网优文档35：TD-LTE随机接入过程

LTE随机接入流程主要内容•1.随机接入过程概述•1.1随机接入用途及要求•1.2随机接入过称分类•1.3随机接入时频分类•2.随机接入流程说明•2.1竞争模式随机接入•2.2非竞争模式随机接入•2.3竞争接入异常流程随机接入的用途随机接入的要求3GPPLTE相关技术文档规定了控制面从Camped(驻留状态)到Active(激活状态)和Dormant(睡眠状态)到Active（激活状态）的时延,分别为100ms和50ms。用户面时延控制在5ms以下。主要内容•1.随机接入过程概述•1.1随机接入用途及要求•1.2随机接入过称分类•1.3随机接入时频分类•2.随机接入流程说明•2.1竞争模式随机接入•2.2非竞争模式随机接入•2.3竞争接入异常流程随机接入分类随机接入过程可以分为两种类型：●同步随机接入（SynchronizedRandomAccess）●非同步随机接入（Non-synchronizedRandomAccess）随机接入过程可以分为两种接入模式：●竞争接入（选择前导序列）●非竞争接入（UE分配专用前导序列）触发条件：RA过程发起的五种情况：●RRC_IDLE初始接入；●无线链路断开时初始接入；●切换时需要随机接入；●RRC_CONNECTED状态下，下行数据到达（上行失步）上行非同步，需要随机接入过程建立同步；●RRC_CONNECTED状态下，上行数据到达，上行失步或者无PUCCH资源发送上行调度请求（ScheduleRequest）。竞争接入：以上5种情况都有可能；非竞争接入：仅切换和下行数据到达。主要内容•1.随机接入过程概述•1.1随机接入用途及要求•1.2随机接入过称分类•1.3随机接入时频分类•2.随机接入流程说明•2.1竞争模式随机接入•2.2非竞争模式随机接入•2.3竞争接入异常流程PRACH信号的时域格式PRACH时域帧格式共分5种，占用的长度为1ms~3ms，各自用于不同的小区范围。CPRACHpreambleGI800us103.1us96.9us24576*Ts3168*Ts2976*Ts1msFormat0子帧间隔为1ms，支持的最大小区半径约15km。CPRACHPreambleGI800us684.3us515.6us24576*Ts21024*Ts15840*Ts2msFormat1子帧间隔为2ms，支持的最大小区半径约70km。PRACH信号的时域格式CPRACHPreambleGI800us196.9usRACHPreamble800us24576*Ts24576*Ts6240*Ts203.1us6048*Ts2msFormat2子帧间隔为2ms，支持的最大小区半径约30km，适用于低速率业务的小区，2个前导是重复的。CPRACHPreambleGI800us715.6usRACHPreamble800us24576*Ts24576*Ts21024*Ts21984*Ts684.3us3msFormat3子帧间隔为3ms，支持的最大小区半径约100km，2个前导是重复的。PRACH信号的时域格式CPRACHpreamble4096*Ts448*TsOneslot,Tslot=15360TsGPUpPTSDwPTSOneradioframe,Tf=307200Ts=10msOnehalf-frame,153600Ts=5ms30720TsOnesubframe,30720TsGPUpPTSDwPTSSubframe#2Subframe#3Subframe#4Subframe#0Subframe#5Subframe#7Subframe#8Subframe#9GIFormat4为TDD专有时隙格式，且只能在UpPTS上发射。PRACH信号的频域结构BWRB12DataSubcarrier12RACHSubcarrier(1)RACH在频域占据1.08MHz带宽，共6RB的资源，其占据RB的位置有高层配置；(2)每个RB包括12个数据子载波，每个数据子载波又包括12个RACH子载波，故一个RACH子载波间隔为1.25kHz；(3)PRACH共有864个子载波,在6个RB两侧各设置7和18个子载波的保护带宽，以避免相邻的子载波造成干扰主要内容•1.随机接入过程概述•1.1随机接入用途及要求•1.2随机接入过称分类•1.3随机接入时频分类•2.随机接入流程说明•2.1竞争模式随机接入•2.2非竞争模式随机接入•2.3竞争接入异常流程参数初始化随机接入开始之前需要对接入参数进行初始化，这个过程由UEMAC发起或者PDCCH触发，此时物理层要接受来自高层的参数，随机接入信道的参数以及产生前导序列的参数。UE可以通过基站由BCH下发的广播信息中获取PRACH和PDCCH的基本配置信息，RACH所需的信息可在SIB2（系统信息块）中获得，进而获取RA所需的相关参数。SIB2中，包含以下参数信息：●传输随机接入Preamble的可用PRACH资源集和相应的RA-RNTI(随机接入RNTI)；●RACHConfiguration随机接入信道公共配置信息●PreambleInformation随机接入前导信息。●随机接入Preamble组及每组中可用的随机接入Preamble的集合；●从组中选取随机接入Preamble的选取门限；●TTI（发送时间间隔）窗口参数：RA-ResponseWindowSi随机接入响应窗口“RA_WINDOW_BEGIN—RA_WINDOW_END”时长。●功率攀升步长POWER_RAMP_STEP。●Preamble发送最大次数：PREAMBLE_TRANS_MAX；●初始Preamble功率：PREAMBLE_INITIAL_RECEIVED_TARGET_POWER●MSG3HARQ的最大发送次数：maxHARQ-Msg3Tx竞争模式随机接入UEeNBRandomAccessPreamble1RandomAccessResponse2ScheduledTransmission3ContentionResolution4整个过程所涉及到的各种信道映射：MSG1：随机接入前导（RApreamble）●前导资源选择：前导范围以广播形式告诉UE，UE依赖于消息尺寸或被请求的资源块，选择2组前导中一组，在那组中随机选择一个前导。当不同UE选择了同一个前导时，则发生冲突。竞争模式可以解决冲突。●设置发射功率：TRANSMISSION_POWER=INITIAL_POWER+(TRANSMISSION_COUNTER-1)×POWER_RAMP_STEP这个过程体现了非同步随机接入在MSG1过程中所采用的PowerRamping(功率递增)方法来通过开环功控确定初始发射功率，从而提高接入概率。●发送前导：使用被选择的PRACH资源、相关的RA-RNTI、前缀索引和发射功率通知物理层发送前导。MSG2：随机接入响应（RAR）一旦发送了随机接入前导,UE通过在RA响应窗口中监测RA-RNTI标识的PDCCH来接收相应的随机接入响应（发送MSG2时的PDCCH使用RA-RNTI加扰）。这个随机接入响应窗的起始位置如图所示,窗长由基站在广播信息中发送。UE在发射完前导序列第3个子帧后开始监听PDCCH，时长在TTI窗口【RA_WINDOW_BEGIN—RA_WINDOW_END】以内MSG2：随机接入响应（RAR）MSG2承载于DL-SCH，在PDSCH上传输，包含：●随机接入前导标识，UE接收到后会与MSG1中所传送的标识比较●TA信息（时间提前量TimingAdvance）该参数是为了保证时间同步●初始UL授权●临时C-RNTI标识分配（TC-RNTI）。TC-RNTI是在ＲＲＣ连接建立完成前用于共享信道或Ｌ１／Ｌ２信令信道上的ＵＥ标识。MSG2无HARQ。MSG3：上行调度传输MSG3使用PUSCH传输，对应传输信道UL-SCH，而且使用了HARQ。根据MSG3的内容，确定不同场景的随机接入、不同的UE，使用不同的逻辑信道。●初始接入，通过CCCH（公共控制信道上传输））传输RRC连接请求，传输NASUEID，无NAS信息；●无线链路断开时，通过CCCH传输RRC重连请求，不包含任何NAS消息；●切换成功后，小区通过DCCH传输RRC切换确认命令，传输UE的C-RNTI；●其他情况：至少传输UE的C-RNTIMSG4：下行竞争解决当不同的UE同时使用同一前导序列时，就发生冲突，冲突解决是基于PDCCH上的C-RNTI或DL-SCH上的UE冲突解决ID进行的。MSG4与MSG3非同步，并且支持HARQ。竞争解决包括两种情况：①UE在RRC_CONNECTED下（MSG3中包括C-RNTI）：收到随机接入响应后，MSG3中需要包含C-RNTIMACcontrolelement，同时，启动冲突解决定时器，并通过UEPHY来监测PDCCH。●若在ContentionResolutionTimer内，收到在C-RNTI加扰MSG4的PDCCH，则认为竞争解决成功，并通知上层；●否则，ContentionResolutionTimer到时，仍未收到C-RNTI上的下行传输，UE将根据是否达到最大重传次数，来决定重传。若Preamble重试次数未达到上限，则指示RA重试Preamble发送。若Preamble重试已经达到上限，通知RRCRAProblem。MSG4：下行竞争解决②UE在非连接状态下（冲突解决基于UE竞争解决ID）,收到随机接入响应后。启动冲突解决定时器(MSG3不需要包含C-RNTIMACcontrolelement)MSG4中应该包含UE竞争解决ID控制元素：●若在ContentionResolutionTimer内，收到TC-RNTI加扰的PDCCH，则停止ContentionResolutionTimer.若RA子模块正确解码并比较UE竞争解决ID控制元素中的CRID与MAC保存的CRID（RRC在启动RA时告知）一致，则认为竞争解决成功，将TC-RNTI提升为C-RNTI指示RRC竞争解决成功；否则，认为本次竞争解决失败，重新发送Preamble。●ContentionResolutionTimer到时，还未收到TC-RNTI加扰的PDCCH，则将TC-RNTI丢弃，认为本次竞争解决失败，重新发送Preamble。主要内容•1.随机接入过程概述•1.1随机接入用途及要求•1.2随机接入过称分类•1.3随机接入时频分类•2.随机接入流程说明•2.1竞争模式随机接入•2.2非竞争模式随机接入•2.3竞争接入异常流程非竞争模式随机接入UEeNBRAPreambleassignment0RandomAccessPreamble1RandomAccessResponse2非竞争模式随机接入MSG0：RApreamble的分配●以DL专用信令方式分配UE随机接入前导;●eNB分配给UE非竞争随机接入前导（不在BCH上广播）;切换：①目标eNB为UE分配专用的RApreamble、CRNTI，发给源eNB，源eNB通过。②HandoverCommand（切换命令）分配给UE。下行数据到达，上行失步：①基站为UE分配专用RApreamble。MSG1:随机接入前导●使用专用preamble，随机选择时频资源，发送前导序列非竞争模式随机接入MSG2随机接入响应（RAR）●和竞争接入一样，该过程无HARQ;●PDCCH上使用RA-RNTI加扰;●UE收到MSG2后，如果有匹配的RAR，则认为RA过程成功;其过程至少包含以下传输：●切换的时间匹配信息和初始UL调度●下行数据到达的时间匹配信息●RA前导序列的标识主要内容•1.随机接入过程概述•1.1随机接入用途及要求•1.2随机接入过称分类•1.3随机接入时频分类•2.随机接入流程说明•2.1竞争模式随机接入•2.2非竞争模式随机接入•2.3竞争接入异常流程竞争接入异常流程■异常流程1MSG2接收失败：原因：随机接入响应窗口内没有收