LTE随机接入过程详解竞争与非竞争.docx

LTE初始随机接入过程详解
LTE初始随机接入过程.
UE选择合适的小区进行驻留以后,就可以发起初始的随机接入过程了.
LTE中,随机接入是一个基本的功能,UE只有通过随机接入过程,与系统的上行同步以后,才能够被系统调度来进行上行的传输.LTE中的随机接入分为基于竞争的随机接入和无竞争的随机接入两种形式.
初始的随机接入过程,是一种基于竞争的接入过程,可以分为四个步骤MSG1-4,
(1):前导序列传输（MSG1）
(2):随机接入响应(MSG2)
(3):MSG3发送(RRCConnectionRequest).
(4):冲突解决消息.(MSG4)

Msg1：上行，UE发PreambleMsg2：下行，eNodeB对Preamble做响应Msg3：上行，UE发出Msg3，里边携带UEID（S-TMSI或者随机数）Msg4：下行，eNodeB对Msg3的UEID做响应，UE通过比对Msg3和Msg4的ID，判断竞争是否成功。
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.
sib2:
{s
radioResourceConfigCommon
{
rach-ConfigCommon
{
preambleInfo
{
numberOfRA-Preamblesn52
},
powerRampingParameters
{
powerRampingStepdB4,
preambleInitialReceivedTargetPowerdBm-104
},
ra-SupervisionInfo
{
preambleTransMaxn10,
ra-ResponseWindowSizesf10,
mac-ContentionResolutionTimersf48
},
maxHARQ-Msg3Tx4
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.
所谓UE满足发射功率指的是:
UE的路损>PCMAX–preambleInitialReceivedTargetPower–deltaPreambleMsg3–messagePowerOffsetGroupB(36.321)
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,从而利于NodeB探测出在相同的时间-频率资源上发送的接入前导序列.
发送了接入前导序列以后,UE需要监听PDCCH信道,是否存在ENODEB回复的RAR消息,(RandomAccessResponse),RAR的时间窗是从UE发送了前导序列的子帧+3个子帧开始,长度为Ra-ResponseWindowSize个子帧.如果在此时间内没有接收到回复给自己的RAR,就认为此次接入失败.
如果初始接入过程失败，但是还没有达到最大尝试次数preambleTransMax，那么UE可以在上次发射功率的基础上,功率提升powerRampingStep,来发送此次前导,从而提高发送成功的机率.在LTE系统中,由于随机前导序列一般与其他的上行传输是正交的,因此,相对于WCDMA系统,初始前导序列的功率要求相对宽松一些,初始前导序列成功的可能性也高一些.
步骤二:随机接入响应(R