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一、随机接入过程简介

UE通过随机接入过程（RandomAccessProcedure）与cell建立连接并取得上行同步。只
有取得上行同步，UE才能进行上行传输。

随机接入的主要目的：1）获得上行同步；2）为UE分配一个唯一的标识C-RNTI。
随机接入过程通常由以下6类事件之一触发：(见36.300的10.1.5节)

初始接入时建立无线连接（1)UE从RRC_IDLE态到RRC_CONNECTED态）；

2)RRC连接重建过程（RRCConnectionRe-establishmentprocedure）；

切换（3)handover）；

4)RRC_CONNECTED态下，下行数据到达（此时需要回复ACK/NACK）时，上行处于
“不同步”状态；

5)RRC_CONNECTED态下，上行数据到达（例：需要上报测量报告或发送用户数据）
时，上行处于“不同步”状态或没有可用的PUCCH资源用于SR传输（此时允许上行同步的
UE使用RACH来替代SR）；

6)RRC_CONNECTED态下，为了定位UE，需要timingadvance。

随机接入过程还有一个特殊的用途：如果PUCCH上没有配置专用的SR资源时，随机
接入还可作为一个SR来使用。
随机接入过程有两种不同的方式：

基于竞争（(1)Contentionbased）：应用于之前介绍的前5种事件；

基于非竞争(2)（Non-Contentionbased或Contention-Freebased）：只应用于之前介绍的(3)、
(4)、(6)三种事件。

二、preamble介绍

随机接入过程的步骤一是传输randomaccesspreamble。Preamble的主要作用是告诉
eNodeB有一个随机接入请求，并使得eNodeB能估计其与UE之间的传输时延，以便eNodeB
校准uplinktiming并将校准信息通过timingadvancecommand告知UE。

Preamble在PRACH上传输。eNodeB会通过广播系统信息SIB-2来通知所有的UE，允
许在哪些时频资源上传输preamble。（由prach-ConfigIndex和prach-FreqOffset字段决定，
详见36.211的5.7节）

每个小区有64个可用的preamble序列，UE会选择其中一个（或由eNodeB指定）在
PRACH上传输。这些序列可以分成两部分，一部分用于基于竞争的随机接入，另一部分用
于基于非竞争的随机接入。用于基于竞争的随机接入的preamble序列又可分为两组：group
A和groupB（groupB可能不存在）。这些配置eNodeB是通过RACH-ConfigCommon（SIB-2）
下发的。

图：randomaccesspreambles

分组groupA和groupB的原因是为了加入一定的先验信息，以便eNodeB在RAR中给
Msg3分配适当的上行资源。如果UE接入时估计后续的Msg3可能比较大（大于
messageSizeGroupA），并且路径损耗pathloss小于

–preambleInitialReceivedTargetPower–deltaPreambleMsg3–messagePowerOf
fsetGroupB，则使用groupB中的preamble；否则使用groupA中的preamble。这样eNodeB
就能够根据收到的preamble知道该preamble所属的group，从而了解Msg3的大致资源需求。
如果不分组，就应采用较高的grant配置，可能损失一些上行效率。（关于preamble的选择：
详见36.321的5.1.2节）

GroupA/B中的preamble序列本身并没有太大区别，只有它们的划分才是有意义的，用
于告诉eNodeB后续的资源需求。

如果UE进行的是基于非竞争的随机接入(例如非竞争下的handover)，使用的preamble
是由eNodeB直接指定的（见36.331的RACH-ConfigDedicated）。为了避免冲突，此时使
用的preamble是除groupA和groupB外的预留preamble。

简单地说：eNodeB通过广播SIB-2发送RACH-ConfigCommon，告诉UEpreamble的分
组、Msg3大小的阈值、功率配置等。UE发起随机接入时，根据可能的Msg3大小以及pathloss
等，选择合适的preamble。

三、PRACH时频资源介绍

在LTE中，提到信道的时频资源时，通常都会涉及时域（systemframe、subframe、slot、
symbol、周期）、频域（起始RB、所占的RB数，是