LTE RRC连接建立过程.ppt

TD-LTERRC连接过程随机接入是在空闲模式或连接模式下发起的用于建立UE与网络之间无线连接的过程，主要是完成取得与eNodeB之间的上行同步和申请上行资源。
随机接入过程直接影响到系统的接入性能。

随机接入的作用：
实现UE和网络的同步，解决冲突，分配资源（RNTI）和上行通信资源的分配。

随机接入的应用场景：
1、在RRC_IDLE初始接入时建立无线连接；
2、RRC连接重建过程（RRCConnectionRe-establishmentprocedure）；
3、切换（handover）；
4、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）；
5、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；
6、RRC_CONNECTED态下，UE位置辅助定位需要，网络利用随机接入获取时间提前量（TA:TimingAdvance）。随机接入的分类：

随机接入过程有两种不同的方式：
(1)基于竞争（Contentionbased）：是使所有UE都可在任何时间可以使用的随机接入序列接入，应用于之前介绍的前5种场景；
(2)基于非竞争（Non-Contentionbased或Contention-Freebased）：是指UE在接入时,使用eNodeB提供的特定前导序列和Prach资源,避免与其他的UE冲突，只应用于之前介绍的(3)、(5)、(6)三种场景。

preamble
Preamble的主要作用是告诉eNodeB有一个随机接入请求，Preamble在PRACH上传输。eNodeB会通过广播系统信息SIB2来通知所有的UE，允许在哪些时频资源上传输preamble。
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：groupA和groupB，其中GroupA的数目由参数preamblesGroupA来决定,如果numberOfRA-Preambles=sizeOfRA-PreamblesGroupA时，groupB不存在。这些配置eNodeB是通过RACH-ConfigCommon（SIB2）下发的。

preamble的选择：
如果还没有传输Msg3，UE接入时估计后续的可能的消息大小大于messageSizeGroupA值；
并且路径损耗pathloss小于PCMAX–preambleInitialReceivedTargetPower–deltaPreambleMsg3–messagePowerOffsetGroupB
则使用groupB中的preamble；否则使用groupA中的preamble。

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，为了避免冲突，此时使用的preamble是除groupA和groupB外的预留preamble。

Rach-config：
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。

PRACH时频资源

PRACH用于传输randomaccesspreamble，某小区可用的PRACH时频资源是由SIB-2的prach-ConfigIndex和prach-FrequencyOffset字段决定的。一旦这两个字段决定了，对接入该小区的所有UE而言，preamble的格式（format）和可选的PRACH时频资源就固定了。
每个preamble在频域上占用6个连续RB的带宽，这正好等于LTE支持的最小上行带宽。因此，不管小区的传输带宽有多大，都可以使用相同的RApreamble结构。

preamble在时域上的长度取决于配置。

不同的preamble格式

对TDD而言，每个子帧可以有多个PRACH资源，这是因为TDD中每个系统帧的上行子帧数更少，从而要求每个子帧发送更多的RA请求。在TDD中，每个10ms的系统帧内至多可发送6个RA请求。（见3