随机接入流程

1、UE侧在第N帧发msg1，发送preamble index(前导码索引)。

2、eNB侧在第N顿接收msg1，解之得到preamble index。然后根据preamble index申请msg3的资源。当申请成功之后,组装msg2。msg2包括preamble index、临时的小区无线网络临时标识TC-RNTI和UE发msg3的上行授权。目前的实现是在第N+4帧发送msg2。这里涉及到响应窗:当申请msg3资源失败时,它会延时到下一个TTI去继续申请,会有延时;系统能力有限时,不能及时处理msg1，也会有延时。这样可以减少UE发起随机接入过程的次数,提高效率。

3、UE根据上行授权去组装msg3,然后用TC-RNTI进行加扰,在接收到msg2之后的第6帧(N+10)发送给eNB。

4、eNB侧第N+10倾msg3。eNB只会解得一个msg3。在竞争解决定时器超时之前发送msg4,目前的实现是在第N+14帧发送msg4。

Msg1的处理流程——Msg1前导码发送消息:

1)在上行帧处理的过程中,物理层PHY向MAC发送上行大消息，msg1就是通过此消息由PHY 发给MAC层的。

2)PHY向MAC发送上行大消息后,MAC层对此上行大消息进行接收,并判断其中是否有随机接入信道消息(prach-msg)，如果有则取出其中的prach-msg，此消息即为msg1。

3)msg1是UE用来发送preamble的，eNB首先需要对其带上来的preamble ID进行保存,将UE发来的preamble保存到前导码簇和MAC层前导码节点中,供上行调度器进行处理。

4)msg1是在上行调度过程中处理的,同时完成TC-RNTI的申请和msg2消息，即随机接入响应RAR的准备。

msg2的处理流程——随机接入响应消息:

1)MAC-PHY之间的接口调度主要完成对各小区依次进行第1阶段上下行的调度的任务,组装“下行大消息”以及“上行调度大消息”。

2)msg2是在第1阶段上下行的调度时,在下行调度中准备的,最后组装到“下行大消息”中,发给PHY。

3)msg2消息是对msg1的响应,主要完成的是TC-RNTI的分配和UL Grant的指示。其中TC-RNTI 在上行调度时，申请得到配置，UL Grant也是在上行调度过程中申请得到。

4)由于msg2是下行调度消息,因此还需要在下行调度过程中对其进行处理，主要是组装msg2

的消息包,并为其分配RB，以供msg2的发送。

msg3的处理流程——连接建立请求消息:

1)msg3也是通过PHY层向MAC层发送上行大消息获得的。

2)PHY向MAC发送上行大消息后,MAC层对此上行大消息进行接收,获取其中的上行共享信道消息(pusch—msg)。并判断其中是否含有msg3。如果pusch—msg中有msg3消息,则对msg3进行处理。

3)如果msg3中没有上行公共控制信道消息,则不是基于竞争的随机接入，继续解pusch_msg;否则,就是基于竞争的随机接入,需要增加竞争解决处理流程，即触发msg4。

msg4的处理流程——竞争解决消息:

1)msg4主要是用于竞争解决。当从msg3中判断随机接入为基于竞争的随机接入时,则保存需要竞争的UE的信息。在通过rnsg4解决竞争时,会对这些竞争的UE进行竞争解决。

2)msg4也是在第1阶段上下行的调度时,在下行调度过程中处理的,最后组装到“下行大消息”中，发给PHY。

3)竞争解决在下行调度过程中进行处理。

随机接入的异常情况

由于移动通信信道会受到各种现实环境的影响，无法保证始终处于理想无干扰的情景中,而用户的接入具有随机以及不确定性,所以,在随机接入过程中，不可避免的会出现一些异常情况,主要的异常如下:

1)随机接入过程中,用户没有接收到msg2,这说明eNodeB没有接收到随机接入前导码,或者UE没有接收到msg2。

2)RAR中含有回退指示参数,这说明用户在接入过程中与其他同时接入的用户发生了碰撞,随机接入不成功。

3)UE发送msg3之后,在MAC的定时器被开启,接收msg4,如果超过定时时间,还是无法成功接收消息,这说明msg3未能被eNodeB成功接收,或者msg4未能被UE成功接收。

4)msg4接收完成,能够解码,但是信息里面没有与之对应的标示,这说明该用户在竞争中失败。如果随机接入出现异常,那么UE需要回退一段时间,然后再次发起随机接入。