g随机接入(北邮信通院陈鑫林教授授课PPT)
3GPP LTE系统随机接入过程研究
向 向同一 市场渗 透 ， 两种 技 术 策 略 的界 限越 来 越 使
模糊 ， 也使传 统 Ｉ Ｔ产业 和传统 通信产 业 日益 呈 现 出
子层 主要 实 现与调 度 和 Ｈ Ｒ Ａ Ｑ相 关 的功 能 ， Ｌ Ｒ Ｃ子 层 主要 实现 Ａ Ｑ相 关 的功 能 ， ３研 究 主 要 集 中在 Ｒ Ｌ 以下 ５个 方 面 ： 机接 入 、 动 性 管理 、 随 移 系统 消 息广 播、 寻呼 和 Ｕ Ｅ测 量及 控 制 。Ｌ Ｅ无 线 接 口协议 的 Ｔ 操作 涉及 多 个 物 理 层 过 程 ， ： 区搜 索 、 率 控 如 小 功
作 为 Ｌ Ｅ的一个 重 要通 信 过 程 ， 仅涉 及 ｕ ， 涉 Ｔ 不 还
及Ｌ ２和 Ｌ 的相关 设计 ， ３ Ｐ ３ 在 Ｇ Ｐ的 Ｒ Ｎ１ Ｒ Ｎ Ａ 和 Ａ２
高数据率 、 低延迟 、 向分组业务 的无线 接入技 术 ， 面 不 考虑与现有系统 的后 向兼 容 ， 新定义空 中接 口和核 重
心 网络 ， 弃 Ｃ ＭＡ技术 采用 Ｏ Ｄ 摒 Ｄ Ｆ Ｍ技 术 ， 这样 的考
组讨论 得非 常激 烈 ， 经 近 三 年 的标 准化 讨 论 ， 历 目 前 已基 本确定 了随机 接 入 过程 的主 要原 则 和 流程 ，
一
虑导致 了 Ｌ Ｅ与已有 ３ Ｐ Ｔ Ｇ Ｐ各版本 标准 不兼容 ， 其第
物 理层 、２数 据 链 路 层 （ ＭＡ ， Ｌ Ｐ Ｃ Ｌ 由 Ｃ Ｒ Ｃ， Ｄ Ｐ等 子
类随机接入方式 ， 重点对其 接人流程和消息交互进
行较 为详 细 的分 析研 究 。
层 组成 ） Ｌ 、３无线 资源 控制 层 （ Ｒ 。Ｌ 物 理层 协 Ｒ Ｃ） １
议规 范主 要 在 Ｔ ３ ． Ｘ 系 列 中描 述 ，２和 Ｌ Ｓ６２ Ｘ Ｌ ３协 议规 范主 要 在 Ｔ ３ ． Ｘ 系列 中描 述 。Ｌ 中 ＭＡ Ｓ６３ Ｘ ２ Ｃ
沈鑫剡编著(网络安全)教材配套课件第5章
（3）IPCP IP控制协议（IPCP）的作用是为终端A动态分配IP地 址等网络信息。
计算机网络安全
网络安全基础
二、 PPP与接入控制过程
3．PPP接入控制过程
接入控制过程由五个阶 段组成，分别是物理链路停 止、PPP链路建立、用户身份 鉴别、网络层协议配置和终 止PPP链路等。
物理链路停止 建立呼叫连接
标识符字段用来匹配请求和响应报文； 类型
1： 身份 4： CHAP 5： OTP 13：TLS
计算机网络安全
网络安全基础
三、 EAP over PPP
1．PPP封装EAP报文过程
标志 地址 控制 7E 1 FF 1 03 1 2 可变长 2 协议 信息 CRC 标志 7E 1
C227
编码 1
标识符 长度 类型 4 1 2 1
2．终端接入Internet的先决条件
接入网络 终端 A 接入控 制设备 Internet 服务器
终端接入Internet前，必须证明使用终端的用户 是注册用户；
在确定使用终端的用户是注册用户的前提下，由 接入控制设备完成对终端分配网络信息，建立将终 端的IP地址和终端与接入控制设备之间的传输路径 绑定在一起的路由项的过程。
计算机网络安全
网络安全基础
五、第三方鉴别过程
公钥库 主体名 公钥 主体 A PKA 主体 B PKB … 公钥管 理机构 ①请求‖时间 1 ②DSK（PKB‖请求‖时间 1） ⑤DSK（PKA‖请求‖时间 2） ③EPKB（主体 A‖RA） 主体 A ⑥EPKA（RA‖RB） 主体 B ④请求‖时间 2
（2）用户身份鉴别协议 用用户名和口令标识用户身份； 身份鉴别过程需要向接入控制设备证明自己知道某个授 权用户对应的用户名和口令； CHAP防止泄露口令。
随机接入流程
随机接入流程随机接入是指在网络通信中，通过一定的算法和规则，实现对网络中的多个节点进行随机访问的过程。
在实际的网络应用中，随机接入流程通常用于实现资源的均衡利用，提高网络的整体性能和稳定性。
下面将介绍随机接入的基本流程及其在实际应用中的一些注意事项。
首先，随机接入流程的基本原理是通过一定的随机算法，从网络中的多个节点中选择一个进行接入。
这个算法通常会考虑到网络节点的负载情况、距离等因素，以实现对网络资源的均衡利用。
在实际应用中，随机接入流程可以应用于负载均衡、数据分发等场景，以提高网络的性能和稳定性。
其次，随机接入流程的实现通常需要考虑到一些问题。
首先是算法的选择，不同的应用场景可能需要不同的随机接入算法，例如在负载均衡中可以采用加权随机算法，而在数据分发中可以采用哈希随机算法。
其次是节点的选择，需要考虑到网络节点的实时负载情况、距离等因素，以实现对网络资源的均衡利用。
最后是流程的优化，可以通过一些手段如缓存、预热等来提高随机接入流程的效率和性能。
在实际应用中，随机接入流程通常需要注意一些问题。
首先是网络节点的动态变化，网络中的节点可能会动态上下线，这就需要随机接入流程能够实时感知节点的变化，并做出相应的调整。
其次是性能和稳定性的平衡，随机接入流程需要在提高网络性能的同时，保证网络的稳定性和可靠性。
最后是安全性，随机接入流程需要考虑到安全因素，避免被恶意攻击和非法访问。
总的来说，随机接入流程是网络通信中的重要环节，通过一定的随机算法和规则，实现对网络资源的均衡利用，提高网络的整体性能和稳定性。
在实际应用中，需要考虑到算法的选择、节点的动态变化、性能和稳定性的平衡、安全性等因素，以实现随机接入流程的有效实施。
随机接入基本原理最终
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
四元组表示Prach时频位置:(fRA ,tRA ,tRA ,tRA ) 0) t( 1, 2 (0:所有帧;1:偶数帧;2:奇数帧) RA 0, 1) t( 1 (0:前半帧;1:后半帧) RA 0, ( 2) tRA (起始上行子帧号，位于两个连续的 downlink-to-uplink switch point之间，从0计数)
( 0) t RA 0,1,2
Prach资源
TDD和FDD的Prach资源有差异，这里以TDD为例进行讲解
fRA
通过prach-ConfigIndex查下表可得 (频域的偏移，单位是6个RB），通过 SIB2中的prach-FrequencyOffset结合公 式一可得format 0~3的preamble在频域 上的起始RB。
Preamble
图1 随机接入流程
基站如何区分不同的终端？
Preamble初步解决终端标识问题
基站识别多个终端时，是否会存在终端标识冲突？
终端之间是否存在互干扰？如果存在，如何抑制？
Preamble
图2 random access preambles
eNodeB通过广播SIB2发送RACH-ConfigCommon，告诉UE preamble的 分组信息，如：numberOfRA-Preambles、sizeOfRA-PreamblesGroupA等。
基站识别多个终端时，是否会存在终端标识冲突？
随机接入过程
随机接入触发方式1---PDCCH order触发
在RRC-CONNECTED状态，未获得上行同步但需接收下行数据，UE重新发起随 机接入过程以获取正确的时间调整量； 在RRC-CONNECTED状态，UE位置辅助定位；
随机接入PPT
幻灯片1
在此处创建与本课程内容相关的话题或问题，引导学员注意。
这页仅在授课时使用，胶片＋注释中不使用。
幻灯片2
此页列出学习本课程需要达到的目标。
此页胶片仅在授课时使用，胶片＋注释中有单独的文字说明课程目标，不需要再使用该页胶片。
幻灯片3
此页为了让学员和老师对课程安排有一个大致的了解。
此页列出本课程的主要培训标题，列出每章的名称即可。
如果章下面的节不多，在此页可以一并列出。
此页胶片仅在授课时使用，胶片＋注释中有专门的目录和标题，不需要重复使用该页面。
幻灯片4
随机接入信令流程
随机接入过程是一
个信道申请过程。
MS就在RACH上
CHANNEL REQUEST
申请一条信令信道，
网络将根据信道请求
需要来决定所分配的
信道类型。
幻灯片5
幻灯片6
幻灯片7
（缩减帧号是根据BTS收到信道申请时的TDMA帧计算出来的一个取值范围较小的帧号）
幻灯片8
幻灯片9
幻灯片10
幻灯片11
通过经验值，系统平均有30%左右的信令资源会被MS所发送的第二次RACH信息所占用。
随机接入_移动通信技术与应用（第2版）_[共4页]
![随机接入_移动通信技术与应用（第2版）_[共4页]](https://img.taocdn.com/s3/m/1a71c0b958fafab068dc0243.png)
移动通信技术与应用（第2版）134 移，由于接收端的抽样点位置仍然是在载波的定点，并不会造成子载波间干扰，但是解调出来的信息符号的错误率是50%（无法正确接收）；而子载波间隔的小数倍频偏，由于收发抽样点不对齐，会破坏子载波之间的正交性，进而导致子载波间的干扰，影响信号的正确接收。
小数倍频偏估计的具体算法有多种，目前大多数算法的原理基本相同，即在发送端发送两个已知序列或信号，如果存在频率偏移，那么经过信道后，两个发送时间不同的信号之间会存在相位差，通过计算这个相位差就可以得到具体的频率偏移量；对于整数倍频偏，在频域上通过在不同整数倍子载波间隔上检测已知序列和接收信号的相关性来进行判断，相关性最强的子载波间隔为该整数倍偏移。
4．小区同步维持为了保证下行信令和数据的正确传输，在小区搜索完成后，UE 侧需要对下行链路质量进行测量，确保正确接收下行信令和数据；同时，UE 通过随机接入过程来实现与基站的上行同步，之后，基站不断对UE 发送定时调整指令来维持上行同步。
（1）下行无线链路检测UE 与服务小区同步后，会不断检测下行链路质量，并上报至高层以指示其处于同步/异步状态。
在非DRX 模式下，UE 物理层在每个无线帧都对无线链路质量进行检测，并综合之前的信道质量与判决门限（Q out 和Q in ），确定当前的信道状态。
在DRX 模式下，一个DRX 周期内，UE 物理层至少进行一次无线链路质量测量，并综合之前的信道质量与判决门限（Q out 和Q in ），确定当前的信道状态。
UE 将链路质量与判决门限（Q out 和Q in ）进行比较来判定自身处于同步/失步状态。
当测量的无线链路质量比门限值Q out 还差时，UE 物理层向高层上报当前UE 处于失步状态；当测量的无线链路质量好于Q in 时，UE 物理层向高层上报当前UE 处于同步状态。
（2）上行同步维持为了保证UE 能够与基站保持同步，需要对UE 的定时时刻进行调整。