LTE TDD随机接入过程(1) 目的和分类
TD-LTE随机接入过程概述
LTE随机接入过程概述一、 随机接入的作用LTE随机接入的作用是实现UE和网络的同步，解决冲突，分配资源（RNTI）和上行通信资源的分配。
二、 随机接入触发条件1、在RRC_IDLE初始接入；2、在无线链路断开时初始接入；3、切换时需要随机接入；4、RRC_CONNECTED状态下需要随机接入过程时，收到下行数据，如上行同步状态为“非同步”时；5、RRC_CONNECTED状态下需要随机接入过程时，收到上行数据，如上行同步状态为“非同步”或者没有PUCCH资源可用于调度时。
三、 随机接入过程随机接入过程分为竞争模式随机接入和非竞争模式随机接入两种。
竞争模式随机接入是使用所有UE都可在任何时间可以使用的随机接入序列接入，它每种触发条件都可以触发接入；非竞争模式随机接入是使用在一段时间内仅有一个UE使用的序列接入，它只发生在切换和收到下行数据的触发条件下。
随机接入过程之后，开始正常的上下行传输。
四、 竞争模式随机接入过程在随机接入过程开始之前需要对接入参数进行初始化，它是由UE MAC层发起或者由PDCCH触发。
初始化的参数包括：PRACH的资源和相应的RA-RNTI随机接入前导的分组和每组可用的前导选择两组随机接入前导中的那一组的门限RACH响应的接收窗功率攀升步长POWER_RAMP_STEP前导重传最大次数前导初始功率PREAMBLE_INITIAL_POWER初始化的时候置PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER为1。
竞争模式随机接入过程如下图所示：1、随机接入前导发送a)前导资源选择前导的范围是以广播方式告诉UE的，UE依赖于UL发送的消息尺寸或被请求的资源块，选择RRC配置的两组随机接入前导中的一组，在被选择的组中随机选择一个随机接入前导，使得每个前导都具有相同的可能性。
当多个UE同时选择一个前导接入，就发生冲突。
竞争模式随机接入过程有解决冲突的能力。
b)设置发射功率[-设置PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER 为PREAMBLE_INITIAL_POWER +(PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER-1) * POWER_RAMP_STEP]；[-如果PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER 小于最小功率水平，则设置PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER为最小功率水平]；[-如果PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER 大于最大功率水平，则设置PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER为最大功率水平]；如果 PREAMBLE TRANMISSION COUNTER = 1, 则决定下一个有效的随机接入机会。
LTE TDD系统随机接入过程以及检测算法研究与实现的开题报告
LTE TDD系统随机接入过程以及检测算法研究与实现的开题报告一、选题背景和意义随着移动通信技术的不断发展和用户需求的不断提高，移动通信网络的覆盖范围与网络服务质量将会越来越完善。
此外，在移动通信网络中，随机接入是一项重要的性能指标，它能够直接影响到网络资源的利用效率和用户体验的质量。
因此，研究LTE TDD系统的随机接入过程以及检测算法，对于提高移动通信网络的服务质量和用户感知体验具有重要的意义。
二、研究内容和目的本论文的主要研究内容是LTE TDD系统的随机接入过程及其检测算法。
研究将探讨随机接入的基本原理和流程，并分析其影响因素和性能指标。
此外，研究将对随机接入的检测算法进行研究，并进行仿真实验以验证算法的鲁棒性和实用性。
本研究的主要目的是提高LTE TDD系统的随机接入性能，为移动通信网络提供更加稳定、高效的服务。
三、研究方法本论文将采用文献研究法和实验验证法相结合的方式，对LTE TDD 系统的随机接入过程和检测算法进行研究。
首先，通过文献研究方法深入了解相关理论，对LTE TDD系统的随机接入过程进行分析和建模。
其次，通过实验验证法验证所提出的随机接入检测算法的可行性和性能。
实验将以MATLAB等数学工具为基础，构建仿真实验平台，进行模拟和分析。
四、预期研究成果本研究预期能够得出一套完整的LTE TDD系统随机接入过程和检测算法的研究结果，并能够通过仿真实验验证算法的有效性和实用性。
同时，本研究还将研究随机接入的性能指标和影响因素，使得更好地理解随机接入，提高移动通信网络的服务质量。
五、研究工作计划本研究的工作计划包括以下三个阶段：第一阶段：文献研究和理论分析，确定研究方向和内容，建立LTE TDD系统随机接入模型。
第二阶段：算法研究和实验验证，设计随机接入检测算法，进行仿真实验及实际数据采集，验证所提出算法的有效性和实用性。
第三阶段：撰写论文并进行总结，撰写论文，对本研究的研究成果及意义进行总结，为后续相关研究的发展提供参考和借鉴。
LTE-TDD随机接入过程(1)-目的和分类
1.随机接入的目的随机接入是UE和网络之间建立无线链路的必经过程，只有在随机接入完成之后，eNB和UE之间才能正常进行数据互操作（Normal DL/UL transmission can take place after the random access procedure）。
UE可以通过随机接入实现两个基本的功能：（1）取得与eNB之间的上行同步（TA）。
一旦上行失步，UE只能在PRACH中传输数据。
（as long as the L1 is non-synchronised, uplink transmission can only take place on PRACH.）（2）申请上行资源（UL_GRANT）。
2.随机接入的种类根据业务触发方式的不同，可以将随机接入分为基于竞争的随机接入（Contention based random access procedure）和基于非竞争的随机接入（Non-Contention based random access procedure）。
所谓“竞争”，就是说可能存在这么一种情况，UE-A/B/C/D多个终端，在同个子帧、使用同样的PRACH资源，向eNB发送了同样的前导码序列，希望得到eNB的资源授权，但此时eNB无法知道这个请哪个UE发出的，因此后续各UE需要通过发送一条只与自己本UE相关的、独一无二的消息（MSG3），以及eNB收到这条消息后的回传（MSG4）到UE，来确认当前接入成功的UE是哪一个。
这种机制就是竞争解决机制。
类似GSM系统的SABM/UA 帧的握手机制。
2.1.竞争随机接入的场景当eNB不知道UE的业务或者状态，而UE又必须申请上行资源或上行TA同步的时候，UE就需要发起竞争随机接入。
这种情况下，eNB没有为UE分配专用的Preamble码，而是由UE在指定围（以后博文会具体介绍这个围）随机选择Preamble码并发起随机接入过程。
LTE随机接入过程详解
LTE初始随机接入过程详解LTE初始随机接入过程.UE选择合适的小区进行驻留以后, 就可以发起初始的随机接入过程了.LTE 中, 随机接入是一个基本的功能, UE只有通过随机接入过程, 与系统的上行同步以后, 才能够被系统调度来进行上行的传输.LTE中的随机接入分为基于竞争的随机接入和非竞争的随机接入两种形式.初始的随机接入过程, 是一种基于竞争的接入过程, 可以分为四个步骤,(1): 前导序列传输(2): 随机接入响应(3): MSG3 发送(RRC Connection Request).(4): 冲突解决消息.所谓MSG3, 其实就是第三条消息, 因为在随机接入的过程中，这些消息的内容不固定，有时候可能携带的是RRC连接请求，有时候可能会带一些控制消息甚至业务数据包，因此简称为MSG3.第一步:随机接入前导序列传输.LTE中, 每个小区有64个随机接入的前导序列, 分别被用于基于竞争的随机接入(如初始接入)和非竞争的随机接入(如切换时的接入).其中, 用于竞争的随机接入的前导序列的数目个数为numberofRA-Preambles,在SIB2系统消息中广播.sib2 :{sradioResourceConfigCommon{rach-ConfigCommon{preambleInfo{numberOfRA-Preambles n52},powerRampingParameters{powerRampingStep dB4,preambleInitialReceivedTargetPower dBm-104 },ra-SupervisionInfo{preambleTransMax n10,ra-ResponseWindowSize sf10,mac-ContentionResolutionTimer sf48},maxHARQ-Msg3Tx 4用于竞争的随机前导序列, 又被分为GroupA和GroupB两组. 其中GroupA的数目由参数preamblesGroupA来决定, 如果GroupA的数目和用于竞争的随机前导序列的总数的数目相等, 就意味着GroupB不存在.GroupA 和GroupB的主要区别在于将要在MSG3中传输的信息的大小, 由参数messageSizeGroupA 表示。
LTE随机接入过程概述
LTE随机接入过程概述一、随机接入的作用LTE随机接入的作用是实现UE和网络的同步，解决冲突，分配资源（RNTI）和上行通信资源的分配。
二、随机接入触发条件1、在RRC_IDLE初始接入；2、在无线链路断开时初始接入；3、切换时需要随机接入；4、RRC_CONNECTED状态下需要随机接入过程时，收到下行数据，如上行同步状态为“非同步”时；5、RRC_CONNECTED状态下需要随机接入过程时，收到上行数据，如上行同步状态为“非同步”或者没有PUCCH资源可用于调度时。
三、随机接入过程随机接入过程分为竞争模式随机接入和非竞争模式随机接入两种。
竞争模式随机接入是使用所有UE都可在任何时间可以使用的随机接入序列接入，它每种触发条件都可以触发接入；非竞争模式随机接入是使用在一段时间内仅有一个UE使用的序列接入，它只发生在切换和收到下行数据的触发条件下。
随机接入过程之后，开始正常的上下行传输。
四、竞争模式随机接入过程在随机接入过程开始之前需要对接入参数进行初始化，它是由UE MAC层发起或者由PDCCH触发。
初始化的参数包括：⏹PRACH的资源和相应的RA-RNTI⏹随机接入前导的分组和每组可用的前导⏹选择两组随机接入前导中的那一组的门限⏹RACH响应的接收窗⏹功率攀升步长POWER_RAMP_STEP⏹前导重传最大次数⏹前导初始功率PREAMBLE_INITIAL_POWER初始化的时候置PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER为1。
竞争模式随机接入过程如下图所示：UE eNB1、随机接入前导发送a)前导资源选择块，选择RRC前导，b)设置发射功率[-设置PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER 为PREAMBLE_INITIAL_POWER + (PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER-1) * POWER_RAMP_STEP]；[-如果PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER 小于最小功率水平，则设置PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER为最小功率水平]；[-如果PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER 大于最大功率水平，则设置PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER为最大功率水平]；如果PREAMBLE TRANMISSION COUNTER = 1, 则决定下一个有效的随机接入机会。
LTE随机接入过程总结完美
LTE随机接入过程总结完美LTE（Long Term Evolution）是第四代移动通信技术，它具有更高的速度、更低的延迟和更大的容量。
LTE随机接入过程是指移动设备与LTE 网络建立连接的过程。
接下来，我将总结LTE随机接入过程的详细步骤，并分析其中涉及的关键技术。
1.预备过程首先，移动设备将在频域上选择一个随机接入前导（Random Access Preamble），以准备发送随机接入请求。
这个过程叫做预备过程。
移动设备选择的随机接入前导数目通常是固定的。
2.随机接入过程一旦移动设备选择了随机接入前导，它将开始发送随机接入请求。
请求包括随机接入前导、时间戳和一些身份信息。
随机接入请求会通过物理层协议发送到LTE基站（eNodeB）。
基站接收请求后，会通过控制信道来进行解调。
3.随机接入响应当基站接收到随机接入请求后，它会给移动设备一个随机接入响应。
响应包括一个随机接入响应码、接入时隙和一些其他的参数。
移动设备接收到响应后，会根据接入时隙将其发送回基站。
4.随机接入确认基站接收到移动设备的随机接入响应后，会对其进行解调。
如果解调成功，则确认移动设备的接入请求有效。
确认会通过控制信道发送给移动设备。
移动设备接收到确认后，就可以和LTE网络进行通信了。
1.随机性和多用户接入：由于移动设备选择随机接入前导的过程是随机的，所以每个移动设备之间的接入过程是相互独立的。
这样就能够支持大量用户同时接入LTE网络，提高了网络容量。
2.高效和快速的接入：LTE随机接入过程采用了预备过程，使移动设备提前准备好发送接入请求。
这样可以大大减少接入时延，提高了接入效率。
3. 解决多径效应：LTE随机接入过程中使用了CDMA（Code Division Multiple Access）技术，它可以通过对不同路径上的信号加权来抵消多径效应。
这样可以提高信号质量，降低误码率。
4.增强系统安全性：在随机接入过程中，移动设备需要发送身份信息给基站。
TD-LTE随机接入步奏详细分解报告
30720Ts
Subframe #0 One subframe, 30720Ts DwPTS GP
Subframe #2
Subframe #3
Subframe #4
Subframe #5
Subframe #7
Subframe #8
Subframe #9
UpPTS
DwPTS
GP
UpPTS
448*Ts
4096*Ts
• 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
内部公开▲
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 PDCCH 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。UE可以 通过基站由BCH下发的广播信息中获取PRACH和PDCCH的基本配置信息，RACH所需的信息 可在SIB2（系统信息块）中获得，进而获取RA所需的相关参数。 SIB2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_BEGIN—RA_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_ INITIAL_RECEIVED_TARGET_POWER ● MSG3 HARQ的最大发送次数：maxHARQ-Msg3Tx
LTE-TDD随机接入过程-前导码Preamble的格式与时频位置
1.什么是前导码Preamble前导码Preamble是UE在物理随机接入信道中发送的实际容，由长度为Tcp的循环前缀CP 和长度为Tseq的序列Sequence组成。
2.前导码Preamble格式LTE-TDD的前导码有5种格式，分别是Preamble Format 0/1/2/3/4，如下图所示。
从上面协议给出的这表格中，可以推导出以下几个信息：（1）每种前导码格式占用的子帧个数。
因为TDD-LTE的每个子帧时长是30720Ts，从表中可以得出，前导码格式0的Preamble时间=3168Ts+24576Ts=27744Ts<30720Ts，只需要占用1个上行子帧，同样可以计算得到，前导码格式1、2需要占用2个上行子帧，前导码格式3则需要占用3个上行子帧才能发完。
特殊地，前导码格式4只能在UpPTS中使用，即LTE-FDD没有格式4。
示意图如下。
（2）每种前导码支持的最大小区半径。
因为每个子帧的长度是30720Ts，去掉前导码占用的时间，那么前导码格式0还剩下的保护时间GT=（30720-3168-24576）Ts=2976Ts=2976*[1/(15000*2048)]s=96.875us。
之所以空出一部分的保护间隔，在于随机接入之前，UE还没有和eNB完成上行同步，UE在小区中的位置还不确定，因此需要预留一段时间，以避免和其他子帧发生干扰。
考虑eNB和UE之间的往返传输，因此最大小区半径=(3.0*10^8) m/s * 96.875 us / 2 = 14.53 km。
同理，可以计算得到其他前导码格式的最大小区覆盖半径。
因此，不同的小区覆盖半径，可以选择不同的前导码格式。
这也是为什么前导码要分不同格式的原因。
（3）每种PRACH的持续时间。
比如Preamble格式0，它的前导码持续时间=（3168+24576）Ts=0.9031ms，这与协议36101-6.3.4.2.1的数据相符。
学习心得体会lte的随机接入基本标准流程
LTE旳随机接入基本流程
一、LTE旳随机接入分为竞争旳随机接入和非竞争旳随机接入。
1）基于竞争旳随机接入
接入前导由UE产生，不同UE产生旳前导也许冲突，eNodeB需要通过竞争解决不同UE旳接入（合用于触发随机接入旳所有五种场景状况）。
2）基于非竞争旳随机接入
接入前导由eNodeB分派给UE，这些接入前导属于专用前导。
此时，UE不会发生前导冲突。
但在eNodeB旳专用前导用完时，非竞争旳随机接入就变成基于竞争旳随
机接入（仅合用于触发随机接入旳场景3、场景4两种状况）。
二、随机接入旳基本流程如下：
1）UE将自身旳随机接入次数置为1。
2）UE获得社区旳PRACH配备。
基于竞争旳随机接入。
UE读取系统消息SIB2中旳Prach-ConfigurationIndex消息得到社区PRACH配备。
基于非竞争旳随机接入。
由eNodeB通过RRC信令告知UE社区旳PRACH配备。
3）UE向eNodeB上报随机接入前导。
4）eNodeB给UE发过随机接入响应。
三、基于竞争旳随机接入
基于竞争旳随机接入，接入前导由UE产生，不同UE产生前导可以冲突，eNodeB需要通过竞争解决不同UE旳接入。
基于竞争旳随机接入流程图:
四、基于非竞争旳随机接入
与基于竞争旳随机接入过程相比，基于非竞争旳接入过程最大差别在于接入前导旳分派是由网络侧分派旳，而不是由UE 侧产生旳，这样也就减少了竞争和冲突解决过程。
但在eNodeB 专用前导用完时，非竞争旳随机接入就变成了基于竞争旳随机接入。
基于非竞争旳随机接入流程图:。
LTE TDD系统随机接入过程研究[1]
![LTE TDD系统随机接入过程研究[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/7f74c81714791711cc791762.png)
万方数据
第３５卷（踟）第１０期
计算机与数字工程
８７
格式的Ｌｌ／Ｌ２信令信道带来的复杂度比较小，因
此，在第三部分介绍的方案里，随机接人响应的发 送采用了特殊格式的Ｌ１／Ｌ２信令信道。 一Ｃ—ＲＮＴｌ（ｃｅｌｌ ｔ畸）分配
ｒａｄｉｏ ｎｅ柳ｏｒｋ ｔｅｍｐｏｍｒｙ ｊｄｅｎ—
错误时，例如调度请求信息或ＲＲｃ连接建立请求 信息发送失败，Ｔ—ＲＮⅡ将会被收回。如果ＲＲｃ
令信道等信息发送给ｕＥ。然后ｕＥ在分配的上行
资源上，按ｅＮ０ｄｅＢ给出的定时提前量发送ＲＲｃ／ ＮＡｓ（ｒａｄｉｏ 息或数据。
ｒｅｓｏｕｒｃｅ
ｃｏｎｔｒｏｌ／ｎｏｎ—ａｃｅｅｓ８
ｓｔｒａｔｕｍ）消
・收到本文时间：２００６年１２月１８日 作者简介：寇会如，男，硕士研究生。毕海洲，男，硕士。谢永斌，男，博士。
一步接人方案为ｕＥ首先发送ｐｒｅｍｂｋ。ｅＮｏ－
ｄｅＢ（ｅｖｏｌｖｅｄ ｕｎｉｖｅｒ明ｌ ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ ｒａｄｉｏ
ａｃｃｅｓｓ
ｒｌｅｔｗｏｒｋ
ｎｏｄｅＢ）根据收到的ｐｒｅａｍｂｌｅ，在随机接人响应中将 上行同步信息、功率信息、ｕＥ标识、分配的上行资
源（ｕＬ—ｓｃＨ，上行共享信道）以及Ｌ１／Ｌ２控制信
ＬｃＲ
ＴＤＤ帧结构的随机接人过程．给出接＾流程。最后对碰撞概率进行定量分析。 关键词随机接人ＬＴＥ 中图分类号ＴＮ９１４ ＴＤＤ碰撞概率
两步接入方案为ｕＥ首先发ｐｒｅｍｂｋ。ｅＮｏ・
ｄｅＢ根据收到的ｐｒｅａｍｂｌｅ，在随机接入响应中将上 随机接入技术是移动通信系统中ｕＥ与网络 建立连接，进行通信的首要步骤。当ｕＥ需要和网
控制信道。 ④ｕＥ根据获得的定时提前调整上行同步，在 分配的上行资源（ＵＬ—ＳｃＨ）上向ｅＮｏｄｅＢ发送调
LTE随机接入过程的总结
LTE随机接入过程的总结LTE（Long Term Evolution）是第四代移动通信技术，具有更高的带宽和更快的数据传输速度。
在LTE网络中，移动设备需要进行随机接入过程，以与基站建立连接，并开始通信。
下面是对LTE随机接入过程的完美总结。
随机接入是移动设备首次接入LTE网络的过程，包括两个步骤：预留资源，发送随机接入请求。
首先，移动设备需要预留资源。
移动设备在接入时，首先需要扫描附近的基站，并选择信号强度最强的基站进行连接。
一旦选择了目标基站，移动设备需要向目标基站发送预留资源请求。
预留资源请求是为了保证基站能够为移动设备分配足够的无线资源，例如时间和频率资源。
一旦预留资源请求被接受，移动设备可以进行下一步，即发送随机接入请求。
移动设备先发送随机接入前导（Preamble），以通知基站其接入意图。
随机接入前导是一个特定的序列，用于激活基站的接入侦听器。
接入侦听器会监听所有传输通道上的随机接入前导，以检测移动设备接入请求。
在发送随机接入前导后，移动设备等待基站的回应。
基站会通过广播信道向周围的移动设备发送接入响应。
如果移动设备在规定时间内收到接入响应，则表示接入成功。
接入响应携带了一些必要的参数，例如：时间同步信息、随机接入标识符等。
接入过程完成后，移动设备和基站之间即建立起物理连接，移动设备可以开始正常通信。
移动设备会收到基站分配的唯一标识（RNTI），用于后续的通信过程。
接入过程还包括了一些安全性措施，例如鉴权过程，以确保通信的安全性。
总结起来，LTE随机接入过程包括了预留资源和发送随机接入请求两个步骤。
移动设备首先发送预留资源请求，以保证基站能够分配足够的无线资源。
然后，移动设备发送随机接入前导，激活基站的接入侦听器。
如果接收到基站的接入响应，表示接入成功，移动设备和基站之间建立起物理连接。
接入过程还包括一些安全措施，以确保通信的安全性。
总的来说，LTE随机接入过程是一系列复杂的步骤，但它确保了移动设备和LTE网络之间的无缝连接，为用户提供更快速和稳定的通信体验。
LTE-随机接入总结
随机接入的基本流程1
首先是UE发送Random Access Preamble，即Msg1。 Preamble的主要作用是告诉eNodeB有一个随机接入请求，并 使得eNodeB能估计其与UE之间的传输时延，以便eNodeB校 准uplink timing并将校准信息通过timing advance command告 知UE。Preamble在PRACH上传输，通常eNodeB不会在预留 给随机接入的RB上调度其它上行数据。UE要成功发送 Preamble，需要： 选择码资源(Preamble Index) 选择用于发送Preamble的PRACH时频资源(prach-ConfigIndex 、prach-FrequencyOffset、PRACH Mask Index) 确定对应的RA-RNTI 确定目标接收功率(PreambleInitialReceivedTargetPower)
选择时频资源
FDD：36.211的Table 5.7.1-2指定了format以及允许传输 preamble的子帧配置。假如UE接收到的prach-ConfigIndex配置 为12，则该UE可以选择任意(Any)系统帧的(0,2,4,6,8)这5个子 帧中的某一个来传输format 0的preamble。假如UE接收到的 prach-ConfigIndex配置为18，则该UE只能选择在偶数(Even)系 统帧的子帧7来传输format 1的preamble。
对于TDD而言，preamble在频域上的起始RB是由prachConfigIndex和prach-FrequencyOffset确定的
选择时域资源
每个Preamble在频域上占用6个连续RB的带宽，这正好等于 LTE支持的最小上行带宽。因此，不管小区的传输带宽有多大 ，都可以使用相同的RA Preamble结构。Preamble在时域上的 长度取决于配置，由prach-ConfigIndex决定preamble format 对于FDD，只支持preamble format 0~3。对于TDD，format 4 只用于特殊子帧的UpPTS字段，且只支持长度为或的UpPTS字 段。由于CP的长度明显小于format 0~3，format 4只支持覆盖 范围很小的小区
LTE-TDD系统eNodeB端随机接入过程研究的开题报告
LTE-TDD系统eNodeB端随机接入过程研究的开题报告我能够为您提供开题报告的模板，您可以根据需要进行修改和完善。
以下是模板内容。
1. 研究背景及意义近年来，无线通信技术得到了快速发展，在移动互联网的浪潮下，移动通信市场也向着高速、无线化的趋势发展。
LTE-TDD系统作为4G无线通信系统，具有较高的数据传输速率、容量、灵活性等优势，在通信市场中拥有较广泛的应用。
然而，随着用户数的增加和数据量的增大，随机接入过程中发生的竞争情况也越来越复杂，因此如何优化随机接入过程对LTE-TDD系统的性能提升至关重要。
2. 研究目的及内容本论文的研究目的是在分析LTE-TDD系统随机接入过程的基础上，深入探究eNodeB端随机接入策略的优化和提高，以提升UE在高负载情况下的接入成功率和效率。
本论文的主要研究内容包括：（1）分析LTE-TDD系统随机接入过程的原理及相关标准。
（2）研究已有的随机接入策略及其存在的问题。
（3）设计一种新的eNodeB端随机接入策略，从多个角度对其进行分析和评估，包括接入成功率、时延等。
（4）通过仿真实验验证新策略的有效性。
3. 研究方法本论文主要采用理论分析和仿真实验相结合的方法，具体包括：（1）理论分析：对LTE-TDD系统随机接入过程的原理及相关标准进行深入分析，探究随机接入过程中的竞争问题和UE接入成功率的影响因素。
（2）设计新的eNodeB端随机接入策略，从多个角度进行分析和评估。
（3）基于OPNET仿真平台，在不同网络负载情况下对新策略进行仿真实验，验证其有效性。
4. 预期成果本研究预期实现以下成果：（1）深入探究LTE-TDD系统随机接入过程原理及相关标准。
（2）发现现有随机接入策略存在的问题，并提出并验证一种新的eNodeB端随机接入策略。
（3）通过仿真实验对新策略进行评估，得到一组评价指标，并对策略进行优化。
5. 论文结构本论文共分为五个部分，具体如下：第一章：绪论。
LTE随机接入过程
LTE随机接入过程LTE（Long Term Evolution）是一种4G无线通信技术，提供高速的无线数据传输。
在LTE网络中，设备需要经过随机接入过程才能与网络建立连接。
下面将详细介绍LTE随机接入过程。
1.随机接入前导：随机接入前导是设备用来通知基站它想要接入网络的一种方式。
当设备处于空闲状态，需要进行接入时，它会随机选择一组前导信号发送给基站。
前导信号是一种短暂的信号，用于在频率和时间上与其他设备进行区别。
在随机接入前导的选择上，设备会从多个前导信号中选择一个进行发送，并在发送前使用随机接入ID（RA-RNTI）对前导信号进行标识。
这样做可以确保同一时刻的多个设备在频率和时间上不会发生冲突。
2.随机接入消息：一旦基站接收到设备发送的前导信号，它会向设备发送一个随机接入消息。
随机接入消息包含了一些重要的信息，包括设备的ID、配置参数等。
设备接收到随机接入消息后，会根据其中的指令进行响应。
设备在收到随机接入消息后，会停止发送前导信号，并利用ACK信令通知基站收到了随机接入消息。
然后，设备将进入随机接入过程的下一阶段，即接入过程。
在接入过程中，设备需要尽快完成一系列的步骤，包括发送接入请求、接收接入确认和分配临时的标识。
接入请求是设备向基站请求连接的信号，基站在接收到接入请求后，会向设备发送接入确认，确认设备已成功接入网络，并为设备分配临时标识（RA-RNTI和C-RNTI）。
一旦设备获得了临时标识，它就可以利用这些标识与基站进行进一步的通信，包括发送和接收数据。
LTE网络中的数据通信是基于分组的，设备可以通过无线链路发送和接收数据分组。
需要注意的是，随机接入过程的持续时间应尽可能短，以最大程度地减少网络延迟。
为了实现这一目标，LTE网络采用了一系列的优化措施，包括快速调度算法和基站之间的无缝切换等。
总结起来，LTE随机接入过程是设备通过发送前导信号通知基站其意图，然后接收随机接入消息并响应，最终获得临时的标识以连接到网络。
LTE系统随机接入过程研究
LTE系统随机接入过程研究随机接入是指在LTE系统中，当终端设备（UE）需要与基站建立通信连接时，UE选择与哪个基站进行连接的过程。
在该过程中，UE发送了一个随机接入信令，被接收到信令的基站将根据接收到的信号质量和其他条件来决定是否允许UE接入系统。
下面将对LTE系统的随机接入过程进行研究。
首先，随机接入的流程包括三个步骤，即接入信令的发送、接收和响应。
UE首先选择一个假设接入的随机接入前导（RA-Preamble），并将其发送到附近的基站。
基站会接收到多个UE发送的RA-Preamble，并对其进行处理和分析。
根据接收到的信号质量，基站会决定是否允许该UE接入系统，并向UE发送响应信令。
在发送接入信令之前，UE需要先选择一个合适的RA-Preamble。
RA-Preamble是一个随机选择的前导序列，用于标识UE并区分其他UE的接入请求。
UE可以根据其信道环境和网络负载来选择一个适合自己的RA-Preamble。
该选择过程需要考虑到信道状态和网络的负载情况，以最大化接入成功的机会。
接下来是接收和分析随机接入信令的基站的过程。
基站会接收到多个UE发送的RA-Preamble，并同时进行处理和分析。
基站会测量接收到的信号质量，包括接收到的信号强度（RSSI）和信号质量指标（SINR）。
同时，基站还会根据网络负载情况来判断是否还有空闲的资源来支持新的接入请求。
基站会根据这些测量结果和负载情况来决定是否接收该UE的接入请求。
最后是基站向UE发送响应的过程。
如果基站接收到的信号质量满足一定的条件，并且网络有足够的资源来支持新的接入请求，基站会向UE 发送一个接入成功的响应信令。
该响应信令包括一个随机接入标识（RA-RNTI）和其他必要的信息，用于标识UE并建立通信连接。
如果基站接收到的信号质量不满足条件，或者网络资源不足，基站会向UE发送一个接入失败的响应信令。
UE会在接收到该响应信令后，根据接入成功或失败来采取相应的行动，例如重试接入请求或者放弃连接。
LTE TDD问题定位指导书-接入篇-2013
LTE TDD问题定位和优化指导书-接入篇本文介绍了用户接入的流程和用户接入失败时问题定位的基本方法，常见问题排查方法部分主要面向网络维护人员，介绍了一些常见问题的定位排查手段和方法，主要应用场景为通过KPI指标发现问题，通过CHR、告警日志、标口跟踪、UE侧log进行问题定位。
1 概念和基本原理1.1 基本概念（1）用户Attach流程：图1 用户接入流程（2）随机接入流程介绍随机接入过程的发生有以下五种场景：1、从空闲态转到连接态的初始接入；2、无线链接失败后的接入；3、切换过程中的接入；4、当UE处于连接态时下行数据到达时因为某些原因需要随机接入，如上行失步时有下行数据到达；5、当UE处于连接态时上行数据到达时因为某些原因需要随机接入，如上行失步时有上行行数据到达；随机接入分为竞争接入与非竞争接入两种，其中竞争随机接入适用于上述1、2、5三种场景，而非竞争随机接入适用于3、4两种场景。
随机接入基本流程如下：UE eNBUEeNB图2 随机接入流程图（左：基于竞争的随机接入右：基于非竞争的随机接入）1.2 接入流程话统介绍1.2.1随机接入话统随机接入过程分为基于竞争的随机接入和基于非竞争的随机接入两种基本过程。
“RA 测量(小区)(RA.Cell)”统计小区内不同随机接入过程的前导接收次数、RAR发送次数以及竞争过程中的Contention Resolution发送次数，用于分析随机接入的负载、成功率等相关情况。
1.2.2RRC连接建立请求话统统计eNodeB内各小区收到的RRC的建立请求次数。
RRC Connection Request消息是UE 向eNodeB发送的第一条RRC信令消息，目的是请求建立一条RRC连接。
1.2.3RRC连接建立尝试话统统计小区内不同类型RRC的建立尝试次数，即eNodeB响应UE的RRC Connection Request 消息并下发RRC Connection Setup消息的次数。
LTE-TDD随机接入过程(1)-目的和分类
1.随机接入的目的随机接入是UE和网络之间建立无线链路的必经过程，只有在随机接入完成之后，eNB和UE之间才能正常进行数据互操作（Normal DL/UL transmission can take place after the random access procedure）。
UE可以通过随机接入实现两个基本的功能：（1）取得与eNB之间的上行同步（TA）。
一旦上行失步，UE只能在PRACH中传输数据。
（as long as the L1 is non-synchronised, uplink transmission can only take place on PRACH.）（2）申请上行资源（UL_GRANT）。
2.随机接入的种类根据业务触发方式的不同，可以将随机接入分为基于竞争的随机接入（Contention based random access procedure）和基于非竞争的随机接入（Non-Contention based random access procedure）。
所谓“竞争”，就是说可能存在这么一种情况，UE-A/B/C/D多个终端，在同个子帧、使用同样的PRACH资源，向eNB 发送了同样的前导码序列，希望得到eNB的资源授权，但此时eNB无法知道这个请求是哪个UE发出的，因此后续各UE需要通过发送一条只与自己本UE相关的、独一无二的消息（MSG3），以及eNB收到这条消息后的回传（MSG4）到UE，来确认当前接入成功的UE是哪一个。
这种机制就是竞争解决机制。
类似GSM系统的SABM/UA帧的握手机制。
2.1.竞争随机接入的场景当eNB不知道UE的业务或者状态，而UE又必须申请上行资源或上行TA同步的时候，UE就需要发起竞争随机接入。
这种情况下，eNB没有为UE分配专用的Preamble码，而是由UE在指定范围内（以后博文会具体介绍这个范围）随机选择Preamble码并发起随机接入过程。
LTE随机接入全解
-18.7
-18.5
ETU 70*
270 Hz
-11.5
-11.1
-13.5
-13.3
Note*: Not applicable for Local Area BS and Home BS.
Burst format 4
-6.9 0.5 -9.5 -4.5
表格中的信噪比为PRACH所占带宽6个RB，1.08M带宽下的信噪比。 因此，以format0 AWGN为例：
RRC连接重建：RRC连接重建消息以及 C-RNTI等信息；
切换 ：切换确认消息以及C-RNTI 等信息； 其他：UE的C-RNTI等信息；
MSG3消息的发送，支持HARQ重传
随机接入流程
竞争性随机接入
4、竞争判决
当eNode B成功接收到MSG3消息以后，将 在反馈消息中携带该UE在MSG3消息中发送的 的竞争决议标识；当UE在竞争判决定时器启动 其间，成功接收到自己的竞争决议标识的MSG3 消息响应，则认为本次随机接入成功，否则认为
多个PRACH opportunities先配置在不同的时间上，若仅在时间上的分 配不足以满足要求的PRACH资源密度 DRA 再把PRACH opportunities 配置在多个频率上。也即，尽量让小区内PRACH占用的频带比较集中。
时频结构
TDD模式
PRACH资源的物理映射示例 例如： PRACH configuration Index = 18，上下行配置2。
20lg（Sig/Nos）= ** dB
PRACH 性能指标与测试
Table 8.4.1.5-1 PRACH missed detection test requirements for Normal Mode
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1.随机接入的目的随机接入是UE和网络之间建立无线链路的必经过程，只有在随机接入完成之后，eNB和UE之间才能正常进行数据互操作（Normal DL/UL transmission can take place after the random access procedure）。
UE可以通过随机接入实现两个基本的功能：（1）取得与eNB之间的上行同步（TA）。
一旦上行失步，UE只能在PRACH中传输数据。
（as long as the L1is non-synchronised,uplink transmission can only take place on PRACH.）（2）申请上行资源（UL_GRANT）。
2.随机接入的种类根据业务触发方式的不同，可以将随机接入分为基于竞争的随机接入（Contention based random access procedure）和基于非竞争的随机接入（Non-Contention based random access procedure）。
所谓“竞争”，就是说可能存在这么一种情况，UE-A/B/C/D多个终端，在同个子帧、使用同样的PRACH资源，向eNB 发送了同样的前导码序列，希望得到eNB的资源授权，但此时eNB无法知道这个请求是哪个UE发出的，因此后续各UE需要通过发送一条只与自己本UE相关的、独一无二的消息（MSG3），以及eNB收到这条消息后的回传（MSG4）到UE，来确认当前接入成功的UE是哪一个。
这种机制就是竞争解决机制。
类似GSM系统的SABM/UA帧的握手机制。
2.1.竞争随机接入的场景当eNB不知道UE的业务或者状态，而UE又必须申请上行资源或上行TA同步的时候，UE就需要发起竞争随机接入。
这种情况下，eNB没有为UE分配专用的Preamble码，而是由UE在指定范围内（以后博文会具体介绍这个范围）随机选择Preamble码并发起随机接入过程。
发生竞争接入的具体场景有（36300-10.1.5）：（1）UE的初始接入（Initial access from RRC_IDLE）。
此时RRC层的状态为RRC_IDLE，UE需要CONNECTION REQUEST，而eNB无法知道，因此需要UE执行竞争接入过程。
（2）UE的重建（RRC Connection Re-establishment procedure）。
重建的原因有多种，比如UE侧的RLC上行重传达到最大次数，就会触发重建，此时eNB也不知道UE的重建状态，也需要UE执行竞争接入过程。
（3）UE有上行数据发送，但检测到上行失步（UL data arrival during RRC_CONNECTED requiring random access procedure when UL synchronisation status is"non-synchronised"）。
这个情况与初始接入类似，eNB无法知道UE什么时候有上行业务要做，因此需要UE执行竞争接入过程。
（4）UE有上行数据发送，但没有SR资源（UL data arrival during RRC_CONNECTED requiring random access procedure when there are no PUCCH resources for SR available"）。
一般的，如果没有UL_GRANT 用于发送BSR，UE会通过SR发送上行资源申请，但如果也没有SR资源，则只能通过竞争接入过程申请UL_GRANT。
此时，eNB显然也不知道UE是否有上行数据发送。
（5）如果非竞争接入过程中，eNB发现没有了非竞争资源，此时也会转到竞争接入过程（定位过程除外）。
（非竞争接入过程的具体定义和消息交互过程见后文描述）包括：（5.1）切换（Handover）。
切换是由eNB侧发起的，因此优先执行非竞争接入过程。
（5.2）eNB有下行数据发送，但检测到上行失步（DL data arrival during RRC_CONNECTED requiring random access procedure when UL synchronisation status is“non-synchronised”）。
eNB侧可以由MAC 和RRC配合处理，优先执行非竞争接入过程。
（5.3）RRC连接态下需要执行定位过程但UE此时并没有TA（For positioning purpose duringRRC_CONNECTED requiring random access procedure when timing advance is needed for UE positioning）。
本过程只能进行非竞争接入。
2.2.非竞争随机接入的场景非竞争随机接入是UE根据eNB的指示，在指定的PRACH信道资源上使用指定的Preamble码发起的随机接入，适用于（1）切换（Handover）。
（2）eNB有下行数据发送，但检测到上行失步（DL data arrival during RRC_CONNECTED requiring random access procedure when UL synchronisation status is“non-synchronised”）。
（3）定位过程。
等场景。
3.竞争随机接入的主要流程本文仅描述主要流程，一些细节内容以后会分不同的主题再描述。
下图是36300给出的竞争随机接入的四步过程，包括Random Access Preamble（MSG1）和Random Access Response（MSG2）、Scheduled Transmission（MSG3）和Contention Resolution（MSG4）。
A.UE向eNB发送前导码(Random Access Preamble on RACH in uplink)。
随机接入前导序列码集合是由物理层生成的最大数目为64个Zadoff-Chu序列及其移位序列组成。
eNB侧的RRC分配部分或全部Preamble序列的索引值用于竞争随机接入，并通过系统信息SIB2广播到UE。
UE随机接入需要的PRACH物理信道资源如PRACH个数和时频位置等也由RRC通过系统消息SIB2广播到UE。
UE侧的RRC收到SIB2后，解析出其中的Preamble信息并配置到MAC，由MAC根据路损等信息在Preamble集合中随机选择一个Preamble索引配置给物理层，物理层根据MAC的Preamble索引，通过查表/公式生成有效的Preamble ZC序列并发送到eNB。
关于前导码时频位置更详细的内容，请参考我的另一篇文章《LTE-TDD随机接入过程（2）-前导码Preamble的格式与时频位置》。
每个小区可用的Preamble码总数不超过64个，在所有用于竞争随机接入的Preamble码中，eNB侧的RRC可以选择性的将其分为2组：Group A和Group B。
UE触发随机接入的时候，需要根据待发的MSG3大小和路损大小确定Preamble码集合(If both groups are configured the size of message3and the pathloss are used to determine which group a preamble is selected from)。
其中，Group B用于MSG3较大而路损较小的场景，Group A用于其它不适合Group B的场合。
那么如何衡量MSG3和路损是大还是小，这些值衡量的门限参数是由eNB在SIB2信息中通知给UE的。
UE确定Preamble码使用集合A或B 后，从该集合中随机选择一个Preamble码发送。
关于前导码分组的更详细内容，请参考我的另一篇文章《LTE-TDD随机接入过程（4）-RIV的解析和Preamble资源的选择》。
如果eNB将小区内所有的Preamble码都划归为Group A（即SIB2中配置的总SIZE=Group A SIZE），则UE直接从Group A中随机选择一个Preamble码发送。
eNB侧RRC配置的Group A SIZE和Group total SIZE一般可以由管理工具配置，不需要RRC代码静态分配，UE侧RRC根据Group A SIZE和total SIZE 即可计算出Group B的SIZE。
UE根据从SIB2中获取到的信息，生成随机接入前导Preamble序列，并在PRACH信道的相应随机接入资源上发起随机接入。
此时UE并不知道eNB与UE之间的距离，为避免对其它用户干扰，Preamble序列设计时，后面会有一个GT保护间隔。
B.eNB向UE发送MSG2（Random Access Response generated by MAC on DL-SCH）。
eNB会在PRACH中盲检测前导码，如果eNB检测到了随机接入前导序列码Radom Access Preamble，则上报给MAC，后续会在随机接入响应窗口内，在下行共享信道PDSCH中反馈MAC的随机接入响应Radom Access Response。
解码PDSCH信道内容，需要UE先通过RA-RNTI解码出PDCCH资源分配信息，然后继续解码PDSCH信道内容。
而RA-RNTI是由承载MSG1的PRACH时频资源位置确定的，UE和eNB均可以计算出RA-RNTI值，因此空口中并不需要传输RA-RNTI。
关于RAR的更详细内容，请参考我的另一篇文章《LTE-TDD随机接入过程（3）-RAR（MSG2）以及MSG1的重传》。
随机接入响应窗口的起点是与MSG1（RA Preamble）间隔3个子帧，长度为2-10ms，由eNB的RRC配置，并通过系统信息SIB2发送到UE。
RA Response（MSG2）消息中包含：MSG1中的RA Preamble（供UE匹配操作）、UE上行定时提前量TA（11位，粗调）、backoff回退参数（重新发起Preamble码应延迟再次接入的时间）、为传输MSG3分配的PUSCH上行调度信息UL_Grant（包括是否跳频、调制编码率、接入资源和接入时刻等内容）、Temple C-RNTI（供MSG3加扰使用）。
RA response（MSG2）是一个独立的MAC PDU，在DL-SCH中承载。
一个MSG2中可以包含多个UE 的Preamble，即响应多个UE的随机接入请求。
UE通过检测MSG2中是否携带了其发送的Preamble码来标识是否收到了eNB的随机接入响应，但此时还没有完成竞争解决，并不表示此次eNB侧的应答就是针对本UE的应答。