LTE隨機(jī)接入過(guò)程總結(jié)(完美)

隨機(jī)接入過(guò)程的類(lèi)型表1類(lèi)型Preambleformat01234*從表可以看出， 的類(lèi)型一共有種，而對(duì)于 系統(tǒng)之支持、、、這類(lèi) 。對(duì)于 ，在時(shí)間上占用一個(gè)完整的子幀；對(duì)于 和，在時(shí)間上占用兩個(gè)完整的子幀；對(duì)于e在時(shí)間上占用三個(gè)完整的子幀。在頻域上，均占用一個(gè),即 的頻帶，區(qū)別是的子載波間隔是 ，并占用 個(gè)子載波，由于序列的長(zhǎng)度是，因此 真正占用中間的 個(gè)子載波傳輸 ，而剩余的個(gè)子載波作為兩邊的保護(hù)帶寬。不同類(lèi)型的 有長(zhǎng)度不一樣的和保護(hù)間隔，小區(qū)的覆蓋范圍和保護(hù)間隔有關(guān)，具體可參考如下公式：其中，為小區(qū)半徑、為保護(hù)間隔、表示光速。至于不同類(lèi)型的對(duì)應(yīng)的小區(qū)半徑可參考如下：格式0持續(xù)時(shí)間格式1持續(xù)時(shí)間格式2持續(xù)時(shí)間格式3持續(xù)時(shí)間，可支持半徑約，可支持半徑約，可支持半徑約，可支持半徑約的時(shí)頻位置首先給出的時(shí)域位置，協(xié)議中由參數(shù) 給出，給出了 的類(lèi)型、。具體如表所示：而對(duì)于 的頻域位置，協(xié)議中由參數(shù)九RA 確定，它的取值范圍是PRBoffset每個(gè)um、0≤NRABoffset≤NUL-6。表PRACHConfigUrationIndexPreambleFormatSyStemframenUmberSubframenumberPRACHConfigurationIndexPreambleFormatSystemframenumberSubframenumber 0 0Even132 2Even1 1 0Even433 2Even4 2 0Even734 2Even7 3 0Any135 2Any1 4 0 Any 436 2 Any 4 5 0 Any 737 2 Any 7 6 0Any1,638 2Any1,6 7 0Any2,739 2Any2,7 8 0Any3,840 2Any3,8 9 0Any1,4,7 41 2Any1,4,7 10 0 Any 2,5,8 42 2 Any 2,5,8 11 0 Any 3,6,943 2 Any 3,6,9 12 0 Any 0,2,4,6,8 44 2 Any 0,2,4,6,8 13 0Any1,3,5,7,945 2Any1,3,5,7,9140Any0,1,2,3,4,5,6,7,8,946N/AN/AN/A 15 0 Even 9 47 2 EVen 9 16 1Even148 3Even1 17 1Even449 3Even4 18 1Even750 3Even7 19 1Any151 3Any1 20 1Any452 3Any4 21 1 Any 753 3 Any 7 22 1 Any 1,654 3 Any 1,6 23 1Any2,755 3Any2,7 24 1Any3,856 3Any3,8 25 1Any1,4,757 3Any1,4,7 26 1 Any 2,5,858 3 Any 2,5,8 27 1 Any 3,6,959 3 Any 3,6,9 28 1 Any 0,2,4,6,860 N/AN/AN/A 29 1Any1,3,5,7,961 N/AN/AN/A 30 N/AN/AN/A62 N/AN/AN/A 31 1Even963 3Even9在協(xié)議中的配置(協(xié)議)的時(shí)域波形通過(guò)下面的公式生成:其中X(n)是 序列。而 Uthu,v式：被定義為如下如上所述，對(duì)于 的序列長(zhǎng)度N為3而對(duì)于的取值ZC請(qǐng)參看協(xié)議 的X(n)實(shí)際上是通過(guò)X(n)做循環(huán)移位生成的，如下式:u,v u而C的計(jì)算方式如下式:vVNCSc=?∣0V.IJ , 一、一dIVinRA+(VmodnRA)NStstartLshift」 shiftCSv=0,1,...,INNI-1,N≠0ZCCS CSN=0CSv=0,1,...,nRAnRA+nRA-1shiftgroupshiftforunrestrictedsets從中可以看出，forunrestrictedsetsforrestrictedsets和涉及到，這是由協(xié)議中的確定的，而參數(shù)N是由協(xié)議參數(shù)CS和 共同確定的，具體可參考協(xié)議當(dāng)N≤d<N3，則：CSUZC當(dāng)N3≤d≤(N-N/2，則ZC-UZZCCS7每個(gè)小區(qū)有個(gè)可用的 序列，會(huì)選擇其中一個(gè)在 上傳輸。這些序列可以分成兩部分，一部分用于基于競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入，另一部分用于基于非競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入。用于基于競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入的 又分為和u這些都是由 中的 中下發(fā)的。具體可參考圖*：圖1 分類(lèi)分組和的原因是為了增加一定的先驗(yàn)知識(shí)，從而方便在中給 分配適當(dāng)?shù)纳闲匈Y源。如果認(rèn)為自己的 比較大( S并且路損小于一門(mén)限，則選擇的 ，否則選擇 的 。二.隨機(jī)接入觸發(fā)的原因觸發(fā)隨機(jī)接入的事件主要有如下6類(lèi)：1初始建立無(wú)線(xiàn)連接。（即從 態(tài)到 N或進(jìn)行）2 鏈接重建過(guò)程。（ ）3切換。（ θ注意：切換有可能是非競(jìng)爭(zhēng)或者競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入，要看消息里是否攜帶了 和 S態(tài)時(shí)，上行不同步，此時(shí)下行數(shù)據(jù)到來(lái)。態(tài)時(shí)，上行數(shù)據(jù)到達(dá)，但上行不同步或者在 上沒(méi)有可用的資源。態(tài)時(shí)，需要 。隨機(jī)接入又分為基于競(jìng)爭(zhēng)的和基于非競(jìng)爭(zhēng)的，基于競(jìng)爭(zhēng)的應(yīng)用于上述的前5類(lèi)事件，而基于非競(jìng)爭(zhēng)的用于第3、4、6類(lèi)事件。三.隨機(jī)接入過(guò)程首先給出基于競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入和非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入的基本流程，如下圖2圖3：圖2：基于競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入圖3：基于非競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入下面詳述隨機(jī)接入的過(guò)程：發(fā)送 ，即要發(fā)送 ，需要：）選擇 l）選擇用于發(fā)送的資源；）確定R）確定目標(biāo)接收功率。）確定會(huì)根據(jù) 和路損綜合選擇用還是 的,如果之前發(fā)生過(guò)接入失敗，則再次接入時(shí)應(yīng)選擇和第一次發(fā)送的 相同的。對(duì)于非競(jìng)爭(zhēng)接入， 通過(guò)中的 字段或者的的 字段來(lái)設(shè)置所使用的 。需要說(shuō)明的是，在某些基于非競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入中，如果 將配置為，則按照基于競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入，自我選擇 I)資源選擇首先， 確定了在一個(gè)無(wú)線(xiàn)幀內(nèi)，哪些個(gè)子幀可以用于 。而 指定了此具體用哪個(gè)資源，對(duì)于可以參考表3表3對(duì)于非競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入， 會(huì)通過(guò) 中的字段或者 的的字段來(lái)設(shè)置的 I從而指名了使用哪些 資源。而對(duì)于非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入如何選擇 的資源，協(xié)議中沒(méi)有明確指出。另外，還需要注意，如果非競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入配置 為，則可以任意選擇的時(shí)域資源。物理層的 的機(jī)制對(duì)于 時(shí)域資源的選擇也會(huì)有影響，主要注意如下幾類(lèi)：第一：如果在子幀接收到，但是沒(méi)有一個(gè)響應(yīng)與其發(fā)送的對(duì)應(yīng)，則應(yīng)該在不遲于子幀 的時(shí)間內(nèi)重新發(fā)送第二：如果在時(shí)間窗內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到屬于自己的A則應(yīng)該在不遲于子幀 的時(shí)間內(nèi)重新發(fā)送 。第三：如果隨機(jī)接入是由 觸發(fā)的，則將在子幀 算起的第一個(gè)可用的 子幀發(fā)送 ，其中=而在 層協(xié)議中，如果沒(méi)有收到A則會(huì)選擇一定的子幀延遲發(fā)送新的 ，這個(gè)是否和物力層協(xié)議中相矛盾呢？此問(wèn)題和朋朋交流后，認(rèn)為由高層觸發(fā)時(shí)，采用物理層的機(jī)制，而由層觸發(fā)的時(shí)候采用 的機(jī)制。）確定的計(jì)算方式如下式：其中，表示 發(fā)送的第一個(gè)子幀 ，而表示頻域位置 。對(duì)于D每個(gè)子幀只有一個(gè)頻域資源用來(lái)發(fā)送，因此固定為0I 發(fā)射功率的確定上面的公式取定了 的發(fā)射功率，&MAX,CG）為在子幀上允許的最大發(fā)射功率，而尸￡.則是 通過(guò)小區(qū)參考信號(hào)測(cè)量出的路損，而（具體請(qǐng)參看 協(xié)議1表示接收接收發(fā)送接收自己的時(shí)的期望到達(dá)功率。之后，將在 的時(shí)間窗內(nèi)監(jiān)聽(tīng)攜帶 的C以，如果在時(shí)間窗內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到屬于自己的 A則認(rèn)為此次隨的時(shí)間窗起始于子幀，并持續(xù)機(jī)接入失敗。個(gè)子幀。具體如圖4：圖4那么 中會(huì)攜帶什么呢，下面結(jié)合的完整結(jié)構(gòu)：圖5從上圖可以看出，該 由一個(gè)接收時(shí)間窗的結(jié)構(gòu)詳細(xì)說(shuō)明，如圖，為結(jié)構(gòu)頭（ ）個(gè)或多個(gè)）可能存在的組成。從 的結(jié)構(gòu)可以看出，如果 同一時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到來(lái)自多個(gè)的隨機(jī)接入請(qǐng)求，則使用一個(gè) 就可以對(duì)這些接入請(qǐng)求進(jìn)行響應(yīng)，每個(gè)隨機(jī)接入請(qǐng)求的響應(yīng)對(duì)應(yīng)一個(gè) R如果多個(gè)在同一資源（時(shí)頻位置相同，使用同一 l發(fā)送m則對(duì)應(yīng)的 復(fù)用在同一 中。在 上傳輸，并用以 加擾的C前面已經(jīng)介紹過(guò)，使用相同時(shí)頻位置發(fā)送 的所有都監(jiān)聽(tīng)相同的指示的由一個(gè)或多個(gè) 組成。除了外，每個(gè) 對(duì)應(yīng)一個(gè) 。如果包含a則該 只出現(xiàn)一次，且位于的第一個(gè) 處。的結(jié)構(gòu)如圖：圖6I n指定了重發(fā) 前需要等待的時(shí)間范圍（取值范圍見(jiàn) 的節(jié)）。如果在 時(shí)間窗內(nèi)沒(méi)有接收到 A或接收到的中沒(méi)有一個(gè) 與自己的相符合，則認(rèn)為此次 接收失敗。此時(shí)需要等待一段時(shí)間后，再發(fā)起隨機(jī)接入。等待的時(shí)間為在至指定的等待時(shí)間區(qū)間內(nèi)選取一個(gè)隨機(jī)值。（注：如果在步驟四中，沖突解決失敗，也會(huì)有這樣的后退機(jī)制）結(jié)構(gòu)如圖7圖7為 的簡(jiǎn)稱(chēng)，為 在檢測(cè)時(shí)得到的 °如果發(fā)現(xiàn)該值與自己發(fā)送 時(shí)使用的索引相同，則認(rèn)為成功接收到對(duì)應(yīng)的的結(jié)構(gòu)如圖8圖8：用于和 的后續(xù)傳輸。沖突解決后，該值可能變成 N的 用于指定上行同步所需要的時(shí)間調(diào)整量。具體可以參考36.2協(xié)1議3。指定Y分配給 的上行資源。當(dāng)有上行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，例如需要解決沖突，在中分配的不能小于。 的結(jié)構(gòu)如圖*：圖9結(jié)構(gòu)隨機(jī)選擇一個(gè) 用于隨機(jī)接入，就可能導(dǎo)致多個(gè)同時(shí)選擇同一資源的同一個(gè) ，從而導(dǎo)致沖突的出現(xiàn)（使用相同的 和，因此還不確定 是對(duì)哪個(gè)的響應(yīng)），這時(shí)需要一個(gè)沖突解決機(jī)制來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。沖突的存在也是 不使用 的原因之一。如果使用專(zhuān)用的 用于隨機(jī)接入，則不會(huì)有沖突，也就不需要后續(xù)的沖突解決處理，隨機(jī)接入過(guò)程也就到此結(jié)束了。（基于非競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入）如果接入過(guò)程失?。丛?窗內(nèi)沒(méi)有收到 A或者有但沒(méi)有屬于自己的P需要將 加（如果此時(shí),則通知上層隨機(jī)接入失?。?，之后在 值之間隨機(jī)選擇一個(gè) ，延遲后，再發(fā)起隨機(jī)接入。對(duì)于 的發(fā)射功率而言，如果沒(méi)有達(dá)到最大的隨機(jī)接入嘗試次數(shù) ，則將在上次發(fā)射功率的基礎(chǔ)上，提升功率發(fā)送來(lái)發(fā)送下次m以提高發(fā)射成功的概率?；诜歉?jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入，是某個(gè)專(zhuān)用的，所以不存在沖突，又因?yàn)樵撘呀?jīng)擁有在接入小區(qū)內(nèi)的唯一標(biāo)志 ，所以也不需要給它分配 N因此，只有基于競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入才需要步驟三和步驟四。之所以稱(chēng)為 而不是某一條具體消息的原因在于，根據(jù)狀態(tài)的不同和應(yīng)用場(chǎng)景的不同，這條消息也可能不同，因此統(tǒng)稱(chēng)為 ，即第條消息。如果在子幀成功地接收了自己的 A則應(yīng)該在 的第一個(gè)可用的上行子幀發(fā)送 ，而對(duì)于 系統(tǒng)為6需要注意的是，在 中包含的字段 ，如果 為，則會(huì)在發(fā)送，如果為，則會(huì)在后的下一個(gè)子幀發(fā)送 。在上傳輸，使用，且中帶的指定的用于的大小至少為比特。中需要包含一個(gè)重要信息：每個(gè)唯一的標(biāo)志。該標(biāo)志將用于步驟四的沖突解決。對(duì)于處于 態(tài)的來(lái)說(shuō)，其唯一標(biāo)志是 。會(huì)通過(guò)將自己的告訴， 在步驟四中使用這個(gè) 來(lái)解決沖突。 如圖：圖：對(duì)于非 態(tài)的來(lái)說(shuō)，將使用一個(gè)來(lái)自核心網(wǎng)的唯一的標(biāo)志（ 或一個(gè)隨機(jī)數(shù)）作為其標(biāo)志。此時(shí) 需要先與核心網(wǎng)通信，才能響應(yīng) 。對(duì)于 能攜帶的消息主要有兩類(lèi)，一類(lèi)主要是要帶給或者端的一些信令，如 、 相關(guān)等；另一類(lèi)是用于沖突解決的，比如處于連接態(tài)時(shí)需要攜帶 ，而處于非連接態(tài)時(shí)需要攜帶或者一個(gè)由產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)。注意:此時(shí) 要用加擾的調(diào)度E最后，需要注意的是，在 階段，協(xié)議設(shè)計(jì)Y一個(gè)定時(shí)器R當(dāng) 超時(shí)并且還沒(méi)有收到 時(shí)，則認(rèn)為本次隨機(jī)接入失敗，并擇機(jī)重新發(fā)送 ，而當(dāng)出現(xiàn) 重傳時(shí)，此定時(shí)器需要復(fù)位并重啟。最后再總結(jié)一下 可能會(huì)攜帶的東西，主要包括：C-RNTIMACCon、tBrSoRlMEAlCeCmoenntt、rPoHlREMlAeCmCeonntt、r還有一些 消息等。沖突解決（發(fā)送G關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，我認(rèn)為只要關(guān)注如下：如果在中攜帶了的N此時(shí)只要檢測(cè)到了用加擾的C即可以認(rèn)為沖突解決。而對(duì)于 中攜帶的是的一個(gè)標(biāo)識(shí)，此時(shí)需要檢測(cè)到，并且里面攜帶的信息要和 中的一下才可以認(rèn)為沖突解決，UE?Contention?Resol圖1如果沖突解決失敗，需要將時(shí)入失?。笤?值之間隨機(jī)選擇一個(gè)后，再發(fā)起隨機(jī)接入。四.各種可以觸發(fā)隨機(jī)接入事件的信令流程觸發(fā)隨機(jī)接入過(guò)程的事件有6種，見(jiàn)之前介紹。此時(shí) 升級(jí)為 。如圖n加（如果此，則通知上層隨機(jī)接f延遲觸發(fā)隨機(jī)接入過(guò)程的方式有種：）PDCCHorder觸發(fā)；）Cb觸＞；）上層觸發(fā)。由PDCCHorder發(fā)起的初始隨機(jī)接入過(guò)程（“initiatedbyaPDCCHorder"）只有在如下場(chǎng)景才會(huì)發(fā)生：）eode要發(fā)送下行數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)丟失了的上行同步，它會(huì)強(qiáng)制重新發(fā)起隨機(jī)接入過(guò)程以獲取正確的時(shí)間調(diào)整量；）定位。這時(shí)eode會(huì)通過(guò)特殊的DCorat告訴需要重新發(fā)起隨機(jī)接入，并告訴應(yīng)該使用的Preabenc和PCHa。nde由PDCCH觸發(fā)的隨機(jī)接入的信令流程如下圖（兩張圖，第一張為基于非競(jìng)爭(zhēng)的，第二張基于競(jìng)爭(zhēng)的）：圖1：2基于非競(jìng)爭(zhēng)圖13：基于競(jìng)爭(zhēng)由Cb發(fā)起隨機(jī)接入過(guò)程的場(chǎng)景有：有上行數(shù)據(jù)要發(fā)送，但在任意內(nèi)都沒(méi)有可用于發(fā)送 的有效PCCH資源。此時(shí)上行數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧鞒套優(yōu)椋?發(fā)送reab；eeode回復(fù)A 攜帶了 ra信息；開(kāi)始發(fā)送上行數(shù)據(jù)。什么情況下可能沒(méi)有資源呢？場(chǎng)景一：從 可以看出， edine e是一個(gè)n級(jí)的可選的Eotiona）,默認(rèn)為reeaOe如果eode不給某配置（這取決于不同廠(chǎng)商的實(shí)現(xiàn)），則該只能通過(guò)