LTE随机接入过程总结(完美)

随机接入过程

一.PRACH

1.PRACH的类型

表1：PRACH类型

从表1可以看出，Preamble的类型一共有4种，而对于FDD 系统之支持0、1、2、3这4类Preamble。对于Preamble format 0，在时间上占用一个完整的子帧；对于Preamble format 1

和2，在时间上占用两个完整的子帧；对于Preamble format 3，在时间上占用三个完整的子帧。在频域上，Preamble format 0~3均占用一个PRB，即180KHZ的频带，区别是Preamble format 0~3的子载波间隔是1.25KHZ，并占用864个子载波，由于ZC

序列的长度是839，因此Preamble format 0~3真正占用中间

的839个子载波传输Preamble，而剩余的25个子载波作为两

边的保护带宽。

不同类型的Preamble 有长度不一样的CP 和保护间隔，小区的覆盖范围和保护间隔GT 有关，具体可参考如下公式：

R = GT * C / 2

其中，R 为小区半径、GT 为保护间隔、C 表示光速。至于不同类型的Preamble 对应的小区半径可参考如下：

Preamble 格式0：持续时间1ms ，可支持半径约14km ； Preamble 格式1：持续时间2ms ，可支持半径约77km ； Preamble 格式2：持续时间2ms ，可支持半径约29km ； Preamble 格式3：持续时间3ms ，可支持半径约107km ；

2.

PRACH 的时频位置

首先给出PRACH 的时域位置，协议中由参数prach-ConfigIndex 给出，每个prach-ConfigIndex 给出了Preamble 的类型、System frame number(Even/Any)、Subframe number 。具体如表2所示：

而对于PRACH 的频域位置，协议中由参数RA

PRBoffset n 确定，它的取值范围是60UL

RB RA PRBoffset

-≤≤N n 。

表2：random access configuration for preamble formats

0~3

311Even9633Even9 3.Prach在协议中的配置（331协议）

4.

PRACH baseband signal generation

PRACH 的时域波形通过下面的公式生成：

()()()()∑∑

-=-∆+++-=-⋅⋅=10

21

2,PRACH

ZC CP RA 21

0ZC ZC

)(N k T t f k K k j N n N nk j

v u e e

n x t s ϕππβ

其中)(,n x v u 是Preamble 序列。而The th u root Zadoff-Chu sequence 被定义为如下式：

()10,ZC )

1(ZC

-≤≤=+-N n e

n x N n un j

u π

如上所述，对于Preamble format 0~3的序列长度ZC N 为839，而对于u 的取值请参看协议36.211的Table 5.7.2-4。

)(,n x v u 实际上是通过()n x u 做循环移位生成的，如下式：

)mod )(()(ZC ,N C n x n x v u v u +=

而v C 的计算方式如下式：

CS ZC CS CS CS RA RA

RA RA RA

start shift shift CS

shift group shift 0,1,...,1,0for unrestricted sets

0for unrestricted sets

(mod )for restricted sets 0,1,...,1

v vN v N N N N C d v n v n N v n n n ⎧=-≠⎢⎥⎣⎦⎪⎪==⎨⎪⎢⎥+=+-⎪⎣⎦⎩ 从中可以看出，涉及到unrestricted sets 和restricted sets ，这是由协议中的High-Speed-flag 确定的，而参数CS N 是由协议参数zeroCorrelationZoneConfig 和High-Speed-flag 共同确定的，具体可参考协议36.211 Table5.7.2-2。还有一些其它参数，按照下述的一些公式计算：

⎩⎨⎧-<≤=otherwise 20ZC

ZC p N N p p

d u

当3ZC CS N d N u <≤，则：

⎣⎦⎣⎦

⎣⎦()

,)2(max 2CS start RA group ZC RA shift start ZC RA group CS RA shift start CS RA

shift N d n d N n d N n N n d d N d n u u u --==+==

当2)(3CS ZC ZC N N d N u -≤≤，则：

⎣⎦⎣⎦

⎣⎦()

()

RA shift

CS start RA group RA shift start RA group CS RA shift ZC start CS ZC RA shift ,0,)(max min 2)2(n N d n d n d d n N n d N d N d N n u u u u -==+-=-=

5.

Preamble resource group

每个小区有64个可用的Preamble 序列，UE 会选择其中一个在PRACH 上传输。这些序列可以分成两部分，一部分用于基于竞争的随机接入，另一部分用于基于非竞争的随机接入。用于基于竞争的随机接入的Preamble 又分为GroupA 和GroupB ，这些都是由SIB2中的Rach-ConfigCommon 中下发的。具体可