LTE随机接入过程

LTE随机接入过程李晓目录•物理信道PRACH•前导序列的产生•MSG2•发送preamble(MSG1)•MAC层处理•MSG3•MSG4物理信道PRACHPRACH结构物理信道PRACHs6592Ts2192Ts2560Ts7680Ts2192Ts2560Ts19760Ts20480Ts21952Ts23040Ts24144Ts25600Ts26336Ts7680Ts4384Ts5120Ts6592Ts4384Ts5120Ts20480Ts19760Ts23040Ts6592Ts2192Ts2560Ts7680Ts2192Ts2560Ts19760Ts20480Ts21952Ts23040Ts24144Ts25600Ts26336Ts7680Ts4384Ts5120Ts6592Ts4384Ts5120Ts20480Ts19760Ts23040TPRACH格式时频域资源对于格式1到3，频域间隔1.25k，占用864个子载波(ZC序列长度839，剩余25个子载波两边保护)。格式4，频域讲7.5k，占用144个子载波（ZC序列139，剩余5个两边保护）。物理信道PRACH物理信道PRACH时频位置对于TDD，格式有4种，和TDD上下行帧划分和prach-ConfigIndex有关，见211表Table5.7.1-3。prach-ConfigIndex确定了四元结构体，决定了prach发送的时频位置。在211表Table5.7.1-4中配置。其中是频率资源索引。分别表示资源是否在所有的无线帧，所有的偶数无线帧，所有的奇数无线帧上重现。表示随机接入资源是否位于一个无线帧的前半帧或者后半帧。表示前导码开始的上行子帧号，其计数方式为在连续两个下行到上行的转换点间的第一个上行子帧作为0进行计数。但对于前导码格式4，表示为(*)。前导序列产生每个基站下有64个preamble序列，怎么产生呢？由逻辑根序列号RACH_ROOT_SEQUENCE查表Table5.7.2-4得到物理根序列号。用zeroCorrelationZoneConfig以及highSpeedFlag（如果为高速，则是限制级）查211表格Table5.7.2-2得到循环位移NCS;用循环位移NCS与根序列，得到64个preamble序列。1个根序列可能无法生产64个preamle序列，则取下一个根序列继续生成，直到得到64个preamble。MAC层处理流程MAC层处理触发条件RRC信令触发。包括切换，初始入网，idle醒来需要做随机接入。此时没有C-RNTI,msg3在CCCH中发送，在msg4中会携带msg3的内容作为UE标识让UE知道是否该msg4是针对自己的。UEMAC层触发：此时已经有了C-RNTI，不是为了入网而是为了2种情况：a、UE自己发现好久没有调整ultiming了需要重新调整；b、没有SR资源但需要BSRPDCCHDCIformart1A触发：基站发现UE的ultiming老不对了,可能是“TimingAdvanceCommandMACControlElement”老调整不好了（该方式时相对值调整），基站复位一下UE的timing调整参数（随机接入的timing调整时绝对值调整，做完后应当复位一下相对值参数，以后用MAC控制元素相对值调整）。基站通过1个特殊的DCIformat1a告知UE开始随机接入，该DCI并不分配下行带宽，只是指示随机接入。RNTI用C-RNTI加扰；字段“Localized/DistributedVRBassignmentflag”设置为0Resourceblockassignment–bits设置为全1PreambleIndex–6bitsPRACHMaskIndex–4bits剩下的bits全填0。按照是否竞争，又分Contentionbased和Non-contentionbased。非竞争的消息如果PreambleIndex（码索引）填为全0则表示使用竞争的。如果PreambleIndex不为0，但PRACHMaskIndex（时频资源索引）为0也是可以的，说明码资源基站单独分配UE了，但时频资源UE还是要自己竞争（感觉这样做很无聊，一般实现应该是都一起分配了吧）。发送preamble（MSG1）发送Preamble先必须得到一些PRACH和RACH的配置参数，才能发起随机接入。确定时频资源。prach-ConfigIndex确定码资源。先从RACH_ROOT_SEQUENCE查表确定根序列，zeroCorrelationZoneConfig以及highSpeedFlag确定了循环位移，则可以从根序列确定64个preamble序列。把这64个序列取一部分（RRC配置numberOfRA-Preambles），取的这部分又分为2组（组A和组B），RRC配置了numberOfRA-Preambles，则组B大小为numberOfRA-Preambles-numberOfRA-Preambles。确定功率资源。组B用来传大数据的msg3，但由于RB多了多功率有要求。计算组B传输的功率不能大于最大功率，用到参数deltaPreambleMsg3。确定RAR响应窗口ra-ResponseWindowSize；每次preamble不成功后重发增加的功率。powerRampingStepPreamble最大重传此时。preambleTransMax初始功率。preambleInitialReceivedTargetPowerPreamble功率偏移。DELTA_PREAMBLEMSG3的HARQ重传次数。maxHARQ-Msg3Tx发送组B的preamble需要用到的功率参数messagePowerOffsetGroupB等待msg4成功完成的定时器mac-ContentionResolutionTimer。参数得到后，清空msg3buff，设置preamble传输次数为1（PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER=1），设置backoff参数为0，选择随机接入资源。注明：如果已经开始了随机接入，基站又指示开始新的一个，UE选哪个由UE厂家自己决定。发送preamble（MSG1）•RRC配置参数PRACH-ConfigfielddescriptionshighSpeedFlagParameter:High-speed-flag,seeTS36.211,[21,5.7.2].TRUEcorrespondstoRestrictedsetandFALSEtoUnrestrictedset.产生序列时用，如果为高速，则用限制级的序列偏移。prach-ConfigIndexParameter:prach-ConfigurationIndex,seeTS36.211[21,5.7.1].确定时频位置时用，确定帧号、子帧号、时隙号，即确定时域位置。prach-FreqOffsetParameter:prach-FrequencyOffset,seeTS36.211,[21,5.7.1].ForTDDthevaluerangeisdependentonthevalueofprach-ConfigIndex.确定时频位置时用，确定频域位置，相对顶部（或底部）多少个RB。rootSequenceIndexParameter:RACH_ROOT_SEQUENCE,seeTS36.211[21,5.7.1].根序列逻辑索引，产生序列时用，zeroCorrelationZoneConfigParameter:NCSconfiguration,seeTS36.211,[21,5.7.2:table5.7.2-2]forpreambleformat0..3andTS36.211,[21,5.7.2:table5.7.2-3]forpreambleformat4.产生序列时用，觉得序列偏移。发送preamble（MSG1）mac-ContentionResolutionTimerTimerforcontentionresolutioninTS36.321[6].Valueinsubframes.Valuesf8correspondsto8subframes,sf16correspondsto16subframesandsoon.maxHARQ-Msg3TxMaximumnumberofMsg3HARQtransmissionsinTS36.321[6],usedforcontentionbasedrandomaccess.Valueisaninteger.MSG3的最大HARQ传输次数messagePowerOffsetGroupBThresholdforpreambleselectioninTS36.321[6].ValueindB.Valueminusinfinitycorrespondsto–infinity.ValuedB0correspondsto0dB,dB5correspondsto5dBandsoon.用组B时，UE发送时功率需要大几个DBmessageSizeGroupAThresholdforpreambleselectioninTS36.321[6].Valueinbits.Valueb56correspondsto56bits,b144correspondsto144bitsandsoon.用组A时，MSG3的最大的消息大小。numberOfRA-PreamblesNumberofnon-dedicatedrandomaccesspreamblesinTS36.321[6].Valueisaninteger.Valuen4correspondsto4,n8correspondsto8andsoon.Preamble总共的个数powerRampingStepPowerrampingfactorinTS36.321[6].ValueindB.ValuedB0correspondsto0dB,dB2correspondsto2dBandsoon.UE重发preamble时，每次功率增加的步长preambleInitialReceivedTargetPowerInitialpreamblepowerinTS36.321[6].ValueindBm.ValuedBm-120correspondsto-120dBm,dBm-118correspondsto-118dBmandsoon.基站期望的目标功率preamblesGroupAConfigProvidestheconfigurationforpreamblegroupinginTS36.321[6].Ifthefieldisnotsignalled,thesizeoftherandomaccesspreamblesgroupA[6]isequaltonumberOfRA-Preambles.符合参数，包含sizeOfRA-PreamblesGroupA，messageSizeGroupA，messagePowerOffsetGroupB如果没有该参数数目只有组A没有组B，组A的大小和RA组大小一样。preambleTransMaxMaximumnumberofpreambletransmissioninTS36.321[6].Valueisaninteger.Valuen3correspondsto3,n4correspondsto4andsoon.Preamble最大发送次数ra-ResponseWindowSizeDurationoftheRAresponsewindowinTS36.321[6].Valueinsubframes.Valuesf2correspondsto2subframes,sf3correspondsto3subframesandsoon.UE发送完