,0如果Nzc/3