LTE随机接入流程

PRACH结构

PRACH格式

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）。

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Table

5.7.1-3。

prach-ConfigIndex 确定了四元结构体),,,(210RA RA RA RA t t t f ，

决定了prach 发送的时频位置。在211表Table 5.7.1-4中配置。其中RA f 是频率资源索引。2,1,00=RA

t 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。1,01

=RA t 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。2

RA t 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4，2RA t 表示为(*)。 序列组产生

每个基站下有64个preamble 序列，怎么产生呢？

1、 由逻辑根序列号RACH_ROOT_SEQUENCE 查表Table 5.7.2-4得到物理根序列号。

2、 用zeroCorrelationZoneConfig 以及highSpeedFlag （如果为高速，则是限制级）查211

表格Table 5.7.2-2得到循环位移N CS ;

3、 用循环位移N CS 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 。

普通速度模式下（非限制集），preamble 的循环位移时等间隔的，一个根序列能生成

ZC CS N N ⎢⎥⎣⎦，ZC N 是长度序列长度为839（格式4为139）

。高速模式下（限制集）循环位移非等间隔。高速模式下，原根序列和生成好的序列相关，峰值会出现三个，同步时

需要合并三个窗口能量做估计。

MAC 层处理

流程

触发条件

1、 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中回携带msg3的内容作为UE 标识让UE 知道是否该msg4是

针对自己的。

2、 UE MAC 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ul timing 了需要重新调整；b 、没有SR 资源但需要BSR

3、 PDCCH DCI formart 1A 触发：基站发现UE 的ul timing 老不对了,可能是“Timing Advance

Command MAC Control Element ”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DCI format 1a

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。

A 、 RNTI 用C-RNTI 加扰；

B 、 字段“Localized/Distributed VRB assignment flag ”设置为0

C 、 Resource block assignment – ⎡⎤

)2/)1((log DL RB DL RB 2+N N bits 设置为全1 D 、 Preamble Index – 6 bits

E 、 PRACH Mask Index – 4 bits

F 、 剩下的bits 全填0。

按照是否竞争，又分Contention based 和Non-contention based 。非竞争的消息如果Preamble

Index （码索引）填为全0则表示使用竞争的。如果Preamble Index 不为0，但PRACH Mask Index

（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

准备

先必须得到一些PRACH 和RACH 的配置参数，才能发起随机接入。

1、 确定时频资源。prach-ConfigIndex

2、 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 。

3、 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。

4、 确定RAR 响应窗口ra-ResponseWindowSize ；

5、 每次preamble 不成功后重发增加的功率。powerRampingStep

6、 Preamble 最大重传此时。preambleTransMax

7、 初始功率。preambleInitialReceivedTargetPower

8、 Preamble 功率偏移。DELTA_PREAMBLE

9、 MSG3的HARQ 重传次数。maxHARQ-Msg3Tx

10、 发送组B 的preamble 需要用到的功率参数messagePowerOffsetGroupB

11、 等待msg4成功完成的定时器mac-ContentionResolutionTimer 。

参数得到后，清空msg3 buff ，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。