LTE学习笔记 随机接入过程帧结构.docx

2014-3-4:重点了解的：（黄色为自己所批注）
一、随机接入过程：
1.1、UE可以通过随机接入过程实现两个基本功能：
取得与eNB之间的上行同步：
申请上行资源。
1.2、随机接入过程应用于以下6种场景：
从RRC_IDLE状态初始接入，即RRC连接建立；
无线链路失败后初始随机接入，即RRC连接重建；
切换
下行数据到达且UE空口处于上行失步状态；
上行数据到达且UE空口处于上行失步状态，或者虽未失步但需要通过随机接入申请上行资源；
辅助定位，网络利用随机接入获取时间提前量（TA，timingAdvance）（TA（TimingAdvance），包含6位二进制，数值为0-63，单位为一个传输码元，即3.69µs。最在时间提前量为63*3.68=233µs,相当电波传输35KM的往反时间。从这一点说，GSM系统遇到不懂的查阅资料时候要查与LTE相关的，LTE中的TA定义，不要找错到其他网去。
的小区覆盖最大半径为35KM。）
1.3、根据UE发起preamble码时是否存在碰撞的风险，随机接入过程可分为竞争随机接入和非竞争随机接入。

1、基于竞争模式的随机接入：
1、RRC_IDLE状态下的初始接入；
2、无线链路出错以后的初始接入；
3、RRC_CONNECTED状态下，当有上行数据传输时，例如在上行失步后“non-synchronised”，或者没有PUCCH资源用于发送调度请求消息，也就是说在这个时候除了通过随机接入的方式外，没有其它途径告诉eNB，UE存在上行数据需要发送（上行数据到达且UE空口处于上行失步状态）

2、基于非竞争模式的随机接入（preamble序列是预先知道的，无碰撞风险）：
1、RRC_CONNECTED状态下，当下行有数据传输时，这时上行失步“non-synchronised”，因为数据的传输除了接收外，还需要确认，如果上行失步的话，eNB无法保证能够收到UE的确认信息，因为这时下行还是同步的，因此可以通过下行消息告诉UE发起随机接入需要使用的资源，比如前导序列以及发送时机等，因为这些资源都是双方已知的，因此不需要通过竞争的方式接入系统（下行数据到达且UE空口处于上行失步状态；）
2、切换过程中的随机接入，在切换的过程中，目标eNB可以通过服务eNB来告诉UE它可以使用的资源；
3、辅助定位，网络利用随机接入获取时间提前量（TA，timingAdvance）
是否基于竞争在于在当时终端能否监听到eNB传递的下行控制信道，以便获得特定的资源用于传输上行前导，当然这个判断是由eNB作出的，而不是UE自己来决定的。

图5.11随机接入过程
1.4、基于竞争的随机接入流程如上图所示，主要分为四个步骤：
(1):前导序列传输
(2):随机接入响应
(3):MSG3发送(RRCConnectionRequest).（非竞争接入的没有）
(4):冲突解决消息.（非竞争接入的没有）
所谓MSG3,其实就是第三条消息,因为在随机接入的过程中，这些消息的内容不固定，有时候可能携带的是RRC连接请求，有时候可能会带一些控制消息甚至业务数据包，因此简称为MSG3.
第一步:随机接入前导序列传输.
LTE中,每个小区有64个随机接入的前导序列,分别被用于基于竞争的随机接入(如初始接入)和非竞争的随机接入(如切换时的接入).其中,用于竞争的随机接入的前导序列的数目个数为numberofRA-Preambles,在SIB2系统消息中广播。
用于竞争的随机前导序列,又被分为GroupA和GroupB两组.其中GroupA的数目由参数preamblesGroupA来决定,如果GroupA的数目和用于竞争的随机前导序列的总数的数目相等,就意味着GroupB不存在.
GroupA和GroupB的主要区别在于将要在MSG3中传输的信息的大小,由参数messageSizeGroupA表示。在GroupB存在的情况下,如果所要传输的信息的长度(加上MAC头部,MAC控制单元等)大于messageSizeGroupA,并且UE能够满足发射功率的条件下,UE就会选择GroupB中的前导序列.
UE通过选择GroupA或者GroupB里面的前导序列,可以隐式地通知eNodeB其将要传输的MSG3的大小.eNodeB可以据此分配相应的上行资源,从而避免了资源浪费.
eNodeB通过preambleinitialReceivedTargetPower通知UE其所期待接收到的前导序列功率,UE根据此目标值和下行的路径损耗,通过开环功控来设置初始的前导序列发射功率.下行的路径损耗,可以通过RSRP(ReferenceSignalReceivedPower)的平均来得到.这样可以使得eNodeB接收到的前导序列功率与路径损耗基本无关