LTE随机接入过程

LTE随机接入过程

preamble传输达到最大传输次数的处理

从UE的角度上看，随机接入过程可能遇到以下问题而导致随机接入失败：UE没有收到其发送的preamble对应的RAR（没有收到RAR，或收到的RAR MAC PUD中没有对应该preamble的RAR）；UE发送了Msg3，但没有收到Msg4；UE收到了Msg4，但该UE不是冲突解决的胜利者。

如果某次随机接入失败了，UE会重新发起随机接入。在36.321中，介绍到一个字段preambleTransMax，该字段指定了preamble的最大传输次数。当UE发送的preamble数超过preambleTransMax时，协议要求MAC层发送一个random access problem indication到上层（通常是RRC 层），但MAC层并不会停止发送preamble。也就是说，MAC层被设计成“无休止”地发送preamble，而出现“UE发送的preamble数超过preambleTransMax”时如何处理是由上层（RRC层）决定的。

也就是说，无论是发生上面介绍的哪种情况，MAC层都会“无休止”地发送preamble以期望能成功接入小区。

在收到MAC层的random access problem indication后，RRC层的行为取决于触发随机接入的场景：

场景一：RRC连接建立。此时UE通过RRC timer T300来控制，当该timer 超时（即RRC连接建立失败）时，UE的RRC层会停止随机接入过程（此时会重置MAC，释放MAC配置。而从36.321的5.9节可知，重置MAC 会停止正在进行的随机接入过程），并通知上层RRC连接建立失败。（见

36.331的5.3.3.6节）

场景二：RRC连接重建。此时通过RRC timer T301和T311来控制，当该timer超时（即RRC连接重建失败）时，UE的RRC层会停止MAC层的随机接入过程，并进入RRC_IDLE态。从36.331的5.3.12节可以看出，UE进入RRC_IDLE态之前会重置MAC。（见36.331的5.3.7.6节和5.3.7.7节）

场景三：Handover。此时通过RRC timer T304来控制，当该timer超时（即handover失败）时，UE的RRC层会停止之前的随机接入过程（如果之前分配了专用的用于非竞争随机接入的preamble，则此时认为该preamble不再有效），然后触发RRC连接重建过程。（见36.331的5.3.5.6节）

场景四：RRC_CONNECTED态下，下行数据到达时，上行处于“不同步”状态（包括“定位UE”的场景）；或上行数据到达时，上行处于“不同步”状态或没有可用的PUCCH资源用于SR传输。由于这种场景下只有MAC层能感知到发生了随机接入过程，而RRC层是不知道的，所以当RRC层收到random access problem indication时，会认为无线链路失效（Radio Link Failure）了，此时如果AS安全还没被激活，UE会进入RRC_IDLE 态；否则的话，UE会发起RRC连接重建流程（见36.331的5.3.11.3节）

从上面的介绍可以看出，在场景一、场景二、场景三中，RRC层会忽略MAC层送上来的random access problem indication，而是根据对应的

timer来决定是否停止之前的随机接入过程。只有场景四下，RRC层会对random access problem indication进行处理。

【参考资料】

[1] 《4G LTE/LTE-Advanced for Mobile Broadband》的14.3节

[2] 《LTE – The UMTS Long Term Evolution, 2nd Edition》的17章

[3] 《Random Access Supervision – Part 1》和《Random Access Supervision – Part 2》by John M.

[4] 23GPP协议v10

TS 36.211 – 5.7 Physical random access channel

TS 36.213 – 6 MAC Layer Procedure related to RACH Process. TS 36.300 – 10.1.5 Overall description of RACH Process.先阅读这个.

TS 36.321 – 5.1 MAC Layer process of random access procedure. TS 36.331 – 6.3.1 System information blocks ?1?7

SystemInformationBlockType2

TS 36.331 – 6.3.2 Radio resource control information elements –PRACH-Config

TS 36.331 – 6.3.2 Radio resource control information elements –RACH-ConfigCommon

TS 36.331 – 6.3.2 Radio resource control information elements –RACH-ConfigDedicated

本条目发布于LTE、preamble、random access、随机接

入过程

各类触发事件下的随机接入过程

本节将介绍各种触发事件是如何触发随机接入过程的，主要以信令流程图的方式予以说明。将本节内容与之前介绍的内容结合起来，有助于更深刻地理解随机接入过程。

触发随机接入过程的事件有6种，见之前介绍。

触发随机接入过程的方式有3种：1）PDCCH order触发；2）MAC sublayer 触发；3）上层触发。

由PDCCH order发起的随机接入过程（“initiated by a PDCCH order”）只有在如下场景才会发生：1）eNodeB要发送下行数据时，发现丢失了UE的上行同步，它会强制UE重新发起随机接入过程以获取正确的时间调整量；2）UE定位。

这时eNodeB会通过特殊的DCI format 1A 告诉UE需要重新发起随机接入，并告诉UE应该使用的Preamble Index和PRACH Mask Index。（见36.212的5.3.3.1.3节、36.213的Table 8-4）

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图12：DCI format 1A用于PDCCH order时的格式

对应的信令流程如下（注：UE定位的处理流程与基于非竞争的下行数据到达场景类似）：

图13：下行数据到达（基于竞争）

图14：下行数据到达（基于非竞争）

由MAC sublayer发起随机接入过程的场景有：UE有上行数据要发送，但在任意TTI内都没有可用于发送SR的有效PUCCH资源。此时上行数据传输的流程变为：

1）UE 发送preamble；

2）eNodeB回复RAR，RAR携带了UL grant信息；

3）UE开始发送上行数据。

什么情况下UE可能没有SR资源呢？

场景一：从36.331可以看出，SchedulingRequestConfig是一个UE级的可选的IE（optional），默认为release。如果eNodeB不给某UE配置SR（这取决于不同厂商的实现），则该UE只能通过随机接入来获取UL grant。因此，是否配置SR主要影响用户面的延迟，并不影响上行传输的功能！

场景二：当UE丢失了上行同步，它也会释放SR资源，如果此时有上行数据要发送，也需要触发随机接入过程。

从上面的描述可以看出，当UE没有被分配SR资源时，基于竞争的random access可以替代SR的功能用于申请上行资源。但这只适用于低密集度的上行资源请求的情况。

图15：上行数据到达（基于竞争）

上层触发的随机接入过程包括：1）初始接入；2）RRC连接重建；3）切换。

图16：初始接入（initial access）

?0?2

图17：RRC连接重建（RRC Reestablishment）

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图18：handover（基于竞争）

图19：handover（基于非竞争）

对于handover，如果是基于竞争的随机接入，其msg3应该是C-RNTI MAC Control Element + BSR MAC Control Element + PHR MAC Control Element。

之前已经介绍过，RAR中UL grant指定的上行资源最小为56 bits。对于C-RNTI MAC Control Element，8 bits用于MAC subheader，16 bits 用于C-RNTI MAC Control Element，共24 bits，还剩于32 bits。

我在《LTE：MAC复用和逻辑信道优先级》中介绍过，MAC复用的优先级为：C-RNTI MAC Control Element and UL-CCCH > Regular/Periodic

BSR MAC Control Element > PHR MAC Control Element > 除了

UL-CCCH外的其它逻辑信道的数据> padding BSR MAC control element。所以在剩余的32 bits里会优先放置BSR和PHR：

BSR：8 bits用于MAC subheader，8 bits用于BSR MAC Control

Element

PHR：8 bits用于MAC subheader，8 bits用于PHR MAC Control

Element

但当RAR中的UL grant指定的上行资源足够大，除了容纳C-RNTI + BSR + PHR外，还能够容纳RRCConnectionReconfigurationComplement消息时，则msg3可以为C-RNTI + BSR + PHR + RRCConnectionReconfigurationComplement。

对于handover，如果eNodeB在重配置消息中，根本不带

rach-ConfigDedicated字段（该字段是OPTIONAL，即可选的），则UE发起基于竞争的随机接入。

图20：MobilityControlInfo

LTE分类，被贴了LTE、random access、随机接入过程标

签。作者是

步骤三：UE发送Msg3

基于非竞争的随机接入，preamble是某个UE专用的，所以不存在冲突；又因为该UE已经拥有在接入小区内的唯一标志C-RNTI，所以也不需要eNodeB给它分配C-RNTI。因此，只有基于竞争的随机接入才需要步骤三和步骤四。

注：（1）使用基于非竞争的随机接入的UE必定原本处于RRC_CONNECTED态；（2）handover时，UE在目标小区使用的C-RNTI 是通过RRCConnectionReconfiguration中的MobilityControlInfo的newUE-Identity来配置的。

之所以将第3条消息称为Msg3而不是某一条具体消息的原因在于，根据UE状态的不同和应用场景的不同，这条消息也可能不同，因此统称为Msg3，即第3条消息。

如果UE在子帧n成功地接收了自己的RAR，则UE应该在n + （其中≥6）开始的第一个可用上行子帧（对于FDD而言，就是n + 6；对于TDD而言，n + 6可能不是上行子帧，所以可能≥6）发送Msg3。RAR 所带的UL grant中包含一个1 bit的字段UL delay，如果该值为0，则n + 为第一个可用于Msg3的上行子帧；如果该值为1，则UE会在n +

之后的第一个可用上行子帧来发送Msg3。（见36.213的6.1.1节）

正常的上行传输是在收到UL grant之后的4个子帧发送上行数据，其UL

grant在PDCCH中传输。但对于Msg3来说，是在收到RAR之后的6个子帧上传输，这是因为RAR（包含Msg3的UL grant）是在PDSCH而不是PDCCH中传输，所以UE需要更多的时间去确定UL grant、传输格式等。

Msg3在UL-SCH上传输，使用HARQ，且RAR中带的UL grant指定的用于Msg3的TB大小至少为80比特。（见36.300的10.1.5.1节）Msg3中需要包含一个重要信息：每个UE唯一的标志。该标志将用于步骤四的冲突解决。

对于处于RRC_CONNECTED态的UE来说，其唯一标志是C-RNTI。

对于非RRC_CONNECTED态的UE来说，将使用一个来自核心网的唯一的UE标志（S-TMSI或一个随机数）作为其标志。此时eNodeB需要先与核心网通信，才能响应Msg3。

当UE处于RRC_CONNECTED态但上行不同步时，UE有自己的C-RNTI，在随机接入过程的Msg3中，UE会通过C-RNTI MAC control element 将自己的C-RNTI告诉eNodeB，eNodeB在步骤四中使用这个C-RNTI 来解决冲突。

当UE在随机接入过程中使用上行CCCH来发送Msg3消息时，UE还没有C-RNTI，此时UE会使用来自核心网的UE标志（S-TMSI或一个随机数）。步骤四中，eNodeB会通过发送UE Resolution Identity MAC Control Element（携带了这个UE标志）来解决冲突。

注意：（1）Contention Resolution Identity MAC Control Element是在步骤四中使用的。（2）在36.331中搜索“UL-CCCH-Message”，就可以知道有哪些上行RRC消息使用CCCH信道。当前只有RRC连接请求和RRC 连接重建请求这两条消息使用上行CCCH。

与随机接入的触发事件对应起来，Msg3携带的信息如下：

1、如果是初次接入（initial access），Msg3为在CCCH上传输的RRC Connection Request，且至少需要携带NAS UE标志信息。

2、如果是RRC连接重建（RRC?0?2 Connection Re-establishment），Msg3为CCCH上传输的RRC Connection Re-establishment Request，且不携带任何NAS消息。

3、如果是切换（handover），Msg3为在DCCH上传输的经过加密和完整性保护的RRC Handover Confirm，必须包含UE的C-RNTI，且如果可能的话，需要携带BSR。

4、对于其它触发事件，则至少需要携带C-RNTI。

上行传输通常使用UE特定的信息，如C-RNTI，对UL-SCH的数据进行加扰。但由于此时冲突还未解决，UE也还没有被分配最终的标志，所以加扰不能基于C-RNTI，而只能使用TC-RNTI。也就是说，Msg3只会使用TC-RNTI进行加扰

步骤四：eNodeB发送contention resolution

在步骤三中已经介绍过，UE会在Msg3有携带自己唯一的标志：C-RNTI 或来自核心网的UE标志（S-TMSI或一个随机数）。eNodeB在冲突解决机制中，会在Msg4（我们把步骤四的消息称为Msg4）中携带该唯一的标志以指定胜出的UE。而其它没有在冲突解决中胜出的UE将重新发起随机接入。

eNodeB会通过PCell上使用C-RNTI加扰的PDCCH，或DL-SCH上传输的UE Contention Resolution Identity MAC control element来指明哪个UE在冲突解决中胜出。

UE发送了Msg3后，会启动一个mac-ContentionResolutionTimer，并在Msg3进行HARQ重传时，重启该timer。在该timer超时或停止之前，UE会一直监听PDCCH。

如果UE监听到了PDCCH，且UE在发送Msg3时携带了C-RNTI MAC

control element，则在以下2种情况下，UE认为冲突解决成功（即该UE成功接入，此时UE会停止mac-ContentionResolutionTimer，并丢弃TC-RNTI。注意：这2种情况下TC-RNTI不会提升为C-RNTI）：1）随机接入过程由MAC子层触发，且UE在Msg4中接收到的PDCCH 由Msg3携带的C-RNTI加扰，且给新传的数据分配了上行资源；

2）随机接入过程由PDCCH order触发，且UE在Msg4中接收到的PDCCH 由Msg3携带的C-RNTI加扰。

如果Msg3在CCCH发送，且在Msg4中接收到的PDCCH由RAR中指定的TC-RNTI加扰，则当成功解码出的MAC PDU中包含的UE Contention Resolution Identity MAC control element与Msg3发送的CCCH SDU 匹配时，UE会认为随机接入成功并将自己的C-RNTI设置成TC-RNTI。（只要成功解码RAR MAC PDU，就停止mac-ContentionResolutionTimer，并不需要等待冲突解决成功。注意：这种情况下TC-RNTI会提升为C-RNTI）

如果mac-ContentionResolutionTimer超时，UE会丢弃TC-RNTI并认为冲突解决失败。

如果冲突解决失败，UE需要

1）清空Msg3对应的HARQ buffer；

2）将PREAMBLE_TRANSMISSION_ COUNTER加1，如果此时PREAMBLE_TRANSMISSION_ COUNTER = preambleTransMax + 1，则通知上层随机接入发生了问题（Random Access problem indication）；

3）在0~BI值之间随机选择一个backoff time，UE延迟backoff time 后，再发起随机接入。

如果UE接入成功，UE会

1）如果收到ra-PreambleIndex和ra-PRACH-MaskIndex，则丢弃；2）清空Msg3对应的HARQ buffer。

对于Msg4而言，也使用HARQ，但不需要与Msg3同步。从前面的介绍可以看出，对于初始接入和无线链路失效而言，Msg4使用TC-RNTI加扰，且使用RLC-TM模式；而对处于RRC_CONNECTED态的UE而言，Msg4使用C-RNTI加扰。

简单地说：

1）如果UE原本就处于RRC_CONNECTED态，则该UE在小区内有唯一的标志C-RNTI。步骤三中，Msg3会通过C-RNTI MAC control element 把这个C-RNTI带给eNodeB；步骤四中，如果此UE在冲突解决中胜出，eNodeB就使用这个C-RNTI对PDCCH进行加扰。UE收到以此C-RNTI 加扰的PDCCH，就知道自己接入成功了。

2）如果UE原本不处于RRC_CONNECTED态，则该UE在小区内不存在C-RNTI，其唯一标志就是来自核心网（S-TMSI或一个随机数）。步骤三中，Msg3会将该唯一标志带给eNodeB；步骤四中，如果此UE在冲突解决中胜出，eNodeB会通过UE Contention Resolution Identity MAC Control Element将步骤三的信息发回给UE，UE比较Msg3和Msg4，发现二者匹配，就知道自己接入成功了。

LTE TDD随机接入过程(1) 目的和分类

1.随机接入的目的 随机接入是UE和网络之间建立无线链路的必经过程，只有在随机接入完成之后，eNB和UE之间才能正常进行数据互操作（Normal DL/UL transmission can take place after the random access procedure）。UE可以通过随机接入实现两个基本的功能： （1）取得与eNB之间的上行同步（TA）。一旦上行失步，UE只能在PRACH中传输数据。（as long as the L1is non-synchronised,uplink transmission can only take place on PRACH.） （2）申请上行资源（UL_GRANT）。 2.随机接入的种类 根据业务触发方式的不同，可以将随机接入分为基于竞争的随机接入（Contention based random access procedure）和基于非竞争的随机接入（Non-Contention based random access procedure）。所谓“竞争”，就是说可能存在这么一种情况，UE-A/B/C/D多个终端，在同个子帧、使用同样的PRACH资源，向eNB 发送了同样的前导码序列，希望得到eNB的资源授权，但此时eNB无法知道这个请求是哪个UE发出的，因此后续各UE需要通过发送一条只与自己本UE相关的、独一无二的消息（MSG3），以及eNB收到这条消息后的回传（MSG4）到UE，来确认当前接入成功的UE是哪一个。这种机制就是竞争解决机制。类似GSM系统的SABM/UA帧的握手机制。 2.1.竞争随机接入的场景 当eNB不知道UE的业务或者状态，而UE又必须申请上行资源或上行TA同步的时候，UE就需要发起竞争随机接入。这种情况下，eNB没有为UE分配专用的Preamble码，而是由UE在指定范围内（以后博文会具体介绍这个范围）随机选择Preamble码并发起随机接入过程。发生竞争接入的具体场景有（36300-10.1.5）： （1）UE的初始接入（Initial access from RRC_IDLE）。此时RRC层的状态为RRC_IDLE，UE需要CONNECTION REQUEST，而eNB无法知道，因此需要UE执行竞争接入过程。 （2）UE的重建（RRC Connection Re-establishment procedure）。重建的原因有多种，比如UE侧的RLC上行重传达到最大次数，就会触发重建，此时eNB也不知道UE的重建状态，也需要UE执行竞争接入过程。

LTE随机接入过程总结归纳(完美)

精心整理 随机接入过程 一.P RACH 1.PRACH的类型 表1：PRACH类型 0、1、 25 间隔GT有关，具体可参考如下公式： R=GT*C/2 其中，R为小区半径、GT为保护间隔、C表示光速。至于不同类型的Preamble 对应的小区半径可参考如下：

Preamble格式0：持续时间1ms，可支持半径约14km； Preamble格式1：持续时间2ms，可支持半径约77km； Preamble格式2：持续时间2ms，可支持半径约29km； Preamble格式3：持续时间3ms，可支持半径约107km； 2.PRACH的时频位置

的，而参数CS N 是由协议参数zeroCorrelationZoneConfig 和High-Speed-flag 共同确定的，具体可参考协议。还有一些其它参数，按照下述的一些公式计算： 当ZC CS N d N u <≤，则： 当)(3CS ZC ZC N N d N u -≤≤，则：

5.Preambleresourcegroup 每个小区有64个可用的Preamble序列，UE会选择其中一个在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又分为GroupA和GroupB，这些都是由SIB2中的Rach-ConfigCommon中下发的。具体可参考图 在 二. 1attach）2 3 。 4 5．RRC_CONNECTED态时，上行数据到达，但上行不同步或者在PUCCH上没有可用的SR资源。 6．RRC_CONNECTED态时，需要timeadvance。 随机接入又分为基于竞争的和基于非竞争的，基于竞争的应用于上述的前5类事件，而基于非竞争的用于第3、4、6类事件。

LTE随机接入过程总结完美

L T E随机接入过程总结完 美 The latest revision on November 22, 2020

随机接入过程 一. PRACH 1. PRACH 的类型 从表1可以看出，Preamble 的类型一共有4种，而对于FDD 系统之支持0、1、2、3这4类Preamble 。对于Preamble format 0，在时间上占用一个完整的子帧；对于Preamble format 1和2，在时间上占用两个完整的子帧；对于Preamble format 3，在时间上占用三个完整的子帧。在频域上，Preamble format 0~3均占用一个PRB ，即180KHZ 的频带，区别是Preamble format 0~3的子载波间隔是，并占用864个子载波，由于ZC 序列的长度是839，因此Preamble format 0~3真正占用中间的839个子载波传输Preamble ，而剩余的25个子载波作为两边的保护带宽。 不同类型的Preamble 有长度不一样的CP 和保护间隔，小区的覆盖范围和保护间隔GT 有关，具体可参考如下公式： R = GT * C / 2 其中，R 为小区半径、GT 为保护间隔、C 表示光速。至于不同类型的Preamble 对应的小区半径可参考如下： Preamble 格式0：持续时间1ms ，可支持半径约14km ； Preamble 格式1：持续时间2ms ，可支持半径约77km ； Preamble 格式2：持续时间2ms ，可支持半径约29km ； Preamble 格式3：持续时间3ms ，可支持半径约107km ； 2. PRACH 的时频位置 首先给出PRACH 的时域位置，协议中由参数prach-ConfigIndex 给出，每个prach-ConfigIndex 给出了Preamble 的类型、System frame number(Even/Any)、Subframe number 。具体如表2所示： 而对于PRACH 的频域位置，协议中由参数RA PRBoffset n 确定，它的取值范围是60UL RB RA PRBoffset -≤≤N n 。 表2：random access configuration for preamble formats 0~3

LTE随机接入详细说明

随机接入过程详解作者彭涛/00294921 部门GTAC WL LTE eNodeB 维护三组 版本Version 2.0 创建时间2014/10/30 修改记录2014/11/05

1.随机接入概述 1.1随机接入目的 随机接入（Random Access，简称RA）过程是UE向系统请求接入，收到系统的响应并分配接入信道的过程，一般的数据传输必须在随机接入成功之后进行。 除PRACH信道外，UE发送任何数据都需要网络预先分配上行传输资源，通过随机接入来获取。 数据通过空口传输需要一段时间。UE发送上行数据时必须提前一段时间发送，使数据在预定的时间点到达网络，即要保持上行同步。通过随机接入，UE获得上行发送时间提前量Time Alignment（简称TA）。 1.2随机接入分类 随机接入（Random Access）分为基于竞争的随机接入过程和基于非竞争的随机接入过程，相应的流程如图2.1和2.2所示。 图1. 1基于竞争的随机接入

图1. 2基于非竞争的随机接入 与基于竞争的随机接入过程相比，基于非竞争的接入过程最大差别在于接入前导的分配是由网络侧分配的，而不是由UE侧产生的，这样也就减少了竞争和冲突解决过程。 1.3随机接入场景 1)初始接入场景，是基于竞争的随机入过程，由UE MAC Layer发起，多为终端初始入 网的时候。 2)RRC连接重建场景，是基于竞争的随机接入过程，由UE MAC Layer发起，多为信号 掉线重新进行建立连接。 3)切换场景，通常是非竞争的随机接入过程，但在eNodeB侧没有的专用前导可以分配时， 发起基于竞争的随机接入过程，由PDCCH order发起。 4)连接态时UE失去上行同步同时有上行数据到达的场景，是基于竞争的随机接入过程， 由UE MAC Layer发起。 5)连接态时UE失去上行同步同时有下行数据需要发送的场景，通常是非竞争的随机接入 过程，但在eNodeB侧没有的专用前导可以分配时，发起基于竞争的随机接入过程，由PDCCH order发起。 6)LCS(定位服务)触发非竞争的随机接入。（具体场景待确认） 1.4上下行失步的判断 失步分为上行失步和下行失步，在eNB侧检测到的失步称为上行失步；在UE可以同时检测到上行失步及下行失步。 eNB检测上行失步的方法有两种：1、eNB连续N次下发TA但是没有收到TA_ACK； 2、检测到ENB L1基带上行连续N次没有上报TA值到L2；两种条件中任意组合连续达到N次，就判断为上行失步。 UE的上行失步：是通过TA定时器维护的，当TA定时器超时后，终端还没有收到eNB 下发的TA调整的MCE，则判断为上行失步。 UE检测下行失步：UE DSP每200ms对时延谱滤波值(z注：相当于参考信号RSRP的检测)进行判断，如果满足某门限，则上报L3（z注：RRC层）失步；L3在同步状态连续

LTE-初始随机接入过程1

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, 如下图所示: (1): MSG1：Random Access Preamble (2): MSG2：Random Access Response (3): MSG3 发送 (RRC Connection Request) (4): 冲突解决消息. 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（Preamble）, 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 : { radioResourceConfigCommon { rach-ConfigCommon { preambleInfo { numberOfRA-Preambles n52 }, powerRampingParameters { powerRampingStep dB4, preambleInitialReceivedTargetPower dBm-104 }, ra-SupervisionInfo { preambleTransMax n10, ra-ResponseWindowSize sf10, mac-ContentionResolutionTimer sf48 }, maxHARQ-Msg3Tx 4

LTE随机接入过程总结(完美)

随机接入过程 一. PRACH 1. PRACH 的类型 从表1可以看出，Preamble 的类型一共有4种，而对于FDD 系统之支持0、1、2、3这4类Preamble 。对于Preamble format 0，在时间上占用一个完整的子帧；对于Preamble format 1和2，在时间上占用两个完整的子帧；对于Preamble format 3，在时间上占用三个完整的子帧。在频域上，Preamble format 0~3均占用一个PRB ，即180KHZ 的频带，区别是Preamble format 0~3的子载波间隔是1.25KHZ ，并占用864个子载波，由于ZC 序列的长度是839，因此Preamble format 0~3真正占用中间的839个子载波传输Preamble ，而剩余的25个子载波作为两边的保护带宽。 不同类型的Preamble 有长度不一样的CP 和保护间隔，小区的覆盖围和保护间隔GT 有关，具体可参考如下公式： R = GT * C / 2 其中，R 为小区半径、GT 为保护间隔、C 表示光速。至于不同类型的Preamble 对应的小区半径可参考如下： Preamble 格式0：持续时间1ms ，可支持半径约14km ； Preamble 格式1：持续时间2ms ，可支持半径约77km ； Preamble 格式2：持续时间2ms ，可支持半径约29km ； Preamble 格式3：持续时间3ms ，可支持半径约107km ； 2. PRACH 的时频位置 首先给出PRACH 的时域位置，协议中由参数prach-ConfigIndex 给出，每个prach-ConfigIndex 给出了Preamble 的类型、System frame number(Even/Any)、Subframe number 。具体如表2所示： 而对于PRACH 的频域位置，协议中由参数RA PRBoffset n 确定，它的取值围是 60UL RB RA PRBoffset -≤≤N n 。

LTE随机接入过程概述

LTE随机接入过程概述 一、随机接入的作用 LTE随机接入的作用是实现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。 二、随机接入触发条件 1、在RRC_IDLE初始接入； 2、在无线链路断开时初始接入； 3、切换时需要随机接入； 4、RRC_CONNECTED状态下需要随机接入过程时，收到下行数据，如上行同步状态为“非 同步”时； 5、RRC_CONNECTED状态下需要随机接入过程时，收到上行数据，如上行同步状态为“非 同步”或者没有PUCCH资源可用于调度时。 三、随机接入过程 随机接入过程分为竞争模式随机接入和非竞争模式随机接入两种。竞争模式随机接入是使用所有UE都可在任何时间可以使用的随机接入序列接入，它每种触发条件都可以触发接入；非竞争模式随机接入是使用在一段时间内仅有一个UE使用的序列接入，它只发生在切换和收到下行数据的触发条件下。 随机接入过程之后，开始正常的上下行传输。 四、竞争模式随机接入过程 在随机接入过程开始之前需要对接入参数进行初始化，它是由UE MAC层发起或者由PDCCH触发。 初始化的参数包括： ?PRACH的资源和相应的RA-RNTI ?随机接入前导的分组和每组可用的前导 ?选择两组随机接入前导中的那一组的门限 ?RACH响应的接收窗 ?功率攀升步长POWER_RAMP_STEP

?前导重传最大次数 ?前导初始功率PREAMBLE_INITIAL_POWER 初始化的时候置PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER为1。 竞争模式随机接入过程如下图所示： UE eNB 1、随机接入前导发送 a)前导资源选择 块，选择RRC 前导， b)设置发射功率 [-设置PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER 为PREAMBLE_INITIAL_POWER + (PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER-1) * POWER_RAMP_STEP]； [-如果PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER 小于最小功率水平，则设置PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER为最小功率水平]； [-如果PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER 大于最大功率水平，则设置PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER为最大功率水平]； 如果PREAMBLE TRANMISSION COUNTER = 1, 则决定下一个有效的随机接入机会。如果PREAMBLE TRANSMISSION COUNTER > 1, 则随机接入机会通过back-off进程决定。

LTE随机接入流程

PRACH结构 PRACH格式

对于格式1到3，频域间隔1.25k，占用864个子载波(ZC序列长度839，剩余25个子载波两边保护)。格式4，频域讲7.5k，占用144个子载波（ZC序列139，剩余5个两边保护）。

时频位置 对于TDD ，格式有4种，和TDD 上下行帧划分和prach-ConfigIndex 有关，见211表Table 5.7.1-3。 prach-ConfigIndex 确定了四元结构体),,,(21 0RA RA RA RA t t t f ， 决定了prach 发送的时频位置。在211表Table 5.7.1-4中配置。其中RA f 是频率资源索引。2,1,00=RA t 分别表示资源是否在 所有的无线帧，所有的偶数无线帧，所有的奇数无线帧上重现。1,01 =RA t 表示随机接入资源 是否位于一个无线帧的前半帧或者后半帧。2RA t 表示前导码开始的上行子帧号，其计数方式 为在连续两个下行到上行的转换点间的第一个上行子帧作为0进行计数。但对于前导码格式4，2RA t 表示为(*)。 序列组产生 每个基站下有64个preamble 序列，怎么产生呢？ 1、 由逻辑根序列号RACH_ROOT_SEQUENCE 查表Table 5.7.2-4得到物理根序列号。 2、 用zeroCorrelationZoneConfig 以及highSpeedFlag （如果为高速，则是限制级）查211

表格Table 5.7.2-2得到循环位移N CS ; 3、 用循环位移N CS 与根序列，得到64个preamble 序列。1个根序列可能无法生产64 个preamle 序列，则取下一个根序列继续生成，直到得到64个preamble 。 普通速度模式下（非限制集），preamble 的循环位移时等间隔的，一个根序列能生成 ZC CS N N ????，ZC N 是长度序列长度为839（格式4为139） 。高速模式下（限制集）循环位移非等间隔。高速模式下，原根序列和生成好的序列相关，峰值会出现三个，同步时 需要合并三个窗口能量做估计。 MAC 层处理 流程 触发条件 1、 RRC 信令触发。包括切换，初始入网，idle 醒来需要做随机接入。此时没有C-RNTI,msg3 在CCCH 中发送，在msg4中回携带msg3的内容作为UE 标识让UE 知道是否该msg4是 针对自己的。 2、 UE MAC 层触发：此时已经有了C-RNTI ，不是为了入网而是为了2种情况：a 、UE 自己 发现好久没有调整ul timing 了需要重新调整；b 、没有SR 资源但需要BSR 3、 PDCCH DCI formart 1A 触发：基站发现UE 的ul timing 老不对了,可能是“Timing Advance Command MAC Control Element ”老调整不好了（该方式时相对值调整），基站复位一下 UE 的timing 调整参数（随机接入的timing 调整时绝对值调整，做完后应当复位一下相

LTE随机接入过程

LTE随机接入过程 preamble传输达到最大传输次数的处理 从UE的角度上看，随机接入过程可能遇到以下问题而导致随机接入失败：UE没有收到其发送的preamble对应的RAR（没有收到RAR，或收到的RAR MAC PUD中没有对应该preamble的RAR）；UE发送了Msg3，但没有收到Msg4；UE收到了Msg4，但该UE不是冲突解决的胜利者。 如果某次随机接入失败了，UE会重新发起随机接入。在36.321中，介绍到一个字段preambleTransMax，该字段指定了preamble的最大传输次数。当UE发送的preamble数超过preambleTransMax时，协议要求MAC层发送一个random access problem indication到上层（通常是RRC 层），但MAC层并不会停止发送preamble。也就是说，MAC层被设计成“无休止”地发送preamble，而出现“UE发送的preamble数超过preambleTransMax”时如何处理是由上层（RRC层）决定的。 也就是说，无论是发生上面介绍的哪种情况，MAC层都会“无休止”地发送preamble以期望能成功接入小区。 在收到MAC层的random access problem indication后，RRC层的行为取决于触发随机接入的场景： 场景一：RRC连接建立。此时UE通过RRC timer T300来控制，当该timer 超时（即RRC连接建立失败）时，UE的RRC层会停止随机接入过程（此时会重置MAC，释放MAC配置。而从36.321的5.9节可知，重置MAC 会停止正在进行的随机接入过程），并通知上层RRC连接建立失败。（见

LTED随机接入过程RARMSG以及MSG的重传

本文涉及到的内容有： （1）UE在什么时候开始接收RAR （2）怎么确定RA-RNTI （3）UE没有收到RAR后的处理 （4）RAR的格式 1.UE监测RAR 文章《》已经详细说明了UE发送Preamble前导码的时频位置。当UE发出Preamble后，并不是立即准备接收RAR（Random Access Response），而是在发送前导码之后的第3个子帧之后才开始准备接收RAR。当然，UE 也不可能一直等待RAR，如果UE连续检测了ra-ResponseWindowSize个子帧仍然没有收到RAR，则不再继续监测RAR信息。 最多连续监测RAR的时长是10ms。 2.RA-RNTI的计算 eNB加扰RAR、UE解扰RAR的RA-RNTI并不在空口中传输，但UE和eNB都需要唯一确定RA-RNTI的值，否则UE就无法解码RAR，因此RA-RNTI就必须通过收发双方都明确的Preamble的时频位置来计算RA-RNTI 的值。 协议规定了RA-RNTI的计算公式为：RA-RNTI= 1 + t_id+10*f_id。 其中，t_id表示发送Preamble的起始位置的子帧ID号（范围是0-9），f_id表示四元素组中的f_RA值（范围是0-5），之前的文章《》已经详细描述了这两个值的具体含义。

eNB只要能解码出Preamble前导码，就能唯一确定t_id和f_id参数，也就能唯一确定RA-RNTI值。 3.UE没有收到RAR的处理 UE有可能在RAR的监测窗口内没有解码到RAR消息，这有可能是eNB侧没有检测到PRACH中的Preamble信息，有可能是没有调度RAR信息，也有可能是下行无线链路有干扰导致UE解码RAR失败，无论是哪种原因，UE没有收到RAR是有可能发生的。 如果在RAR响应窗口内没有收到RAR，或者收到的RAR中携带的Preamble并不是本UE之前发送的Preamble，那么表示UE本次接收RAR失败，UE将执行如下操作： 从上述过程可以看到，UE侧在每次RA过程中，会维护一个计数器PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER，范围是【0，preambleTransMax】，一旦超过preambleTransMax值，则表示本次RA失败。preambleTransMax 参数表示本次Preamble发送（含重传）的最大次数，和ra-ResponseWindowSize参数一样，也是包含在SIB2中的RACH-ConfigCommon字段中，见上文截图。范围从3到200不等，一般取5次即可。 backoff参数表示上次接收RAR失败到下次重新发送Preamble之间的最大延时，单位是ms，eNB侧的MAC层通过RAR消息配置到UE。范围是0-960ms。如果值属于Reserved，则按照960ms处理。 前导码的发送和重传时机如下图所示。 MSG1每次发送前导码的功率值PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER计算如下：

LTE随机接入过程总结(完美)

随机接入过程 一.PRACH 1.PRACH的类型 表1：PRACH类型 从表1可以看出，Preamble的类型一共有4种，而对于FDD 系统之支持0、1、2、3这4类Preamble。对于Preamble format 0，在时间上占用一个完整的子帧；对于Preamble format 1 和2，在时间上占用两个完整的子帧；对于Preamble format 3，在时间上占用三个完整的子帧。在频域上，Preamble format 0~3均占用一个PRB，即180KHZ的频带，区别是Preamble format 0~3的子载波间隔是1.25KHZ，并占用864个子载波，由于ZC 序列的长度是839，因此Preamble format 0~3真正占用中间 的839个子载波传输Preamble，而剩余的25个子载波作为两

边的保护带宽。 不同类型的Preamble 有长度不一样的CP 和保护间隔，小区的覆盖范围和保护间隔GT 有关，具体可参考如下公式： R = GT * C / 2 其中，R 为小区半径、GT 为保护间隔、C 表示光速。至于不同类型的Preamble 对应的小区半径可参考如下： Preamble 格式0：持续时间1ms ，可支持半径约14km ； Preamble 格式1：持续时间2ms ，可支持半径约77km ； Preamble 格式2：持续时间2ms ，可支持半径约29km ； Preamble 格式3：持续时间3ms ，可支持半径约107km ； 2. PRACH 的时频位置 首先给出PRACH 的时域位置，协议中由参数prach-ConfigIndex 给出，每个prach-ConfigIndex 给出了Preamble 的类型、System frame number(Even/Any)、Subframe number 。具体如表2所示： 而对于PRACH 的频域位置，协议中由参数RA PRBoffset n 确定，它的取值范围是60UL RB RA PRBoffset -≤≤N n 。 表2：random access configuration for preamble formats 0~3

随机接入过程4个步骤

随机接入过程 本章节主要介绍随机接入过程的4个步骤。而在下一章节中，我会以信令流程图的方式将之前介绍过的6种触发随机接入过程的事件与这4个步骤结合起来。 言归正传，先奉上几幅图，然后介绍随机接入过程的4个步骤： 图：基于竞争的随机接入过程

图：基于非竞争的随机接入过程 图：RACH-ConfigCommon 步骤一：UE发送preamble UE发送random access preamble给eNodeB，以告诉eNodeB有一个随机接入请求，同时使得eNodeB能估计其与UE之间的传输时延并以此校准uplink timing。 触发随机接入过程的方式有以下3种（具体会在下一章节介绍）： 1）PDCCH order触发：eNodeB通过特殊的DCI format 1A 告诉UE需要重新发起随机接入，并告诉UE应该使用的Preamble Index和PRACH Mask Index； 2）MAC sublayer触发：UE自己选择preamble发起接入； 3）上层触发：如初始接入，RRC连接重建，handover等。 UE要成功发送preamble，需要：1）选择preamble index；2）选择用于发送preamble 的PRACH资源；3）确定对应的RA-RNTI；4）确定目标接收功率PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER。 1、选择preamble index 与基于非竞争的随机接入中的preamble index由eNodeB指定不同，基于竞争的随机接入，其preamble index是由UE随机选择的。

UE首先要确定选择的是group A还是group B中的preamble。如果存在preamble group B， 且msg3的大小大于messageSizeGroupA，且pathloss小于–preambleInitialReceivedTargetPower - deltaPreambleMsg3 – messagePowerOffsetGroupB，则选择group B；否则选择group A。 如果之前发送过msg3且接入失败，则再次接入尝试时使用的preamble应该与第一次发送msg3时对应的preamble属于相同的group。 确定了group之后，UE从该group中随机选择一个preamble并将PRACH Mask Index设置为0。 而对于基于非竞争的随机接入而言，eNodeB通过为UE分配一个专用的preamble index 来避免冲突的发生并指定一个PRACH Mask Index。 eNodeB分配preamble index和PRACH Mask Index的方式有两种：1）通过RACH-ConfigDedicated的ra-PreambleIndex和ra-PRACH-MaskIndex字段设置（Handover过程）；2）在PDCCH order触发的随机接入中，通过DCI format 1A的Preamble Index和PRACH Mask Index字段来设置（下行数据到达或定位）。 按理说，既然要使用基于非竞争的随机接入过程，eNodeB分配的preamble index就不应该为0（0是用于基于竞争的随机接入的。个人认为此时不应使用group A和group B的任一preamble，但协议中只针对0做了特别说明）。但如果eNodeB分配了0值，则实际的preamble index交由UE按照基于竞争的随机接入方式选择preamble（个人认为这种情况主要针对eNodeB已经没有可用的非竞争preamble，或eNodeB配置时根本没有为非竞争的随机接入预留preamble的场景）。 2、选择用于发送preamble的PRACH资源 基于prach-ConfigIndex、PRACH Mask Index以及物理层的timing限制，UE会先确定下一个包含PRACH的可用子帧。 prach-ConfigIndex指定了时域上可用的PRACH资源。 PRACH Mask Index定义了某个UE可以在系统帧内的哪些PRACH上发送preamble（见36.321的Table 7.3-1，值为0表示所有可用的PRACH资源）。在基于非竞争的随机接入中，eNodeB可以通过该mask直接指定UE在某个特定的PRACH上发送preamble，从而保证不会与其它UE发生冲突。 以ra-PRACH-MaskIndex = 3为例，查36.321的Table 7.3.1可知，对应PRACH Resource Index 2，即preamble应该在系统帧内的第三个PRACH资源发送。PRACH Resource Index是一个系统帧内的PRACH资源的编号，从0开始并以PRACH资源在36.211的Table 5.7.1-2和Table 5.7.1-4中出现的先后来排序。（以prach-ConfigIndex = 12为例，如果是FDD，查36.211的Table 5.7.1-2可知，只在子帧0,2,4,6,8上存在PRACH资源，则PRACH Resource Index 2对应子帧4上的PARCH资源；如果是TDD，且UL/DL configuration为1，查36.211的Table 5.7.1-4可知，PRACH Resource Index 2对应四元组（0,0,1,0）上的PARCH资源） PRACH Mask Index可以为0，这说明eNodeB只为UE分配了preamble，但PRACH资源还需UE自己选择。 物理层的timing限制在36.213的6.1.1中定义： 如果UE在子帧n接收到一个RAR MAC PDU，但对应TB中没有一个响应与其发送的preamble对应，则UE应该准备好在不迟于子帧n + 5的时间内重新发送preamble。 如果UE在子帧n没有接收到一个RAR MAC PDU，其中子帧n为RAR窗口的最后一个子帧，则UE应该准备好在不迟于子帧n + 4的时间内重新发送preamble。

随机接入过程总结

随机接入过程总结 1.随机接入流程概述 随机接入过程是指从用户发送随机接入前导码开始尝试接入网络到与网络间建立起基本的信令连接之前的过程。LTE中的随机接入过程包括下图所示的四个步骤： UE eNB 1)UE向eNB发送随机接入前导 2)eNB检测到有UE发送接入前导之后向用户发送随机接入响应以告知UE 可以使用的上行资源信息 3)UE收到随机接入响应后，在随机接入相应消息所指定的上行资源中发送 调度消息，该消息主要包括UE的唯一标示信息 4)eNB发送冲突解决消息到终端 2.随机接入过程详解 3.1Message 1处理流程详解 UE尝试随机接入的时候，需要解决以下问题： 1)在哪一个时频资源上发送信息 2)发送什么信息 上述两方面的信息是通过读取系统消息2中的相关信息获得的。与随机接入过程相关的系统消息2中的信息如下图所示：

SIB2中的PRACH的配置信息主要指明了可以在哪些时频资源上发送接入前导信息。 例如样例配置下Prach_ConfigurationIndex = 3，于是sub-frame = 1； prachFrequencyOffset = 2.MSG1所占用的资源块的大小为固定值6，则MSG1 随机接入前导中发送的内容为由SIB2中RACH配置消息所配置的64个随机接入前导码中的任意一个。【随机接入前导的长度为839，如果不考虑任何参考信号的话一个RB可以承载7*12 = 72bit的数据，所以需要839/72 + 1 = 12RB，这样就是6PRB 了。 前导信号将由循环移位的Zadoff-Chu 序列添加循环前缀产生，这是由于该序列有着良好的自相关与互相关特性，便于基站进行随机信号检测，减少邻小区随机接入信号的干扰。 3.2Message 2处理流程详解 前导信号将由循环移位的Zadoff-Chu 序列添加循环前缀产生，这是由于该序列

LTE随机接入过程详解

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, (1): 前导序列传输 (2): 随机接入响应 (3): MSG3 发送(RRC Connection Request). (4): 冲突解决消息. 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-Preambles n52 }, powerRampingParameters { powerRampingStep dB4, preambleInitialReceivedTargetPower dBm-104 }, ra-SupervisionInfo { preambleTransMax n10, ra-ResponseWindowSize sf10, mac-ContentionResolutionTimer sf48 }, maxHARQ-Msg3Tx 4

随机接入过程步骤详解

竞争随机接入过程： MSG1：在随机接入信道上发送前导，前导信息如下 FDD（共6bit = 5bit随机标识+ 1bit指示MSG3的大小信息） TDD（共5bit = 4bit随机标识，而不是5bit） MSG2： 1、在下行共享信道上发送随机接入响应，不使用混合自动重传请求（HARQ）； 2、MSG2的发送时间相对MSG1是半同步的，可能在一个或多个发送时间间隔内发送； 3、UE通过监听L1/L2控制信道上的随机接入无线网络临时标识（RA_RNTI），以判断是否是随机接入响应消息。 4、该消息至少包含：前导标识，临时小区（C-RNTI），一个或多个用户信息。 MSG3： 这是UE使用上行共享信道发送的第一条消息。采用混合自动重传请求机制（HARQ），使用无线链路控制（RLC）的透明模式进行传输，且不进行分段。 MSG4： 1、在下行共享信道上发送竞争判决结果，同MSG3使用混合自动重传请求； 2、采用短时竞争判决机制，即eNodeB不等待非接入层（NAS）的反馈就进行竞争判决处理。 CCCH：公共控制信道 DCCH：专用控制信道 RRC：无线资源控制 MAC：媒体接入控制 非竞争的随机接入过程： 第一步： 1、eNodeB分配给UE一个6bit的非竞争的随机接入前导码，下行数据是通过MAC信令发送。 2、对于切换的场景，这个前导码由目标eNodeB产生切换命令，通过原eNodeB发送给终端的消息携带。 第二步： UE在上行的随机接入信道上发送第一步从专用信令上获取的非竞争随机接入前导码。第三步： 1、该消息的发送时间相对消息2是半同步的，即可能在一个或多个发送时间间隔内发出来。 2、随机接入响应消息在下行共享信道上发送，是否使用混合自动重传请求尚未确定。 3、终端通过监听L1/L2控制信道上的RA_RNTI或C-RNTI（临时小区）来判断是否是随机接入响应消息。

随机接入过程

一、随机接入过程简介 UE通过随机接入过程（Random Access Procedure）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) 1) 初始接入时建立无线连接（UE从RRC_IDLE态到RRC_CONNECTED态）； 2) RRC连接重建过程（RRC Connection Re-establishment procedure）； 3) 切换（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timing advance。 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： (1) 基于竞争（Contention based）：应用于之前介绍的前5种事件； (2) 基于非竞争（Non-Contention based或Contention-Free based）：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random access preamble。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uplink timing并将校准信息通过timing advance command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group B（group B可能不存在）。这些配置eNodeB是通过RACH-ConfigCommon（SIB-2）下发的。

LTE随机接入过程

LTE随机接入过程 1概述 只有上行传输时间严格同步的情况下，LTE UE才会被安排传送上行数据包，为了达成这个条件，LTE RACH(Random Access CHannel)信道扮演了非常关键的角色，它是不同步的UE和正交同步的LTE上行无线接入的接口。 2LTE随机接入的需求 在WCDMA网络，RACH的主要作用是初始网络接入和短消息传送。在LTE网络，RACH仍然用户初始网络接入，但是不再承载任何用户数据，用户数据全部由PUSCH负责承载。LTE RACH负责帮助UE 实现上行链路的时间同步，它面对的UE要么还没有获得上行时间同步，或者丢失了这种时间同步。一旦UE获得上行链路同步，eNodeB 就可以给它分配上行链路的正交传输资源。RACH的相关场景包括：（1）UE处于RRC_CONNECTED状态，但没有实现上行链路同步。此时UE打算发送新的上行数据包或者控制信息（比如事件触发的测量报告）； （2）UE处于RRC_CONNECTED状态，但没有实现上行链路同步。此时UE打算接收新的下行数据包，并且需要在上行链路回复相应的ACK/NACK信息； （3）UE处于RRC_CONNECTED状态，正从服务小区切换到目标小区；

（4）UE正从RRC_IDLE状态转换到RRC_CONNECTED状态，比如正在进行初始接入或者位置区更新； （5）UE正从无线链路失败的状态中恢复； 上述场景要求LTE RACH的时延比较小，同时在低信噪比（SNR）的情况下（比如小区边缘，切换状态等）情况下确保良好的探测概率，从而使得RACH的覆盖范围与PUSCH和PUCCH基本一致。 一次成功的RACH尝试意味着这个UE随后的上行数据包会被插入其它UE已经被分配好的同步数据包中，这决定了RACH必须能够达到所要求的时间估计精度，以及需要的RACH传输带宽。由于上行链路使用了循环前缀（CP），LTE RACH只需要估算双向时延，而需要的RACH带宽也比WCDMA网络少。 和WCDMA不同，LTE RACH必须要适应上行链路的同步时频结构，这样eNodeB就能够避免RACH和PUSCH/PUCCH之间的干扰。同样重要的是，应该尽可能小地减少RACH对相邻小区PUSCH/PUCCH信道的干扰。 3LTE随机接入流程 LTE随机接入过程有两种类型：有竞争的随机接入（必然增加碰撞的风险），和没有竞争的随机接入。 在上一章节提到的所有5种场景中，UE都会先初始化一个有竞争的随机过程。在这个过程中，UE随机选择一个随机接入前缀标志（preamble signature），为随后的竞争解决过程做准备。不同的UE有