LTE D随机接入过程 RAR以及MSG 的重传
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 初始随机接入过程
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 :{sradioResourceConfigCommon{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。
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。
LTE-TDD随机接入过程-RARMSG2以及MSG1的重传
.本文涉及到的容有：RAR在什么时候开始接收1）UE（RA-RNTI（2）怎么确定后的处理UE没有收到RAR（3）的格式）RAR（4RAR监测1.UE发送》已经详细说明了UE-）前导码Preamble的格式与时频位置文章《LTE-TDD随机接入过程（2Random Access RAR （发出Preamble后，并不是立即准备接收前导码的时频位置。
当PreambleUE也不可能一直等UE子帧之后才开始准备接收RAR。
当然，Response），而是在发送前导码之后的第3个ra-ResponseWindowSize，则不再继续监测RAR 个子帧仍然没有收到待RAR，如果UE连续检测了信息。
RARthe UE shall monitor the PDCCH for Random Access Response(s) identified by the RA-RNTIdefined below, in the RA Response window which starts at the subframe that contains the end ofthe preamble transmission plus three subframes and has length ra-ResponseWindowSize subframes.RACH-ConfigCommonra-ResponseWindowSize个子帧，围是2-10SIB2参数由中的UE字段带给，。
10msRARUE即最多连续监测的时长是专业资料Word.的计算2.RA-RNTIRA-RNTI都需要唯一确定RA-RNTI并不在空口中传输，但UE和eNBRARRAReNB加扰、UE解扰的的时频位置来PreambleRA-RNTI，因此就必须通过收发双方都明确的的值，否则UE就无法解码RAR的值。
计算RA-RNTI is used on the PDCCH when Random Access Response RA-RNTI: The Random Access RNTIidentifies which time-frequency resource was utilized messages are transmitted. It unambiguouslyby the UE to transmit the Random Access preamble.。
LTE随机接入过程总结(完美)
精心整理随机接入过程一. PRACH1. PRACH 的类型3这425有关，2. 2所而对于PRACH 的频域位置，协议中由参数RA PRBoffset n 确定，它的取值范围是60ULRB RA PRBoffset -≤≤N n 。
表2：randomaccessconfigurationforpreambleformats0~34. PRACHbasebandsignalgenerationPRACH 的时域波形通过下面的公式生成：其中)(,n x v u 是Preamble 序列。
而The th u rootZadoff-Chusequence 被定义为如下式： 如上所述，对于Preambleformat0~3的序列长度ZC N 为839，而对于u 的取值请参看协议36.211的Table)(,n x v u 实际上是通过()n x u 做循环移位生成的，如下式：而v C 的计算方式如下式：CS ZC CS CS CS RA RA RA RA start shift shift CS shift group shift 0,1,...,1,0for unrestricted sets0for unrestricted sets (mod )for restricted sets 0,1,...,1v vN v N N N N C d v n v n N v n n n ⎧=-≠⎢⎥⎣⎦⎪⎪==⎨⎪⎢⎥+=+-⎪⎣⎦⎩从中可以看出，涉及到unrestrictedsets 和restrictedsets ，这是由协议中的High-Speed-flag 确定的，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36.211当3ZC CS N d N u <≤，则：5. MSG3，二. 1． 2． 3． 4． 5． 资源。
LTE系统随机接入过程研究
LTE系统随机接入过程研究随机接入是指在LTE系统中，当终端设备（UE）需要与基站建立通信连接时，UE选择与哪个基站进行连接的过程。
在该过程中，UE发送了一个随机接入信令，被接收到信令的基站将根据接收到的信号质量和其他条件来决定是否允许UE接入系统。
下面将对LTE系统的随机接入过程进行研究。
首先，随机接入的流程包括三个步骤，即接入信令的发送、接收和响应。
UE首先选择一个假设接入的随机接入前导（RA-Preamble），并将其发送到附近的基站。
基站会接收到多个UE发送的RA-Preamble，并对其进行处理和分析。
根据接收到的信号质量，基站会决定是否允许该UE接入系统，并向UE发送响应信令。
在发送接入信令之前，UE需要先选择一个合适的RA-Preamble。
RA-Preamble是一个随机选择的前导序列，用于标识UE并区分其他UE的接入请求。
UE可以根据其信道环境和网络负载来选择一个适合自己的RA-Preamble。
该选择过程需要考虑到信道状态和网络的负载情况，以最大化接入成功的机会。
接下来是接收和分析随机接入信令的基站的过程。
基站会接收到多个UE发送的RA-Preamble，并同时进行处理和分析。
基站会测量接收到的信号质量，包括接收到的信号强度（RSSI）和信号质量指标（SINR）。
同时，基站还会根据网络负载情况来判断是否还有空闲的资源来支持新的接入请求。
基站会根据这些测量结果和负载情况来决定是否接收该UE的接入请求。
最后是基站向UE发送响应的过程。
如果基站接收到的信号质量满足一定的条件，并且网络有足够的资源来支持新的接入请求，基站会向UE 发送一个接入成功的响应信令。
该响应信令包括一个随机接入标识（RA-RNTI）和其他必要的信息，用于标识UE并建立通信连接。
如果基站接收到的信号质量不满足条件，或者网络资源不足，基站会向UE发送一个接入失败的响应信令。
UE会在接收到该响应信令后，根据接入成功或失败来采取相应的行动，例如重试接入请求或者放弃连接。
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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
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。
即UE最多连续监测RAR的时长是10ms。
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。
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：
其中，
PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER是当前MSG1的传输次数，第一次（新传）时，PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER被设置为1。
preambleInitialReceivedTargetPower表示初始功率值，范围从-120dBm到-90dBm不等。
powerRampingStep表示功率抬升因子，范围从0dB到6dB不等。
上述三个参数都由SIB2中的RACH-ConfigCommon字段带给UE，见前文截图。
DELTA_PREAMBLE是一个功率偏移量，与Preabmle的格式相关。
的格式
随机接入过程中的MAC PDU包含3个部分：MAC头、payload（1个或多个RAR单元）和可选的填充padding。
MAC头包含1个或多个MAC子头，但只能有1个子头可以包含Backoff Indicator，且这个子头只能放在第一个子头位置。
其他没有包括Backoff Indicator的子头均对应一个RAR单元。
如下图所示。
之所以将BI子头放在第一个子头位置，我想可能是为了减少UE侧的处理时间，比如存在这种情况：UE1-UE10共10个UE同时接入，如果将UE1的RAPID子头不放在第一个位置，那么UE1还要遍历接下来的所有子头，读取每个子头的E值和T值，才能知道这个RAR有没有携带BI子头，而如果规定BI子头固定放在第一个位置，那么UE1在解码BI子头和自己的RAPID子头后，就不需要关心余下所有子头的T字段了。
带BI（Backoff Indicator）参数的MAC子头，由E/T/R/R/BI组成，而其他的子头则由E/T/RAPID组成，如下图所示。
需要注意的是，在没有解码到任何BI值的时候，UE本地使用的BI参数是0ms，而如果一旦解码成功RAR，无论这个RAR是否携带了本UE的Preamble，UE都要存下本次解码得到的BI，以备重传Preamble的时候使用。
但一旦重新发起RA过程，UE侧BI参数都将被复位为0ms。
子头中每个字段的含义是：
如果有2个UE正在进行随机接入，且计算得到的RA-RNTI一样，而前导码不一样时，包含RAR的PDU 头的格式如下所示。
只有当不同UE的RA-RNTI相同时，RAR消息才能封装到一个MAC-PDU里，不同的RA-RNTI，不能封装在一个MAC PDU中。
payload指1个或多个RAR控制单元，具体个数取决于MAC子头中对应的RAPID的个数。
如果RAR是对2个前导码进行的响应，则MAC PDU需要有2个RAR控制单元。
RAR控制单元的格式如下。
每个RAR的长度固定为6个字节。
各字段的含义为：
对于2个RAR的MAC PDU，它的格式如下。
20bits的UL GRANT包括的内容有：
比如UE接收到的RAR码流为0x410008DC0C212F，则依据协议规则，解析的过程如下：
可以知道，该RAR针对的是PreambleID=1的随机接入响应。
UL_GRANT的解析过程如下，其中RIV的解析过程与带宽相关，会在后续MSG3的相关博文中再专门介绍。