LTE随机接入问题研究.docx

随机接入
随机接入的分类
随机接入发生的5种场景：
1、InitialaccessfromRRC_IDLE;
2、Initialaccessafterradiolinkfailure;
3、Handoverrequiringrandomaccessprocedure;
4、DLdataarrivalduringRRC_CONNECTEDrequiringrandom
accessprocedure;
5、ULdataarrivalduringRRC_CONNECTEDrequiringrandom
accessprocedure;
LTE中,随机接入的过程主要为了获得上行的时间同步,与WCDMA系统有所不同,LTE中RACH信道不能携带用户数据,用户的数据只能在PUSCH信道上传输.这样可以较好地保证RACH信道和其他的上行传输信道之间的正交性.
随机接入发生的场景主要有:
(1):UE处于RRC_CONNECTED状态，但没有取得上行同步，然而UE需要发送新的上行链路数据或者是控制信息。（如：事件触发测量报告）(2):UE处于RRC_CONNECTED状态，但是没有取得上行同步，然而UE需要接收新的下行数据，然后在上行链路上传输ACK/NACK信息。(3):UE处于RRC_CONNECTED状态，现在需要切换当前服务小区到另一个目标小区。(4):当UE由RRC_IDLE状态转移到RRC_CONNECTED状态的时候。例如：UE需要初始化接入或者是跟踪区域内的更新。(5):无线链路失败后需要恢复.
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.所谓无竞争的随机接入,是指UE在接入时,使用eNodeB提供的特定前导序列和Prach资源,这样就不会与其他的UE冲突.
以上所有的5种形式,UE都可以采用基于竞争的随机接入.
在上述(2)和(3)的场景下,UE可能进行无竞争的随机接入.在这种情况下,eNodeB通知UE使用特定无冲突的前导序列和Prach资源来进行接入,这样就可以避免可能发生的冲突,减少随机接入的时间延迟,这在切换等场景下是非常必要的.
场景(1)和(2)的区别是在场景(1)中,eNodeB并不知道UE何时需要进行上行的数据传输,(不像下行传输,是由eNodeB控制的),因而无法预先通知UE所使用的无冲突前导序列.
由于不需要解决冲突,因而无竞争的随机接入的流程相对简单.

随机接入的两种类型
–Contentionbased(applytoallfiveevents);
–Non-contentionbased(applytoonlyhandoverand
DLdataarrival).

Contentionbased

Non-contentionbased

随机接入过程的作用
获得CRNTI（小区无线网络临时识别）。用户接入网络，给用户分配CRNTI；上述场景1空闲状态的随机接入和场景2无线链路失步情况下发起的随机接入（获得新的CRNTI）就是为了到达这个目的。
上行同步。发起随机接入的场景都有获得上行同步的需求，其中场景3～5发起的随机接入完全是为了获得上行同步。

为什么随机接入过程需要竞争解决
LTE系统中区分不同终端随机接入过程的手段：
1、如果不同终端在不同时频单元发送公共preamble（前同步码），终端可以通过RA-RNTI（用于随机接入过程的用户标识）区别，就是msg2的PDCCH和PDSCH（不同资源）使用不同的RNTI进行加扰。
2、如果不同终端在同一个时频单元发送不同公共preamble，终端可以通过RARsubhead中的RAPID区别，也就是说pdcch和pdsch资源共用，通过macpdu内容区分。
3、如果不同终端在同一个时频单元发送同一个公共preamble，上述手段都无法起作用，这时需要通过后续竞争解决来完成确认

竞争解决的重点在终端侧而不是基站侧，基站始终认为是一个用户，竞争解决是让终端确认网络侧接纳的是自己而不是其它终端。

对于非竞争随机接入，由于终端使用专用preamble的随机接入，其它用户不会用到，且网络侧知道给哪个用户分配了专用preamble，所以不会出现上面说到的冲突情况，不需要竞争解决，UE收到msg2即认为随机接入完成（Handoverrequiringrandomaccessprocedure(专用preamble)/DLdataarrivalduringRRC_CONNECTEDrequiringrandom
accessprocedure(专用preamble)）

如何解决竞争
对于基于竞争的随机接入，根据msg3中携带的内容的不同终端使用不同的方式来确认。
1）Msg3中有CRNTImacce
如果是Mac触发的随