随机接入详述(华为).docx

随机接入过程详解作 者彭涛/00294921部 门GTAC WL LTE eNodeB 维护三组版 本Version 2 0创建时间2014/10/30修改记录2014/11/051.随机接入概述1.1随机接入目的随机接入（Random Access，简称RA）过程是UE向系统请求接入，收到系统的响应并分配接入信道的过程,一般的数据传输必须在随机接入成功之后进行.除PRACH信道外，UE发送任何数据都需要网络预先分配上行传输资源|,通过随机接入来获取 数据通过空口传输需要一段时间UE发送上行数据时必须提前一段时间发送，使数据在预定的时间点到达网络,即要保持上行同步通过随机接入，UE获得上行发送时间提前量Time Alig nme nt （简称TA）.12 随机接入分类随机接入（Random Access）分为基于竞争的随机接入过程和基于非竞争的随机接入过程，相应的流程如 图2.1和2JLcNB图1. 1基于竞争的随机接入^andzim Access rreantileRAPreaiYible^ssigflmeiitRandom Acwss Response与基于竞争的随机接入过程相比，基于非竞争的接入过程最大差别在于接入前导的分配是由网络侧分配 的|,而不是由UE侧产生的，这样也就减少了竞争和冲突解决过程.1.3 随机接入场景1） 初始接入场景，是基于竞争的随机入过程，由Ue MAC Layer发起，多为终端初始入网的时候。

2） RRC连接重建场景，是基于竞争的随机接入过程，由UE MAC Layer发起，多为信号掉线重新 进行建立连接3） 切换场景，通常是非竞争的随机接入过程，但在eNodeB侧没有的专用前导可以分配时，发起 基于竞争的随机接入过程，由PDCCH order发起4） 连接态时UE失去上行同步同时有上行数据到达的场景,是基于竞争的随机接入过程，由UE MAC Layer发起5） 连接态时UE失去上行同步同时有下行数据需要发送的场景，通常是非竞争的随机接入过程， 但在eNodeB侧没有的专用前导可以分配时，发起基于竞争的随机接入过程，由PDCCH order发起6） LCS（定位服务）触发非竞争的随机接入.（具体场景待确认）14 上下行失步的判断失步分为上行失步和下行失步，在|eNB侧检测到的失步称为上行失步；在UE可以同时检测到上行失步及 下行失步eNB检测上行失步的方法有两种：1、eNB连续N次下发TA但是没有收到TA_ACK; 2、检测到ENB L1基带 上行连续N次没有上报TA值到L2；两种条件中任意组合连续达到N次，就判断为上行失步UE的上行失步：是通过TA定时器维护的，当TA定时器超时后，终端还没有收到eNB下发的TA调整的MCE, 则判断为上行失步。

UE检测下行失步：UE DSP每200ms对时延谱滤波值（z注：相当于参考信号RSRP的检测）进行判断，如 果满足某门限，则上报L3（z注：RRC层）失步；L3在同步状态连续收到N310个L1（PHY层）上报的out—of-sync 指示，则认为失步；同时，启动T310定时器，在T310超时前，若收到N311次in—sync指示，则认为UE恢复 同步状态；否则，T310超时后，UE会触发重建流程，同时启动T311定时器，若超时仍未重建成功，则进入IDLE 态UE下行失步检测的流程图如下：•卜下行犬步ff fvit'.rajoifrrc<^器 T3L]2. 随机接入过程二m負匡额龙避f二二二二二zzzzzzzm^©刃頤直融叢亟蘇汇二二I 「TF Random Aocess (^ISG1) ReportLTE 口却dwn Acecm R«[»nse 列SG石 RwrtLTE LIE Idertricdbar Message (M5G 3) ReportLTZ 匚wtcngp ResgidAi 临ss科e 旷RfifKKlLTE RRC OTA 盼品t M._CCCH j RHC Gdm*dWiSiEtpLTE RUC OTA Padoet Ui_XCn J RR匚 Corr^tJonSfltypCwnp^tie图2. 1 初始随机接入过程整体log2。

1 MSG1一随机接入前导（preamble）的发送随机接入前导为一个脉冲，在时域上，此脉冲包含一个循环前缀（时间长度为Tcp）和一个前导序列时间 长度（Tseq）和一段空余（TGP ;频域上位为6个资源块CPScquciico4 ■图2. 2机接入时隙结构CP:保证接收机可以进行频域检测（ZC序列），并抵抗符号间干扰GP （GT）:由于在发送RACH时，还没有建立上行同步，因此，需要在Preamble序列之后预留保护时间 （GT：Guard Time），用来避免对其他用户产生干扰预留的GT需要支持传输距离为小区半径的两倍，这是 因为在发送Preamble时还不知道eNB和UE之间的距离，GT的大小必须保证小区边缘的用户获得下行帧定时 （小区搜索）后，能够有足够多的时间提前发送1.1准备工作UE在PRACH上发送随机接入前导前导一般携带有6位信息：5位标识RA—RNTI, 1位表示msg3上行调 度传输时的传输数据大小.初始随机接入是由UE MAC sublayer自己发起的，在进行初始的随机接入过程之前，需要提前通过SIB2(如 图22所示)获取以下信息：1. PRACH信道参数：通过 Preamble 配置索引(prach—Configlndex)可以获知 Preamble Format(如表 2.1 所示)以及 PRACH位于哪个子帧上；PRACH频域资源偏移(prach—FreqOffset)，可以确定PRACH的频域位置。

2. 随机接入分组及每组可用的随机接入Preamble;3. 随机接入响应窗口(UE通过窗口机制控制Msg2的接收，经过ra_ResponseWindowSize 子帧停止 Msg2 的接收)的大小(ra_ResponseWindowSize);4. 功率递增因子(powerRampi ngSt ep);5. Preamble 初始功率(preambleInitialReceivedTargetPower);6. Preamble 的最大发送次数(preambleTransMax);7. 基于偏移量 DELTA_PREAMBLEDE 的 preamble 格式；8. Msg3 最大重传次数(maxHARQ—msg3Tx);9. 竞争解决定时器(mac-ContentionResolutionTimer);表 2. 1 随机接入 preambl e 的格式Preamble format%TGP0839316S'石(〜100us)24J76 x F.° (12 symbols,800us)2S76F -18392LO24f 7；(〜684us)14J75 x7.1 (12 symbols,800us)1J 540' A2839竝t-(~200us)2x24576x7.1 (24 symbols,2x800us)®4S -383921024 「(〜684us)2x24576x7.1 (24 symbols,2x800us)21914 町4(TDD only)139448' aJ (~14o 6us)WK(24 symbols,133.33us)614'町(假设最大t ime advanced 时 间为20us)= ib2rar ruloitf ifCauoFij»ow« rXnu-ii^P&r^Mt »rsri^Suptry isi onlrif 0pre»bl^Infi>{nraberCrfltjl-Pr«»blcs n5J, pr «»bl«sG fouv.tiCoh.f icsl i^>flU-P r# MblssC rouM n?^Reff£3i£rS-iiefirokJE>A bSB,■歸去輕囲PoSWlOff1前甥工001迟dBlO3写乱*却駅邙dB2.preaiibl clftiti alReGeuvedTar cttPswrE dElt-304 ].fiS^HAKQ-IJt3Tit 52.1.2 发送PREAMBLE功率确定发射功率设置为 PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER二 PREAMBLE_INITIAL_RECEIVED_TARGET_POWER + （PREAMBLE_TRANSMISSI0N_C0UNTER-1）木 POWER_RAMP_STEP2.1.3 PRACH 的选择随机接入信道（RACH）作为上行随机接入信道，仅仅用于传送随机接入前导数据，由于前导数据在MAC 层就进行处理，因此其没有对应的逻辑信道。

物理随机接入信道（PRACH）负责承载RACH，是RACH映射的物理信道,其有固定的时频资源，时频资源的 获得通过系统消息中SIB2中的公共信道配置参数中获得.PRACH信道的时域结构由RA时隙的长度和周期两个变量来定义RA时隙的长度被确定为子帧长度，即 1msRA时隙所处的子帧位置取决于RA时隙的发送周期和RA时隙所处的子帧编号不同的RA时隙发送周期 可以用于不同负载的网络，对于小带宽的系统，小区负载较小，则可以采用较长的RA时隙发送周期；对于 大带宽的系统，小区负载较大，则可以采用较短的RA时隙发送周期RA时隙的配置方法如表2.2所示 2 RA时隙配置表PRACH configurationSystem frame numberSubframe number 号0Even 间隔20ms发11Eve n42Eve n73Any 间隔 10ms14Any45Any76Any1， 67Any2，78Any3, 89Any1， 4, 710Any2, 5， 811Any3， 6, 912Any0， 2, 4， 6， 813Any1， 3， 5, 7, 914Any0, 1, 2， 3, 4, 5， 6,7， 8, 915Eve n92。

1.4 随机接入前导的选择随机接入前导的选择分为两种情况：1o MSG3消息未被传输过首先判断Preamble Group B是否存在；如果Preamble Group B存在，并且可用数据与MAC头以及 MAC 控制单元之和大于 messageSizeGroupA,并且路损小于 PARTITION_PATHLOSS_THRESHOLD （即：Pmax - PREAMBLE_ INITIAL_RECEIVED_TARGET_POWER - DELTA_PREAMBLE_MSG3 -随机接入详述（华为） messagePowerOffsetGroupB）,则选择B组中的Preamble,否则选择A组的.确定了 Preamble分组之后， 随机从中选择一个通俗的说就是选择分组的依据为Msg3的大小和线路质量.如果Msg3较大且线路良好，则选B组， 否则。