LTE-初始随机接入过程1
LTE随机接入过程
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。
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 L1 is 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在指定围（以后博文会具体介绍这个围）随机选择Preamble码并发起随机接入过程。
LTE的随机接入过程
LTE的随机接入过程简介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。
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。
LTE随机接入(很全)
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Table5.7.1-3。
prach-ConfigIndex 确定了四元结构体),,,(210RA 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=RAt 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。
LTE随机接入过程总结完美
LTE随机接入过程总结完美LTE（Long Term Evolution）是第四代移动通信技术，它具有更高的速度、更低的延迟和更大的容量。
LTE随机接入过程是指移动设备与LTE 网络建立连接的过程。
接下来，我将总结LTE随机接入过程的详细步骤，并分析其中涉及的关键技术。
1.预备过程首先，移动设备将在频域上选择一个随机接入前导（Random Access Preamble），以准备发送随机接入请求。
这个过程叫做预备过程。
移动设备选择的随机接入前导数目通常是固定的。
2.随机接入过程一旦移动设备选择了随机接入前导，它将开始发送随机接入请求。
请求包括随机接入前导、时间戳和一些身份信息。
随机接入请求会通过物理层协议发送到LTE基站（eNodeB）。
基站接收请求后，会通过控制信道来进行解调。
3.随机接入响应当基站接收到随机接入请求后，它会给移动设备一个随机接入响应。
响应包括一个随机接入响应码、接入时隙和一些其他的参数。
移动设备接收到响应后，会根据接入时隙将其发送回基站。
4.随机接入确认基站接收到移动设备的随机接入响应后，会对其进行解调。
如果解调成功，则确认移动设备的接入请求有效。
确认会通过控制信道发送给移动设备。
移动设备接收到确认后，就可以和LTE网络进行通信了。
1.随机性和多用户接入：由于移动设备选择随机接入前导的过程是随机的，所以每个移动设备之间的接入过程是相互独立的。
这样就能够支持大量用户同时接入LTE网络，提高了网络容量。
2.高效和快速的接入：LTE随机接入过程采用了预备过程，使移动设备提前准备好发送接入请求。
这样可以大大减少接入时延，提高了接入效率。
3. 解决多径效应：LTE随机接入过程中使用了CDMA（Code Division Multiple Access）技术，它可以通过对不同路径上的信号加权来抵消多径效应。
这样可以提高信号质量，降低误码率。
4.增强系统安全性：在随机接入过程中，移动设备需要发送身份信息给基站。
LTE Initial Attach 过程 (1)
LTE Initial Attach 过程 (1)(2014-10-16 16:26:03)转载▼标签：转载原文地址：LTE Initial Attach 过程 (1)作者：lte2010UE开机，通过小区选择和小区重选，驻留到合适的小区后，就进行”Initial EPS Attach”的过程。
通过初始EPS附着，UE可以在EPS网络进行分组域服务的注册，同时，建立缺省的EPS承载，进行用户数据的传输。
（3GPP 23.401和29.274）。
步骤1:message c1 : rrcConnectionRequest :{criticalExtensions rrcConnectionRequest-r8 :{ue-Identity randomValue : '11110111 01001110 00000010 10000110 100 ...'B,establishmentCausemo-Signalling,spare '0'B}rrcConnectionReqest是在SRB0上传输的，SRB0一直存在，用来传输映射到CCCH 的RRC 信令。
在此消息中，UE-Identity 的目的是为了底层随机接入的竞争消除。
它可以是S－TMSI，也可以是UE生成的随机数。
在InitialEPSAttach的过程中，UE还没有获得S－TMSI，因此包含了一个40位的随机值。
NAS层通过establishmentCause指明连接的原因。
步骤2：RRCConnectionSetupmessage c1 : rrcConnectionSetup :{rrc-TransactionIdentifier 0,criticalExtensions c1 : rrcConnectionSetup-r8 :{radioResourceConfigDedicated{srb-ToAddModifyList{{srb-Identity 1,rlc-Configuration defaultValue : NULL,logicalChannelConfigdefaultValue : NULL}},mac_MainConfig{...}physicalConfigDedicated{。
LTE网络信令流程
LTE网络信令流程LTE（Long Term Evolution）是一种4G移动通信技术，其信令流程是指移动终端与LTE网络之间进行通信时所涉及到的信令交互流程。
以下是关于LTE网络信令流程的详细介绍，共计1200字：首先，当移动终端开机或进入LTE网络覆盖范围时，需要进行一系列的信令交互以建立起移动终端与LTE基站之间的初始连接。
这个过程被称为接入过程，一般包括以下几个步骤：步骤一：移动终端向LTE基站发起随机接入请求（RRCConnectionRequest），请求加入基站的覆盖范围。
该请求包括相关标识和目标基站的编号以及一些其他信息。
步骤二：LTE基站接收到移动终端的随机接入请求后，会向移动终端返回一个接入确认（RRCConnectionSetup），告知移动终端可以开始与基站进行连接。
同时，LTE基站会为该移动终端分配一个临时标识（C-RNTI）。
步骤四：LTE基站接收到移动终端的接入请求确认后，会向移动终端发送一个初始直达控制分配（InitialDirectTransfer），进一步建立起移动终端与基站之间的初始连接。
接下来的步骤是在初始连接建立后，移动终端与LTE网络之间进行信令交互，以进行各种数据业务的传输和处理。
通常包括以下几个过程：步骤五：移动终端发送一个小区广播请求（CellSelection），请求LTE基站提供当前小区及邻近小区的系统信息。
此举旨在让移动终端获取必要的系统信息，以选择最佳的基站进行连接。
步骤六：LTE基站接收到移动终端的小区广播请求后，会向移动终端返回当前小区和邻近小区的系统信息。
步骤七：根据接收到的系统信息，移动终端选择一个合适的小区，并发送小区选择确认（CellSelectionConfirm）给基站。
步骤八：LTE基站接收到移动终端的小区选择确认后，会向移动终端分配一个临时标识（P-RNTI），并发送接入配置（RRCConnectionReconfiguration）以便为移动终端进行具体的配置。
LTE随机接入过程的总结
LTE随机接入过程的总结LTE（Long Term Evolution）是第四代移动通信技术，具有更高的带宽和更快的数据传输速度。
在LTE网络中，移动设备需要进行随机接入过程，以与基站建立连接，并开始通信。
下面是对LTE随机接入过程的完美总结。
随机接入是移动设备首次接入LTE网络的过程，包括两个步骤：预留资源，发送随机接入请求。
首先，移动设备需要预留资源。
移动设备在接入时，首先需要扫描附近的基站，并选择信号强度最强的基站进行连接。
一旦选择了目标基站，移动设备需要向目标基站发送预留资源请求。
预留资源请求是为了保证基站能够为移动设备分配足够的无线资源，例如时间和频率资源。
一旦预留资源请求被接受，移动设备可以进行下一步，即发送随机接入请求。
移动设备先发送随机接入前导（Preamble），以通知基站其接入意图。
随机接入前导是一个特定的序列，用于激活基站的接入侦听器。
接入侦听器会监听所有传输通道上的随机接入前导，以检测移动设备接入请求。
在发送随机接入前导后，移动设备等待基站的回应。
基站会通过广播信道向周围的移动设备发送接入响应。
如果移动设备在规定时间内收到接入响应，则表示接入成功。
接入响应携带了一些必要的参数，例如：时间同步信息、随机接入标识符等。
接入过程完成后，移动设备和基站之间即建立起物理连接，移动设备可以开始正常通信。
移动设备会收到基站分配的唯一标识（RNTI），用于后续的通信过程。
接入过程还包括了一些安全性措施，例如鉴权过程，以确保通信的安全性。
总结起来，LTE随机接入过程包括了预留资源和发送随机接入请求两个步骤。
移动设备首先发送预留资源请求，以保证基站能够分配足够的无线资源。
然后，移动设备发送随机接入前导，激活基站的接入侦听器。
如果接收到基站的接入响应，表示接入成功，移动设备和基站之间建立起物理连接。
接入过程还包括一些安全措施，以确保通信的安全性。
总的来说，LTE随机接入过程是一系列复杂的步骤，但它确保了移动设备和LTE网络之间的无缝连接，为用户提供更快速和稳定的通信体验。
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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用于竞争的随机前导序列, 又被分为GroupA和GroupB两组. 其中GroupA的数目由参数preamblesGroupA来决定,如果GroupA的数目和用于竞争的随机前导序列的总数的数目相等, 就意味着GroupB不存在.GroupA 和GroupB的主要区别在于将要在MSG3中传输的信息的大小, 由参数messageSizeGroupA 表示。
在GroupB存在的情况下, 如果所要传输的信息的长度(加上MAC 头部, MAC控制单元等)大于messageSizeGroupA,并且UE能够满足发射功率的条件下, UE 就会选择GroupB中的前导序列.所谓UE满足发射功率指的是:UE的路损> PCMAX – preambleInitialReceivedTargetPower – deltaPreambleMsg3 –messagePowerOffsetGroupBUE通过选择GroupA或者GroupB里面的前导序列, 可以隐式地通知eNodeB其将要传输的MSG3的大小. eNodeB可以据此分配相应的上行资源, 从而避免了资源浪费.eNodeB 通过preambleinitialReceivedTargetPower通知UE 其所期待接收到的前导序列功率, UE根据此目标值和下行的路径损耗, 通过开环功控来设置初始的前导序列发射功率。
下行的路径损耗, 可以通过RSRP (Reference Signal Received Power)的平均来得到。
这样可以使得eNodeB 接收到的前导序列功率与路径损耗基本无关, 从而利于NodeB 探测出在相同的时间-频率资源上发送的接入前导序列.发送了接入前导序列以后,UE需要监听PDCCH信道,是否存在ENODEB回复的RAR消息, (Random Access Response), RAR的时间窗是从UE发送了前导序列的子帧 + 3个子帧开始, 长度为Ra-ResponseWindowSize个子帧. 如果在此时间内没有接收到回复给自己的RAR, 就认为此次接入失败。
如果初始接入过程失败，但是还没有达到最大尝试次数preambleTransMax，那么UE可以在上次发射功率的基础上, 功率提升powerRampingStep, 来发送此次前导, 从而提高发送成功的机率. 在LTE系统中, 由于随机前导序列一般与其他的上行传输是正交的, 因此, 相对于WCDMA系统, 初始前导序列的功率要求相对宽松一些, 初始前导序列成功的可能性也高一些。
步骤二: 随机接入响应 (RAR).当eNB检测到UE发送的前导序列，就会在PDSCH上发送一个响应，包含：检测到的前导序列的索引号、用于上行同步的时间调整信息、初始的上行资源分配(用于发送随后的MSG3), 以及一个临时C-RNTI, 此临时的C-RNTI将在步骤四(冲突解决)中决定是否转换为永久的C-RNTI.（RA-RNTI是随机接入的时候UE通过PRACH时频域资源算出来的，流程大概是：1、网络侧会给定可用的PRACH信道的时频域资源2、UE从网络侧给定的PRACH信道挑一个出来发送PREAMBLE，这个给定的PRACH信道的time domain是由子帧号（0-9）和一个完整帧内第几个PRACH信道号（0-5,TDD规定一个帧下最多有6个PRACH信道），RA-RNTI就是由UE使用的PRACH信道所在的子帧号和PRACH信道号算出来的。
RA-RNTI=1+子帧号+10*PRACH信道号。
具体计算方法在协议36.211中随机接入中描述很清楚。
只需要查相应表格就可以计算出来RA-RNTI。
其中该PRACH信道资源在：非竞争随机接入中由网络侧给定，UE高层会指示物理层使用指定的PRACH信道资源竞争随机接入由UE物理层在可选PRACH信道资源中随机选取）UE需要在PDCCH上使用RA-RNTI(Random Access RNTI)来监听RAR消息.RA-RNTI =1 + t_id + 10*f_id其中，t_id，发送前导的PRACH的第一个subframe索引号 (0 <= t_id < 10)f_id，在这个subframe里的PRACH索引，也就是频域位置索引，(0 =< f-id <=6), 不过对于FDD系统来说，只有一个频域位置，因此f_id永远为零。
RA-RNTI与UE发送前导序列的时频位置一一对应. UE和eNodeB可以分别计算出前导序列对应的RA-RNTI值。
UE监听PDCCH信道以RA-RNTI表征的RAR消息, 并解码相应的PDSCH 信道, 如果RAR中前导序列索引与UE自己发送的前导序列相同, 那么UE就采用RAR中的上行时间调整信息, 并启动相应的冲突调整过程。
在RAR消息中, 还可能存在一个backoff指示, 指示了UE重传前导的等待时间范围. 如果UE在规定的时间范围以内, 没有收到任何RAR消息, 或者RAR消息中的前导序列索引与自己的不符, 则认为此次的前导接入失败。
UE 需要推迟一段时间, 才能进行下一次的前导接入。
推迟的时间范围, 就由backoff indictor来指示, UE可以在0到BackoffIndicator 之间随机取值. 这样的设计可以减少UE在相同时间再次发送前导序列的几率。
步骤三: MSG3 发送 (RRC Connection Request).UE接收到RAR消息, 获得上行的时间同步和上行资源。
但此时并不能确定RAR消息是发送给UE自己而不是发送给其他的UE的. 由于UE的前导序列是从公共资源中随机选取的, 因此, 存在着不同的UE在相同的时间-频率资源上发送相同的接入前导序列的可能性, 这样, 他们就会通过相同的RA-RNTI接收到同样的RAR。
而且UE也无从知道是否有其他的UE在使用相同的资源进行随机接入。
为此UE需要通过随后的MSG3 和MSG4消息,来解决这样的随机接入冲突。
MSG3是第一条基于上行调度,通过HARQ (Hybrid Automatic Repeat request), 在PUSCH上传输的消息. 其最大重传次数由maxHARQ-Msg3TX定义. 在初始的随机接入中, MSG3中传输的是RRCConnectionRequest。
如果不同的UE接收到相同的RAR消息, 那么他们就会获得相同的上行资源, 同时发送Msg3消息, 为了区分不同的UE, 在MSG3中会携带一个UE特定的ID, 用于区分不同的UE。
在初始接入的情况下, 这个ID可以是UE的S-TMSI(如果存在的话)或者随机生成的一个40位的值(可以认为, 不同UE随机生成相同的40 位值的可能性非常小)。
（MMEC 明确定义为8位、M－TMSI是32位的在MME内UE的ID，S-TMSI= MME Code + M-TMSI）UE在发完MSg3消息后就要立刻启动竞争消除定时器mac-ContentionResolutionTimer （而随后每一次重传消息3都要重启这个定时器）, UE需要在此时间内监听eNodeB返回给自己的冲突解决消息。
步骤四: 冲突解决消息.如果在mac-ContentionResolutionTimer时间内,UE接收到eNodeB返回的ContentionResolution消息, 并且其中携带的UE ID与自己在Msg3中上报给eNodeB的相符,那么UE就认为自己赢得了此次的随机接入冲突,随机接入成功. 并将在RAR消息中得到的临时C-RNTI 置为自己的C-RNTI.否则的话, UE认为此次接入失败, 并按照上面所述的规则进行随机接入的重传过程. 值得注意的是, 冲突解决消息MSG4, 也是基于HARQ的. 只有赢得冲突的UE才发送ACK值, 失去冲突或无法解码Msg4 的UE不发送任何反馈消息。