LTE_PRACH配置参数分析

LTE PRACH参数配置分析
目录
目录 (2)
1引言 (3)
1.1 编写目的 (3)
1.2 文档组织 (3)
1.3 预期读者和阅读建议 (3)
1.4 参考资料 (3)
1.5 缩写术语和常用符号 (3)
2PRACH信道的配置分析 (5)
2.1 PRACH信道的配置参数 (5)
2.1.1PRACH配置索引（prach-ConfigurationIndex） (5)
2.1.2零相关配置（zeroCorrelationZoneConfig） (13)
2.1.3根序列索引（rootSequenceIndex） (17)
2.1.4是否为高速状态（highSpeedFlag） (20)
2.1.5频率偏移（prach-FrequencyOffset） (21)
2.2 PRACH信道的参数的配置方法 (21)
2.2.1PRACH信道参数的配置步骤 (21)
2.2.2邻小区的PRACH信道的配置 (22)
3LTE典型PRACH配置 (23)
3.1 F ORMAT 0时PRACH信道的参数的配置 (23)
3.1.1密度为1情况下PRACH相关参数配置 (23)
3.1.2密度为2情况下PRACH相关参数配置 (24)
3.2 F ORMAT 4时PRACH信道的参数的配置 (26)
4高速模式下配置原则 (27)
5附录 (30)
5.1 南京规模实验网站址分布图 (30)
1引言
1.1编写目的
本文档的编写目的是分析PRACH信道的各参数的配置方法及各邻区间如何进行配置。

1.2文档组织
本文首先对LTE3.0版本需要配置的PRACH信道的各参数进行了说明和描述，根据网络规划如何确定各参数的取值，并给出相邻小区各参数的配置原则。

本文在第2章的后半部分给出了PRACH各参数的配置方法和步骤。

第3章给出了高速模式下的零相关和根序列的配置有一定的关联关系。

1.3预期读者和阅读建议
本文档的预期读者为LTE网络建设人员和LTE网络优化人员、测试人员等。

1.4参考资料
1.《LTE无线配置参数分析.doc 》V1.1
2.《LTE PRACH密度需求分析.doc》V1.0
3.《LTE——UMTS长期演进理论与实践》马霓、邬钢等译
4.3GPP TS 36.211 Physical Channels and Modulation
1.5缩写术语和常用符号
2PRACH信道的配置分析
2.1PRACH信道的配置参数
LTE 中PRACH信道的配置参数主要有五个，都是小区级参数分别是：
✧PRACH配置索引（prach-ConfigurationIndex）
✧零相关配置（zeroCorrelationZoneConfig）
✧根序列索引（rootSequenceIndex）
✧是否为高速状态（highSpeedFlag）
✧频率偏移（prach-FrequencyOffset）
2.1.1PRACH配置索引（prach-ConfigurationIndex）
2.1.1.1参数基本信息
用于指示小区的PRACH配置索引。

该参数指示了PRACH的频域资源索引、时域的无线帧、半帧、子帧的资源占用情况。

该参数确定后，小区PRACH的时、频资源即可确定，同时也确定了采用的前导格式（0~47为前导格式0~3，47~57为前导格式4），其定义见下表（36.211 Table 5.7.1-4）。

PRACH configuration Index (See Table 5.7.1-3)
UL/DL configuration (See Table 4.2-2)
0 1 2 3 4 5 6
0 (0,1,0,2) (0,1,0,1) (0,1,0,0) (0,1,0,2) (0,1,0,1) (0,1,0,0) (0,1,0,2)
1 (0,2,0,2) (0,2,0,1) (0,2,0,0) (0,2,0,2) (0,2,0,1) (0,2,0,0) (0,2,0,2)
2 (0,1,1,2) (0,1,1,1) (0,1,1,0) (0,1,0,1) (0,1,0,0) N/A (0,1,1,1)
3 (0,0,0,2) (0,0,0,1) (0,0,0,0) (0,0,0,2) (0,0,0,1) (0,0,0,0) (0,0,0,2)
4 (0,0,1,2) (0,0,1,1) (0,0,1,0) (0,0,0,1) (0,0,0,0) N/A (0,0,1,1)
5 (0,0,0,1) (0,0,0,0) N/A (0,0,0,0) N/A N/A (0,0,0,1)
6 (0,0,0,2)
(0,0,1,2) (0,0,0,1)
(0,0,1,1)
(0,0,0,0)
(0,0,1,0)
(0,0,0,1)
(0,0,0,2)
(0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(0,0,0,0)
(1,0,0,0)
(0,0,0,2)
(0,0,1,1)
7 (0,0,0,1)
(0,0,1,1) (0,0,0,0)
(0,0,1,0)
N/A (0,0,0,0)
(0,0,0,2)
N/A N/A (0,0,0,1)
(0,0,1,0)
8 (0,0,0,0)
(0,0,1,0) N/A N/A (0,0,0,0)
(0,0,0,1)
N/A N/A (0,0,0,0)
(0,0,1,1)
9 (0,0,0,1)
(0,0,0,2)
(0,0,1,2) (0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(0,0,1,1)
(0,0,0,0)
(0,0,1,0)
(1,0,0,0)
(0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(0,0,0,2)
(0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(1,0,0,1)
(0,0,0,0)
(1,0,0,0)
(2,0,0,0)
(0,0,0,1)
(0,0,0,2)
(0,0,1,1)
10 (0,0,0,0)
(0,0,1,0)
(0,0,1,1) (0,0,0,1)
(0,0,1,0)
(0,0,1,1)
(0,0,0,0)
(0,0,1,0)
(1,0,1,0)
N/A (0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(1,0,0,0)
N/A (0,0,0,0)
(0,0,0,2)
(0,0,1,0)
11 N/A (0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(0,0,1,0) N/A N/A N/A N/A (0,0,0,1)
(0,0,1,0)
(0,0,1,1)
12 (0,0,0,1)
(0,0,0,2)
(0,0,1,1)
(0,0,1,2) (0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(0,0,1,0)
(0,0,1,1)
(0,0,0,0)
(0,0,1,0)
(1,0,0,0)
(1,0,1,0)
(0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(0,0,0,2)
(1,0,0,2)
(0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(1,0,0,0)
(1,0,0,1)
(0,0,0,0)
(1,0,0,0)
(2,0,0,0)
(3,0,0,0)
(0,0,0,1)
(0,0,0,2)
(0,0,1,0)
(0,0,1,1)
13 (0,0,0,0)
(0,0,0,2)
(0,0,1,0)
(0,0,1,2) N/A N/A (0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(0,0,0,2)
(1,0,0,1)
N/A N/A (0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(0,0,0,2)
(0,0,1,1)
14 (0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(0,0,1,0)
(0,0,1,1) N/A N/A (0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(0,0,0,2)
(1,0,0,0)
N/A N/A (0,0,0,0)
(0,0,0,2)
(0,0,1,0)
(0,0,1,1)
15 (0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(0,0,0,2)
(0,0,1,1)
(0,0,1,2) (0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(0,0,1,0)
(0,0,1,1)
(1,0,0,1)
(0,0,0,0)
(0,0,1,0)
(1,0,0,0)
(1,0,1,0)
(2,0,0,0)
(0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(0,0,0,2)
(1,0,0,1)
(1,0,0,2)
(0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(1,0,0,0)
(1,0,0,1)
(2,0,0,1)
(0,0,0,0)
(1,0,0,0)
(2,0,0,0)
(3,0,0,0)
(4,0,0,0)
(0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(0,0,0,2)
(0,0,1,0)
(0,0,1,1)
16 (0,0,0,1)
(0,0,0,2)
(0,0,1,0)
(0,0,1,1)
(0,0,1,2) (0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(0,0,1,0)
(0,0,1,1)
(1,0,1,1)
(0,0,0,0)
(0,0,1,0)
(1,0,0,0)
(1,0,1,0)
(2,0,1,0)
(0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(0,0,0,2)
(1,0,0,0)
(1,0,0,2)
(0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(1,0,0,0)
(1,0,0,1)
(2,0,0,0)
N/A N/A
17 (0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(0,0,0,2)
(0,0,1,0)
(0,0,1,2) (0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(0,0,1,0)
(0,0,1,1)
(1,0,0,0)
N/A (0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(0,0,0,2)
(1,0,0,0)
(1,0,0,1)
N/A N/A N/A
18 (0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(0,0,0,2)
(0,0,1,0)
(0,0,1,1)
(0,0,1,2) (0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(0,0,1,0)
(0,0,1,1)
(1,0,0,1)
(1,0,1,1)
(0,0,0,0)
(0,0,1,0)
(1,0,0,0)
(1,0,1,0)
(2,0,0,0)
(2,0,1,0)
(0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(0,0,0,2)
(1,0,0,0)
(1,0,0,1)
(1,0,0,2)
(0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(1,0,0,0)
(1,0,0,1)
(2,0,0,0)
(2,0,0,1)
(0,0,0,0)
(1,0,0,0)
(2,0,0,0)
(3,0,0,0)
(4,0,0,0)
(5,0,0,0)
(0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(0,0,0,2)
(0,0,1,0)
(0,0,1,1)
(1,0,0,2)
19 N/A (0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(0,0,1,0)
(0,0,1,1)
(1,0,0,0)
(1,0,1,0) N/A N/A N/A N/A (0,0,0,0)
(0,0,0,1)
(0,0,0,2)
(0,0,1,0)
(0,0,1,1)
(1,0,1,1)
20 / 30 (0,1,0,1) (0,1,0,0) N/A (0,1,0,1) (0,1,0,0) N/A (0,1,0,1)
21 / 31 (0,2,0,1) (0,2,0,0) N/A (0,2,0,1) (0,2,0,0) N/A (0,2,0,1)
22 / 32 (0,1,1,1) (0,1,1,0) N/A N/A N/A N/A (0,1,1,0)
23 / 33 (0,0,0,1) (0,0,0,0) N/A (0,0,0,1) (0,0,0,0) N/A (0,0,0,1)
24 / 34 (0,0,1,1) (0,0,1,0) N/A N/A N/A N/A (0,0,1,0)
25 / 35 (0,0,0,1)
(0,0,1,1) (0,0,0,0)
(0,0,1,0)
N/A (0,0,0,1)
(1,0,0,1)
(0,0,0,0)
(1,0,0,0)
N/A (0,0,0,1)
(0,0,1,0)
26 / 36 (0,0,0,1)
(0,0,1,1)
(1,0,0,1) (0,0,0,0)
(0,0,1,0)
(1,0,0,0)
N/A
(0,0,0,1)
(1,0,0,1)
(2,0,0,1)
(0,0,0,0)
(1,0,0,0)
(2,0,0,0)
N/A
(0,0,0,1)
(0,0,1,0)
(1,0,0,1)
27 / 37 (0,0,0,1)
(0,0,1,1)
(1,0,0,1)
(1,0,1,1) (0,0,0,0)
(0,0,1,0)
(1,0,0,0)
(1,0,1,0)
N/A
(0,0,0,1)
(1,0,0,1)
(2,0,0,1)
(3,0,0,1)
(0,0,0,0)
(1,0,0,0)
(2,0,0,0)
(3,0,0,0)
N/A
(0,0,0,1)
(0,0,1,0)
(1,0,0,1)
(1,0,1,0)
28 / 38 (0,0,0,1)
(0,0,1,1)
(1,0,0,1)
(1,0,1,1)
(2,0,0,1) (0,0,0,0)
(0,0,1,0)
(1,0,0,0)
(1,0,1,0)
(2,0,0,0)
N/A
(0,0,0,1)
(1,0,0,1)
(2,0,0,1)
(3,0,0,1)
(4,0,0,1)
(0,0,0,0)
(1,0,0,0)
(2,0,0,0)
(3,0,0,0)
(4,0,0,0)
N/A
(0,0,0,1)
(0,0,1,0)
(1,0,0,1)
(1,0,1,0)
(2,0,0,1)
29 /39 (0,0,0,1)
(0,0,1,1)
(1,0,0,1)
(1,0,1,1)
(2,0,0,1)
(2,0,1,1) (0,0,0,0)
(0,0,1,0)
(1,0,0,0)
(1,0,1,0)
(2,0,0,0)
(2,0,1,0)
N/A
(0,0,0,1)
(1,0,0,1)
(2,0,0,1)
(3,0,0,1)
(4,0,0,1)
(5,0,0,1)
(0,0,0,0)
(1,0,0,0)
(2,0,0,0)
(3,0,0,0)
(4,0,0,0)
(5,0,0,0)
N/A
(0,0,0,1)
(0,0,1,0)
(1,0,0,1)
(1,0,1,0)
(2,0,0,1)
(2,0,1,0)
40 (0,1,0,0) N/A N/A (0,1,0,0) N/A N/A (0,1,0,0)
41 (0,2,0,0) N/A N/A (0,2,0,0) N/A N/A (0,2,0,0)
42 (0,1,1,0) N/A N/A N/A N/A N/A N/A
43 (0,0,0,0) N/A N/A (0,0,0,0) N/A N/A (0,0,0,0)
44 (0,0,1,0) N/A N/A N/A N/A N/A N/A
45 (0,0,0,0)
(0,0,1,0) N/A N/A (0,0,0,0)
(1,0,0,0)
N/A N/A (0,0,0,0)
(1,0,0,0)
46 (0,0,0,0)
(0,0,1,0) (1,0,0,0) N/A N/A
(0,0,0,0)
(1,0,0,0)
(2,0,0,0)
N/A N/A
(0,0,0,0)
(1,0,0,0)
(2,0,0,0)
47 (0,0,0,0)
(0,0,1,0) (1,0,0,0) (1,0,1,0) N/A N/A
(0,0,0,0)
(1,0,0,0)
(2,0,0,0)
(3,0,0,0)
N/A N/A
(0,0,0,0)
(1,0,0,0)
(2,0,0,0)
(3,0,0,0)
48 (0,1,0,*) (0,1,0,*) (0,1,0,*) (0,1,0,*) (0,1,0,*) (0,1,0,*) (0,1,0,*)
49 (0,2,0,*) (0,2,0,*) (0,2,0,*) (0,2,0,*) (0,2,0,*) (0,2,0,*) (0,2,0,*)
50 (0,1,1,*) (0,1,1,*) (0,1,1,*) N/A N/A N/A (0,1,1,*)
51 (0,0,0,*) (0,0,0,*) (0,0,0,*) (0,0,0,*) (0,0,0,*) (0,0,0,*) (0,0,0,*)
52 (0,0,1,*) (0,0,1,*) (0,0,1,*) N/A N/A N/A (0,0,1,*)
53 (0,0,0,*)
(0,0,1,*) (0,0,0,*)
(0,0,1,*)
(0,0,0,*)
(0,0,1,*)
(0,0,0,*)
(1,0,0,*)
(0,0,0,*)
(1,0,0,*)
(0,0,0,*)
(1,0,0,*)
(0,0,0,*)
(0,0,1,*)
54 (0,0,0,*)
(0,0,1,*)
(1,0,0,*) (0,0,0,*)
(0,0,1,*)
(1,0,0,*)
(0,0,0,*)
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(1,0,0,*)
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(2,0,0,*)
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(1,0,0,*)
55 (0,0,0,*)
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(0,0,1,*)
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(1,0,1,*)
(0,0,0,*)
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(2,0,0,*)
(3,0,0,*)
(0,0,0,*)
(0,0,1,*)
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(1,0,1,*)
56 (0,0,0,*)
(0,0,1,*)
(1,0,0,*)
(1,0,1,*)
(2,0,0,*) (0,0,0,*)
(0,0,1,*)
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(2,0,0,*)
(3,0,0,*)
(4,0,0,*)
(5,0,0,*)
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(1,0,0,*)
(2,0,0,*)
(3,0,0,*)
(4,0,0,*)
(5,0,0,*)
(0,0,0,*)
(0,0,1,*)
(1,0,0,*)
(1,0,1,*)
(2,0,0,*)
(2,0,1,*)
58 N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A
59 N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A
60 N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A
61 N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A
62 N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A
63 N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A
表格中),,,()
2(RA )1(RA )0(RA
RA t t t f 的含义如下： RA f ：在prach-FrequencyOffset 的基础上指示同一时刻内频分的各个PRACH 信道的频
率位置；
2,1,0)
0(RA =t ：指示PRACH 信道的无线帧位置，0为全部无线帧，1为奇数无线帧，2为
偶数无线帧；
1,0)1(RA =t ：指示PRACH 信道在无线帧的前半帧或后半帧，0为前半帧，1为后半帧；
)2(RA t ：指示PRACH 信道在“5ms 半帧”内的上子帧序号，带*表示在UpPTS 上。

2.1.1.2 前导码格式与小区半径的关系
小区中心UE1
小区边缘UE2
图12随机接入信号组成
随机接入信号是由CP （长度为T CP ）、前导序列（长度为T SEQ ）和GT (长度为GT T )三个部分组成，前导序列与PRACH 时隙长度的差为GT ，用于对抗多径干扰的保护，以抵消传播时延。

一般来说较长的序列，能获得较好的覆盖范围，但较好的覆盖范围需要较长的CP 和GT 来抵消相应的往返时延，即小区覆盖范围越大，传输时延越长，需要的GT 越大，为适应不同的覆盖要求，36.211协议规定了五种格式的PRACH 循环前缀长度、序列长度、以及GT 长度如下表3。

P reamble 格式和小区覆盖范围的关系约束原则为： 小区内边缘用户的传输时延需要在GT 内部，才能保证PRACH 能正常接收，且不干扰其他的子帧。

即需要满足的关系为 CP RTT DS T T T >+，GT T RTT T >
其中，TT CP 为循环前缀CP 的长度；
T GT为保护间隔；
T RTT为最大往返时间。

T)如表3：根据以上关系，可以得到各种格式下所支持小区的最大半径(考虑
DS
表3
具体可以叙述为：
Preamble 格式 0：持续1ms，序列长度800us，适用于小、中型的小区，最大小区半径14.53km，此格式看满足网络覆盖的多数场景。

Preamble 格式 1：持续2ms，序列长度800us，适用于大型的小区，最大小区半径为77.34km。

Preamble 格式 2：持续2ms，序列长度1600us，适用于中型小区，最大小区半径为29.53km。

Preamble 格式 3：持续3ms，序列长度1600us，适用于超大型小区，最大小区半径为100.16km；一般用于海面、孤岛等需要超长距离覆盖的场景。

Preamble 格式 4： TDD模式专用的格式，持续时间157.292μs（ 2个OFDM符号的突发），适用于小型小区，小区半径≤1.4km，一般应用于短距离覆盖，特别是密集市区、室内覆盖或热点补充覆盖等场景。

它是对半径较小的小区的一种优化，可以在不占用正常时隙资源的情况下，利用很小的资源承载PRACH信道，有助于提高系统上行吞吐量，某种程度上也可以认为有助于提高上行业务信道的覆盖性能。

2.1.1.3RACH容量选择
这里用一个简单的模型来估计有限的PRACH资源上的竞争随机接入用户的承载数量。

设定在某时间间隔T中需要进行随机接入用户数为N（用户数足够大，即用户间），随机接⋅（随机接入的资源数由PRACH的密度决定。

m表示每10ms内的preambles 入的资源数为T m
p。

码数preambles），用户等概率地选择这些资源中的一个，任一用户A的碰撞概率为UE
coll
用户发生碰撞后，重新进行随机接入时，在这个简单模型中记为一个新用户的接入，则任一
用户A 选定资源集（共T m ⋅个资源）中某一资源时，其它用户不和该用户发生碰撞，即其
它用户都选择其他1T m ⋅-个资源，其概率约为1
1N T m T m -⋅-⎛⎫
⎪
⋅⎝⎭。

即用户A 不和
其他用户发生碰撞的概率为：
时间间隔T 内，随机接入的用户数N 表示为：
从上式可以看出，一定PRACH 密度情况下，目标碰撞概率对所支持的随机接入的用户
数需求起决定作用。

设定用户可以接受的碰撞概率UE
coll p =1%（在LTE 中，检测到碰撞后就
可以使用回退机制），一个PRACH 资源（一个1.08MHz 带宽的时频资源）中的64Preambles 均用于竞争随机接入64m =，则一个PRACH 资源可以接入的用户数
()64ln 10.010.6432N ≈--=个。

如果一个无线帧（10ms ）内有两个PRACH 资源（即密
度为2），则每秒钟可以接入的用户数为()()
100264ln 1128UE
coll N p ≈-⋅⋅-≈个。

这就是LTE
中期望的典型PRACH 负载能力。

下面两幅图是3GPP 相关提案中给出的不同RACH 负载下的碰撞概率曲线，其中第二幅图是对第一幅图在碰撞概率低于1%时的缩放。

途中横坐标表示1s 中内发起RACH 的总次数（竞争式），纵坐标表示碰撞概率，64signatures 表示10ms 周期内共有64个preamble 可用，128signatures 表示共有128个preamble 可用。

从第一幅图可以看出如果目标碰撞概率设为低于1%，则每10ms128个preamble 可以支持200次/s 的竞争式随机接入。

0.00%
1.00%
2.00%
3.00%
4.00%
5.00%
6.00%
7.00%
10
30
50
70
90
110
130
150
170
190
16 signatures 32 signatures
64 signatures 128 signatures
进一步考虑将随机接入区分为竞争式的和非竞争式两种情况，为非竞争式随机接入预留preamble 。

提案R2-070205中给出在假设的话务模型下，小区竞争式随即接入负载和非竞争式随机接入负载随小区覆盖范围内UE 数变化而变化的情况，如下图所示。

虽然预留会导致竞争式的preamble 个数的减少，但是由于可以通过分配的方式避免碰撞，preamble 的使用效率会得到提升。

以7000个UE 时非竞争随机接入的负载是68.1
access/second 为例，这个负载由以下三部分构成：
- Call establishment (RT): 1.9 - Handover (RT):
8.8 - Handover (NRT):
58.3
假设为了切换时能够采用一个异步的方法，一个相同的preamble 应该在后续连续5个时刻上被保留，而下行资源分配（下行数据到达）只是需要在1个随机接入时刻上1个专用preamble 即可。

因此可以采用一个因子5修正切换时的非竞争随机接入负载，从而得到总的
非竞争式随机接入负载为： 1.9337+
⨯≈（8.8+58.3）5access/second ，或者3.37/occasion （假设10ms inter-occasion period ）。

进一步假设：
• 平均需要分配3.37个专用preamble
• 每个随机接入时刻的preamble 需求到达满足Poisson 分布 • 能够接受的专用preamble 消耗完的概率是0.5%
满足1- P0 – P1-…- Px < 0.5%的x=9，因此预留9个非竞争式preable 就可以满足上述7000个UE 时的非竞争式的随机接入负载需求。

可以看出非竞争式随机接入的preamble 利用率大大提高了。

补充
根据以上分析，不考虑当小区覆盖范围内的用户数小于7000时，PRACH 密度配置为2，在一般情况下式可以满足需求的。

如果用户数小于3500则可以考虑将PRACH 密度配置为1。

2.1.1.4 相邻小区RACH 时域、频域的分配原则
相邻小区间的PRACH 信道的时域或频域位置尽可能错开，因前导格式4是在UpPTS 时隙上，且不支持配置频率偏移，多个小区之间时域上、频域上可以选择的不同的时、频域位置较少，建议小半径一般采用Format 0 格式的PRACH 。

1. 频域相同，时域不同
此种情况，“PRACH 配置索引（prach-ConfigurationIndex ）”参数需配置不同，相邻小区在RACH 密度选择相同的情况下，通过三种方式将PRACH 的时域配置不同：
将PRACH 配置在不同无线帧上，此情况只适用于RACH 密度为0.5。

✧将PRACH配置在不同的前后半帧上。

✧将PRACH配置在不同的上行子帧序号上，此情况只适用于前导格式0~3。

2.时域相同，频域不同
此种情况，相邻小区的“PRACH配置索引（prach-ConfigurationIndex）”参数可以配置相同，通过参数“频率偏移（prach-FrequencyOffset）”配置不同，保证给小区的PRACH 信道频域位置不同。

此方法只适用于前导格式0~3，前导格式4时，不需要配置“频率偏移（prach-FrequencyOffset）”参数。

2.1.2零相关配置（zeroCorrelationZoneConfig）
2.1.2.1参数基本信息
2）功能描述
该参数指示PRACH前导序列生成使用的循环移位配置
N的索引值，如下表3（36.211
CS
Table 5.7.2-2:）、表4（Table 5.7.2-3），对于前导格式0-3，本参数的取值范围为0-15，对于前导格式4，本参数的取值范围为0-6，“unrestricted set”或“restricted set”参数“是否为高速状态”由2.1.4节的“是否为高速状态（highSpeedFlag）”指示。

表3 CS N for preamble generation (preamble formats 0-3).
zeroCorrelationZoneConfig
CS N value
Unrestricted set Restricted set
0 0 15 1 13 18 2 15 22 3 18 26 4 22 32 5 26 38 6 32 46 7 38 55 8 46 68 9 59 82 10 76 100 11 93 128 12 119 158 13 167 202 14 279 237 15
419 -
表4: CS N for preamble generation (preamble format 4).
zeroCorrelationZoneConfig
CS N value
0 2 1 4 2 6 3 8 4 10 5 12 6 15 7 N/A 8 N/A 9 N/A 10 N/A 11 N/A 12 N/A 13 N/A 14 N/A 15
N/A
2.1.2.2 Ncs 与小区半径的关系
Ncs 与小区半径相关，下面是Ncs 和小区半径r 的关系参见如下公式：
CS ZC s DS RTT
22N N N T T T r c c -=
⨯=⨯ （公式1）
其中，对于前导格式0-3，24576N =，对于前导格式4，4096N =；
对于前导格式0-3，839ZC N =，对于前导格式4，139ZC N =；
DS T 为最大多径时延扩展，是小区边缘UE 对抗多径干扰的保护； c 为光速。

原则上，Ncs 越大，小区半径越大，以下是根据公式1计算获得的前导格式0-3 、前导格式4，Ncs 数值及其对应的最大小区半径(假设DS 5.21T us =)关系表。

表5 前导格式0~3 时Ncs值与支持的最大小区半径
前导格式4Ncs值与支持的最大小区半径表２（考虑Tds = 5us）
表
注：最大扩展时延Tds暂时按照5us考虑，若后期有更合理的值，则再更新文档。

2.1.2.3 低速情况下产生64个前导码需要的根序列个数
（公式2）
其中,K 表示根序列的个数；
前导格式0-3，839ZC N =，对于前导格式4，139ZC N =；
64表示64个前导码；
根据公式2，计算出低速（非限制集）情况下产生64个前导码需要的根序列数，如表6。

表10 Format 4格式下的根序列
K = 64/ Nzc/Ncs
2.1.2.4 相邻小区间零相关配置参数的配置原则
半径相同的小区可以Ncs 相同，即“零相关配置（zeroCorrelationZoneConfig ）”参数配置相同。

2.1.3 根序列索引（rootSequenceIndex ）
2.1.
3.1 参数基本信息
小区可用的64个前导集合是由一个或多个根Zadoff-Chu 序列（简称ZC 序列）进行循环移位产生的，小区使用的根序列的起始根序列的逻辑序号由本参数进行配置，参见表9（36.211 的Table 5.7.2-4）、表10（36.211 的Table 5.7.2-5），在系统信息中进行广播。

系统共使用838个ZC 序列作为前导的物理根序列，协议中根据高速模式下各个物理根序列u 所支持的最大的_max cs N 进行了分组，使得同一组内的Ncs 满足N CS （g ）≤N CS_max <N CS (g+1)（g 为组号），共分为32个序列组，每组中的根序列按照CM 值(CM 是上行功率放大器非线性影响的衡量标准，比PAPR 更准确，直接表征功放功率的降低——称为功率退化的程度，CM 越低，对射频硬件要求比较低)排序，位置连续的根序列CM 值始终接
近，可以实现一致的小区覆盖，重新排序后的根序列序号称为根序列的逻辑序号。

根据CM值的大小将838个序列可以分为低CM组和高CM 组。

根序列逻辑序号0~455为低CM组，根序列逻辑序号456~837为高CM组，CM值越低，越有利于小区覆盖因此低CM值的根序列优先使用。

表9 Format0~3格式下的根序列
Table 5.7.2-5: Root Zadoff-Chu sequence order for preamble format 4.
2.1.
3.2 低速情况相邻小区下根序列选择原则
当前导格式0~3的情况下，原则上838个根序列都可以选择，根序列和Ncs 没有一定的约束关系，但为了较好的小区覆盖性能，最好选择逻辑序号在0~455之间的根序列。

当前导格式4时，可以在表（36.211 Table 5.7.2-5）0~137个根序列中任选根序列。

2.1.
3.3 相邻小区之间根序列选择原则
为避免相邻小区之间的干扰，建议相邻小区之间的根序列配置和使用都不相同，即1个小区在使用多个根序列生成64个前导码的情况下，其相邻小区应避开其他小区使用的根序列。

2.1.4 是否为高速状态（highSpeedFlag ）
对于高速移动环境下的UE ，由于多普勒效应，会破坏ZC 序列不同循环移位之间的正交性，这对这种环境下按照特殊规则生成的循环移位。

在高速小区的场景下，本参数取值为
TRUE ，表示需要按照特殊规则生成循环移位。

对应于下表中的CS N 选择限制集。

TRUE 代表限制集。

当不是高速小区时取值为FALSE 。

2.1.5频率偏移（prach-FrequencyOffset）
2.1.5.1参数的基本信息
该参数是指在普通上行子帧PRACH（format 0、1、2、3）所在的第一个物理资源块的索引，该参数的取值影响PRACH信道的频域位置。

由于LTE系统中PUCCH位于系统带宽的两侧，当“PRACH配置索引”的取值在（48..57）的范围内（即PRACH配置在UpPTS子帧）时，“PRACH频率偏移”不需要配置。

当“PRACH配置索引”的取值在（0..47）的范围内（即PRACH配置在普通上行子帧）时，需要满足的条件：
PUCCH 格式2/2a/2b的可用资源块/2+PUCCH 格式1/1a/1b的可用资源块/2+”
N-(PUCCH 格式2/2a/2b的可用资源MSG3单边预留资源长度”<= PRACH频率偏移<= UL RB
块/2+PUCCH 格式1/1a/1b的可用资源块/2) -6×PRACH条数/ 2- MSG3单边预留资N为上行系统带宽PRB数。

源长度，其中，UL RB
注：参数“MSG3单边预留资源长度”
UP->MAC配置参数->MSG3单边预留资源长度。

2.1.5.2相邻小区间频率偏移参数的配置原则
各相邻小区之间可以通过配置不同的本参数，将PRACH的频域位置错开，但这样会增加剩余PRB调度的复杂度，目前建议配置相同。

2.2PRACH信道的参数的配置方法
2.2.1PRACH信道参数的配置步骤
1.根据规划的小区半径选择前导格式；
2.然后根据小区接入负载容量确定合适的RACH密度，根据相邻小区综合考虑时频域分布，
确定时频位置，最终确定“PRACH配置索引”的取值。

3.确定小区是否为高速小区，确定“是否为高速状态（highSpeedFlag）”的配置。

4.根据所选择的前导格式、规划的小区半径和“是否为高速状态（highSpeedFlag）”来确
定Ncs的大小。

5.选择根序列。

注：高速低速情况下，需要根据Ncs选择根序列。

低速情况下根序列配置
和Ncs的配置没有很直接的关系，即不同的Ncs可以对应不同的根序列；
注：相邻小区PRACH配置时需要考虑步骤6。

6.根据Ncs的大小计算出生成64个前导码需要的根序列数N，即为本小区需要占用的根
序列数，即第5步选则的根序列及随后的N-1个根序列都属于本小区使用的根序列。

2.2.2邻小区的PRACH信道的配置
防止相邻小区之间相互干扰，相邻小区之间PRACH信道的配置需要考虑的配置参数有：
✧PRACH配置索引（prach-ConfigurationIndex）及频率偏移（prach-FrequencyOffset）
相邻小区间的PRACH信道的时域或频域位置尽可能错开。

✧根序列索引（rootSequenceIndex）
邻小区在进行根序列的配置时，应该避开其相邻小区已占用的根序列。

3LTE典型PRACH配置
按照如下网络蜂窝分布考虑的LTE PRACH配置。

各小区的蜂窝位置图，如下图3。

图3 小区蜂窝分布图
3.1Format 0时PRACH信道的参数的配置
针对图3中的蜂窝网络分布，分别针对RACH密度1、密度2情况下，对各个小区进行了PRACH 相关参数的建议配置，参见表11、表12。

各小区按照半径为1km考虑，PRACH选择Format 0格式，零相关配置为1即Ncs=13，一个根序列可以生成64个前导码，故小区之间配置根序列时，不需要空余一定的根序列索引。

密度为1的PRACH相关参数配置
3.1.1密度为1情况下PRACH相关参数配置
表11 Format 0密度为1的PRACH相关参数的建议配置
注：offset1 取值满足2.1.5.1
中的频率偏移的条件。

图4给出了PRACH format 0格式时，密度为1的
RACH 时、频域分布。

子帧配置为1#
小区1
PRACH 配置索引为3
小区2
PRACH 配置索引为4
小区3
PRACH 配置索引为5
3.1.2 密度为2情况下PRACH 相关参数配置
表11 Format 0密度为1的PRACH 相关参数的建议配置
注：20M带宽情况下，当0≤offset1≤50时，offset2 = offset1+6。

当50≤offset1≤94时，offset2 = offset1-6。

注： 20M带宽情况下，offset2 = 100-offset1-6。

图5给出了PRACH format 0格式时，密度为2的RACH时域分布。

PRACH配置索引为6
PRACH配置索引为7
PRACH配置索引为6
图6 密度为2时PRACH信道的时域分布
3.2Format 4时PRACH信道的参数的配置
针对图3中的蜂窝网络分布，给出了Format 4情况下的各个小区PRACH相关参数的建议配置，参见表13. PRACH选择Format 4格式，RACH密度选择为0.5。

因Uppts时隙易受干扰，且多个小区之间可选择的时、频域位置较少，一般不建议配置为Fromat 4格式。

当Foramt4情况，密度为1，2时，PRACH的时、频域资源无法错开，各小区之间PRACH有可能相互干扰，不建议配置。

表13 Format 4密度为0.5的PRACH相关参数的建议配置
4高速模式下配置原则
低速模式下，根序列和零相关参数没有对应的关系，可以任意配置，但高速状态下，
N，然后根据首先按照2.2.1章节配置PRACH的步骤根据小区半径选择零相关参数
CS 下表（表10）查找对应的逻辑根参数,例如若Ncs设置为15，则在≥24的逻辑根序列选择即可；若Ncs设置为18,则根序列需要在≥30的逻辑根序列选择配置。

Sub-grp no. N CS
(HS)
Logical
root
sequence
number
0 - 0–23
1 15 24–29
2 18 30–35
3 22 36–41
4 26 42–51
5 32 52–63
6 38 64–75
7 46 76–89
8 55 90–115
9 68 116–135
10 82 136–167
11 100 168–203
12 128 204–263
13 158 264–327
14 202 328–383
15 237 384–455
16 237 456–513
17 202 514–561
18 158 562–629
446, 370, 469, 365, 474, 300, 539, 299, 540, 364, 475, 362, 477, 298, 541, 312, 527, 313, 526, 314, 525, 353, 486, 352, 487, 343, 496, 327, 512, 350, 489, 326, 513, 319, 520, 332, 507, 333, 506, 348, 491, 347, 492, 322, 517
19 128 630–659 330, 509, 338, 501, 341, 498, 340, 499, 342, 497, 301, 538, 366, 473, 401, 438, 371, 468, 408, 431, 375, 464, 249, 590, 269, 570, 238, 601, 234, 605
20 100 660–707 257, 582, 273, 566, 255, 584, 254, 585, 245, 594, 251, 588, 412, 427, 372, 467, 282, 557, 403, 436, 396, 443, 392, 447, 391, 448, 382, 457, 389, 450, 294, 545, 297, 542, 311, 528, 344, 495, 345, 494, 318, 521, 331, 508, 325, 514, 321, 518
21 82 708–729 346, 493, 339, 500, 351, 488, 306, 533, 289, 550, 400, 439, 378, 461, 374, 465, 415, 424, 270, 569, 241, 598
22 68 730–751 231, 608, 260, 579, 268, 571, 276, 563, 409, 430, 398, 441, 290, 549, 304, 535, 308, 531, 358, 481, 316, 523
23 55 752–765 293, 546, 288, 551, 284, 555, 368, 471, 253, 586, 256, 583, 263, 576
24 46 766–777 242, 597, 274, 565, 402, 437, 383, 456, 357, 482, 329, 510
25 38 778–789 317, 522, 307, 532, 286, 553, 287, 552, 266, 573, 261, 578
26 32 790–795 236, 603, 303, 536, 356, 483
27 26 796–803 355, 484, 405, 434, 404, 435, 406, 433
28 22 804–809 235, 604, 267, 572, 302, 537
29 18 810–815 309, 530, 265, 574, 233, 606
30 15 816–819 367, 472, 296, 543
31 -820–837 336, 503, 305, 534, 373, 466, 280, 559, 279, 560, 419, 420, 240, 599, 258, 581, 229, 610
5附录
5.1南京规模实验网站址分布图。