TD-LTE中的PRACH资源规划 康兰兰卢昶，冯圉夏龙根 （中国移动通信集团广东有限公司佛山分公司，广东 528000） 摘 要 随机接入性能的好坏对于高速数据通信业务的质量起着至关重要的莋用TD-LTE中如何进行随机接入参数 规划从而提高边缘地区随机接入成功率是一个值得研究的问题。本文首先简要介绍了基于竞争随机接入过程 的基本步骤从中说明PRACH资源的重要参数，随后详细介绍了各个参数及配置原则并结合规划思路说 明试验网PRACH参数的规划情况及建议。 关鍵词 PRACH配置索引；高速状态指示；零相关配置；根序列索引；频率偏移 中图分类号 TN929.5 文献标识码 A 文章编号 （2012）10-0042-06 LTE 是 3GPP 在“移动宽带化”趋势下研发嘚“准 4G” 无 线 通 信 标 准 制 式 该 技 术 是 一 个 高 速 率、 低 时 延和基于分组的移动通信系统提出了 20MHz 带宽上达 到 瞬 时 峰 值 下 行 100Mbit/s 和 上 行 50Mbit/s 的 要 求。 随機接入过程是移动通信系统中的重要的环节是用户 进行初始连接、切换、连接重建、从空闲模式转换到连 接模式时重新恢复上行同步以忣 UL SCH 资源请求的 唯一策略，接入信道的性能将直接影响整个系统的运行 和业务质量在这样的背景下，本文将主要研究物理随 机接入信道（PRACH）资源的规划 物 理 随 机 接 入 信 道 承 担 着 用 户 设 备 （UE） 接 入 网 络、 申 请 网 络 资 源、 定 时 同 步、 越 区 切 换 等 重 要 任 务。TDD-LTE 系 统具有灵活的时隙配比配置其上下行导频时隙子 帧 配 置 方 式 就 有 7 种， 随 机 接 入 资 源 也 从 见 PRACH 资源的合理规划至关重要 1 随机接入过程简述 随机接入过程的实現方式分为基于竞争的随机接入 和基于非竞争的随机接入，过程如图 1 所示在 LTE 系 统 中 有 以 下 5 种 情 况 可 以 触 发 随 机 接 入 过 程，（1） 在 RRC_IDLE 状 态 时 发 起 的 初 始 接 入 ；（2） 在 RRC_ CONNECTED 状态时，发起的连接重建处理 ；（3）小区切 原来的一维变成时频二维资源的复用可 图1 基于竞争的随机接入过程（左）基于非竞争的随机接入过程（右） 收稿日期 ： 换过程中的随机接入 ；（4）在 RRC_CONNECTED ??态时， 下行导频时隙数据到达但上行处于未同步状態时发起的随机接入 ； （5）在 RRC_CONNECTED 状态时，上行数据到达但上 行处于未同步状态或没有为调度请求分配 PUCCH 资源时 发起的随机接入 ；其中（3）和（4）可采用基于非竞争的 随机接入过程，其它均只能为基于竞争的随机接入方式 随 机 接 入 前 导 序 列 由 UE 随 机 选 择， 就 存 在 多 于 一个 UE 同时传輸同一前导序列的可能性所以需要一 个解决竞争的过程。这就是基于竞争的随机接入方式 eNodeB 给 UE 分配一个专用的前导序列来避免竞争的 发苼，这就是非竞争的随机接入方式本节主要描述的 是基于竞争的随机接入过程 ： 第 1 步 ：LTE 采 用 具 有 时 / 频 恒 幅、 零 自 相 关 且 互相关性良好的 Zadoff-Chu 序列作为随机接入的参考 序列。根据规划配置结果和系统消息 SIB2 通知的前导 序列UE 从中等概率随机选择一个作为本次发送 ；第 2 步 ：Node B 检 测 到 随 機 接 入 序 列 后， 通 过 下 行 共 享 信道 PDSCH 发送随机接入响应该消息至少包含所收 到的 Preamble 码的编号、上行发送的时间调整量（TA）、 上 行 PUSCH 调 度 信 息 和 汾 配 的 临 时 C-RNTI ； 第 3 步 ：UE 根据随机接入响应中承载的调度信息和 TA 信 息， 进 行 上 行 数 据（PUSCH） 发 送 该 消 息 包 含 了 终 端 的 唯 一 ID， 如 TMSI ；第 4 步 ：Node B 接 收 UE 的 仩行消息向接入成功的 UE 返回竞争解决消息。该消 息中包含了接入成功终端的唯一 ID 其 中 第 1 步 和 第 2 步 是 随 机 接 入 在 物 理 层 的 主 要 内 容。 在 苐 1 步 中UE 的 物 理 层 根 据 高 层 所 指 示 的

LTE物理层培训目标学完本课程后您应该能：掌握LTE资源概念掌握LTE上下行导频时隙物理信道及信号的作用掌握LTE上下行导频时隙物理信道及信号在时频资源上的位置熟悉LTE物理层过程目录LTE双工方式LTE帧结构LTE物理资源LTE物理层信道和信号LTE物理层过程FDD:上行傳输和下行导频时隙传输在不同的载波频段上进行TDD:上行传输和下行导频时隙传输在相同的载波频段上进行基站终端在不同的时间进行信道嘚发送接收或者接收发送HFDD:上行传输和下行导频时隙传输在不同的载波频段上进行基站终端在不同的时间进行信道的发送接收或者接收发送HFDD與FDD的差别在于终端不允许同时进行信号的发送与接收即HFDD基站与FDD基站相同但是HFDD终端相对FDD终端可以简化只保留一套收发信机并节省双工器的成夲。双工方式TDDLTE与FDDLTE的介绍与区别TDDLTE与FDDLTE分别是G两种不同的制式一个是时分一个是频分简单来说TDDLTE上下行导频时隙在同一个频点的时隙分配FDDLTE上下行導频时隙通过不同的频点区分。TDLTE和FDDLTE的差异目录LTE双工方式LTE帧结构LTE物理资源LTE物理层信道和信号LTE物理层过程GPP定义了种类型的帧结构FDD帧结构帧结构類型适用于FDD与HFDD一个长度为ms的无线帧由个长度为ms的子帧构成每个子帧由两个长度为ms的时隙构成帧结构TDD帧结构帧结构类型适用于TDD一个长度为ms的無线帧由个长度为ms的半帧构成每个半帧由个长度为ms的子帧构成常规子帧：由两个长度为ms的时隙构成特殊子帧：由DwPTS、GP以及UpPTS构成支持ms和msDL?UL切换點周期帧结构TDD帧结构－上下行导频时隙配置帧结构TDLTE帧结构特点：无论是正常子帧还是特殊子帧长度均为msFDD子帧长度也是ms。一个无线帧分为兩个ms半帧帧长ms和FDDLTE的帧长一样。特殊子帧DwPTSGPUpPTS=msTDLTE上下行导频时隙配比表转换周期为ms表示每ms有一个特殊时隙这类配置因为ms有两个上下行导频时隙轉换点所以HARQ的反馈较为及时。适用于对时延要求较高的场景转换周期为ms表示每ms有一个特殊时隙这种配置对时延的保证略差一些但是好处昰ms只有一个特殊时隙所以系统损失的容量相对较小TDLTE帧结构子帧:ms时隙ms特殊子帧:ms半帧:ms半帧:ms帧:msGPUpPTSDLULConfigurationSwitchpointpriodicitySubframnumbrmsDSUUUDSUUUmsDSUUDDSUUDmsDSUDDDSUDDmsDSUUUDDDDDmsDSUUDDDDDDmsDSUDDDDDDDmsDSUUUDSUUDTDLTE特殊子帧继承了TDSCDMA的特殊子帧设计思路由DwPTSGP和UpPTS组成。TDLTE的特殊子帧可以有多种配置用以改变DwPTSGP和UpPTS的长度但无论如何改变DwPTSGPUpPTS永远等于msTDLTE的特殊子帧配置和上下行导频时隙时隙配置没有制约关系可以相对獨立的进行配置目前厂家支持::以提高下行导频时隙吞吐量为目的）和::以避免远距离同频干扰或某些TDS配置引起的干扰为目的）随着产品的成熟更多的特殊子帧配置会得到支持特殊子帧msGPDwPTSUpPTSGPDwPTSUpPTS特殊子帧配置NormalCPDwPTSGPUpPTSDwPTSUpPTSUpPTS可以发送短RACH做随机接入用）和SRSSounding参考信号）UpPTS上不发任何控制信令或数据UpPTS长度为个或個symbol个符号时用于发送短RACH或SoundingRS,个符号时只用于soundingGP目录LTE双工方式LTE帧结构LTE物理资源LTE物理层信道和信号LTE物理层过程物理资源概念无线帧OFDM符号天线端口基夲时间单位时隙slot子帧物理资源接收机用来区分资源在空间上的差别包括三类天线端口：CRS：天线端口MBSFN：天线端口DRS：天线端口天线端口LTE使用天線端口来区分空间上的资源。天线端口的定义是从接收机的角度来定义的即如果接收机需要区分资源在空间上的差别就需要定义多个天线端口天线端口与实际的物理天线端口没有一一对应的关系。由于目前LTE上行仅支持单射频链路的传输不需要区分空间上的资源所以上行还沒有引入天线端口的概念目前LTE下行导频时隙定义了三类天线端口分别对应于天线端口序号。小区专用参考信号传输天线端口：天线端口MBSFN參考信号传输天线端口：天线端口终端专用参考信号传输天线端口：天线端口物理资源概念资源单元(RE)LTE系统中最小单位对于每一个天线端口┅个OFDM或者SCFDMA符号上的一个子载波对应的一个单元叫做资源单元资源块(RB)LTE系统中调度用户的最小单位一个时隙中频域上连续的宽度为kHz的物理资源稱为一个资源块物理资源块(PRB)为物理层时频资源概念空中接口物理资源分配的单位虚拟资源块(VRB)MAC层时频资源概念物理资源概念系统占用带宽分析占用带宽=子载波宽度x每RB的子载波数目xRB数目子载波宽度=KHz每RB的子载波数目=名义带宽(MHz)RB数目实际占用带宽(MHz)RB参数常规子帧）一般使用子载波间隔为kHzCP配置为常规CPRB参数资源单元组(REG)控制区域中RE集合用于映射下行导频时隙控制信道每个REG中包含个未被使用的RE控制信道单元CCE）由REG组成共包含个RE物理資源概念REG和CCELTE定义了两个专用的控制信道资源单位：RE组(REGroupREG)和控制信道单元(ControlChannlElmntCCE)个REG由位于同一OFDM符号上的个或个相邻的RE组成但其中可用的RE数目只有个個RE组成的REG中包含了两个参考信号而参考信号RS所占用的RE是不能被控制信道的REG使用的。一个CCE由个REG构成定义REG这样的资源单位主要是为了有效地支持PCFICH、PHICH等数据率很小的控制信道的资源分配也就是说PCFICHPHICH的资源分配是以REG为单位的而定义相对较大的CCE是为了用于数据量相对较大的PDCCH的资源分配目录LTE双工方式LTE帧结构LTE物理资源LTE物理层信道和物理信号LTE物理层过程下行导频时隙物理信道一般处理流程下行导频时隙物理信道处理流程加扰調制层映射预编码RE映射OFDM信号产生下行导频时隙物理信道PBCH：物理广播信道调制方式：QPSKPDSCH：物理下行导频时隙共享信道调制方式：QPSK,　　　　QAM,QAMPCFICH：物悝控制格式指示信道调制方式：QPSKPMCH：物理多播信道调制方式：QPSK,　　　　QAM,QAMPDCCH：物理下行导频时隙控制信道调制方式：QPSK下行导频时隙物理信道PHICH：物悝HARQ指示信道调制方式：BPSK下行导频时隙物理信道功能概述物理下行导频时隙控制信道(PDCCH）用于指示PDSCH相关的传输格式资源分配HARQ信息等物理下行导頻时隙共享信道(PDSCH)传输数据和信令物理广播信道(PBCH)传递UE接入系统所必需的系统信息如带宽天线数目等物理控制格式指示信道(PCFICH)一个子帧中用于PDCCH的OFDM苻号数目物理HARQ指示信道(PHICH)用于NodB向UE反馈和PUSCH相关的ACKNACK信息物理多播信道(PMCH)传递MBMS相关的数据PBCH信道功能PBCH传送的系统广播信息包括：下行导频时隙系统带宽、SFN子帧号、PHICH持续时间以及资源大小指示信息、天线配置信息等其中天线信息映射在CRC的掩码当中频域：对于不同的带宽都占用中间的MHz个子载波）进行传输时域：映射在每个ms无线帧的subfram里的第二个slot的前个OFDM符号上周期：PBCH周期为ms每ms重复发送一次终端可以通过次中的任一次接收解调出BCHPBCH配置PBCH(广播信道)广播消息：MIBSIBMIB在PBCH上传输,包含了接入LTE系统所需要的最基本的信息：下行导频时隙系统带宽PHICH资源指示系统帧号(SFN）CRC使用mask的方式天线数目嘚信息等SIB在DLSCH上传输映射到物理信道PDSCH携带如下信息：一个或者多个PLMN标识Trackaracod小区IDUE公共的无线资源配置信息同、异频或不同技术网络的小区重选信息SIB固定位置在子帧上传输携带了DLUL时隙配比以及其他SIB的位置与索引等信息。SIBSIBSIB常规CP扩展CPPBCH在时频结构中的位置PBCH检测PBCH映射到ms里的四个子帧上UE通过盲檢测确定这ms的时刻PHICH的传输以PHICH组的形式PHICH组的个数由PBCH指示。Ng={,,,}PHICH组数=Ng()整数取上限）={}PHICHmin=PHICHmax=采用BPSK调制传输上行信道反馈信息指示PDCCH的长度信息、或）在子幀的第一个OFDM符号上发送占用个REG均匀分布在整个系统带宽。采用QPSK调制携带一个子帧中用于传输PDCCH的OFDM符号数传输格式小区级shift随机化干扰。PCFICHPHICH配置PCFICH(粅理层控制格式指示信道)PHICH(物理HARQ指示信道)PCFICH用于指示在一个子帧中传输PDCCH所使用的OFDM符号个数CFI：bit信息编码QPSK调制下行导频时隙物理信道PCFICH信息下行导频時隙物理信道PHICH信息PHICH承载bitACKNACK信息采用BPSK调制通过FDM、CDM以及IQ复用承载多个用户的HARQ反馈常规CP：一个信道占个REG次重复、倍扩频、PHICHSPrPHICHgroup扩展CP：一个信道占个REG次重複、倍扩频、PHICHSPrPHICHgroupPHICHgroup的资源映射PHICH占用的OFDM符号个数如下表所示一个PHICHgroup由部分组成分别映射到一个REG上但个REG可能在不同的符号中PHICH信道位置PHICH非MBSFN子帧MBSFN子帧TDD中子幀和子帧所有其他情况混合载波承载MBSFN常规扩展物理下行导频时隙控制信道PDCCH：PDCCH用于承载资源分配信息逻辑映射一个PDCCH是一个或者几个连续CCE的集匼根据PDCCH中包含CCE的个数可以将PDCCH分为如下图四种格式物理映射多个用户的PDCCH进行复用和加扰等操作映射到没有用于传输PCFICH和PHICH的REG上物理下行导频时隙控制信道PDCCH格式CCE个数REG个数PDCCH比特数目频域：占用所有的子载波时域：占用每个子帧的前n个OFDM符号n=PDCCH的信息映射到控制域中除了参考信号、PCFICH、PHICH之外的REΦ因此需先获得PCFICH和PHICH的位置之后才能确定其位置用于发送上下行导频时隙资源调度信息、功控命令等通过下行导频时隙控制信息块DCI承载不哃用户使用不同的DCI资源。PDCCH配置PDCCH(物理下行导频时隙控制信道)DCI占用的物理资源可变范围为个CCE个RECCE）DCI占用资源不同则解调门限不同资源越多需求的解调门限越低覆盖范围越大PDCCH可用资源有限单个DCI占用资源越多将导致PDCCH支持用户容量下降针对每个DCI可以进行功控以达到降低小区间干扰和增强覆盖的目的PDCCH盲检测PDCCH盲检测搜索空间分类公共搜索空间专用搜索空间UE根据其当前想要接收信息的具体情况决定在哪个空间进行盲检测其盲检測的规则有具体的规范物理下行导频时隙共享信道PDSCH:PDSCH用于承载数据信息PDSCH资源分配优先级最低只能占用其他信道信号不用的RB下行导频时隙物理信道下行导频时隙信道的映射下行导频时隙逻辑信道下行导频时隙传输信道下行导频时隙物理信道下行导频时隙传输信道信道的分类MAC层处悝的信道包括逻辑信道和传输信道逻辑信道是MAC层与上层的信道传输信道是MAC层与下层的信道MAC实体进行逻辑信道和传输信道之间的映射。按照消息的类别不同将业务和信令消息进行分类获得相应的信道称为逻辑信道这种信道的定义只是逻辑上人为的定义传输信道对应的是空Φ接口上不同信号的基带处理方式根据不同的处理方式来描述信道的特性参数构成了传输信道的概念具体来说就是信号的信道编码、选择嘚交织方式交织周期、块内块间交织方式等）、CRC冗余校验的选择、块的分段等过程的不同而定义了不同类别的传输信道。物理信道就是空Φ接口上的频率加码字扩频吗＋扰码）物理信道就是空中接口的承载媒体根据它所承载的上层信息的不同定义了不同类的物理信道。逻輯信道的分类MAC向RLC以逻辑信道的形式提供服务逻辑信道由其承载的信息类型所定义分为CCH和TCH前者用于传输LTE系统所必需的控制和配置信息后者鼡于传输用户数据。LTE规定的逻辑信道类型如下：CCCH公共控制信道用于传输链路连接所需要的控制信令与信息BCCH广播控制信道用于传输从网络到尛区中所有移动终端的系统控制信息PCCH寻呼控制信道用于寻呼位于小区级别中的移动终端。DCCH专用控制信道用于传输来去于网络和移动终端の间的控制信息该信道用于移动终端单独的配置诸如不同的切换消息MCCH多播控制信道用于传输请求接收MTCH信息的控制信息。DTCH专用业务信道用於传输来去于网络和移动终端之间的用户数据MTCH多播业务信道用于发送下行导频时隙的MBMS业务传输信道的分类对物理层而言MAC以传输信道的形式使用物理层提供的服务。LTE中规定的传输信道类型如下：BCH：广播信道用于传输BCCH逻辑信道上的信息PCH：寻呼信道用于传输在PCCH逻辑信道上的寻呼信息。DLSCH：下行导频时隙共享信道用于在LTE中传输下行导频时隙数据的传输信道它支持诸如动态速率适配、时域和频域的依赖于信道的调喥、HARQ和空域复用等LTE的特性。类似于HSPA中的CPCDLSCH的TTI是ms。MCH：多播信道用于支持MBMSULSCH：上行共享信道和DLSCH对应的上行信道确定唯一的物理小区id下行导频时隙信道质量测量下行导频时隙信道估计用于UE端的相干检测和解调同步信号参考信号主同步信号PSS辅同步信号SSS小区专用参考信号CRSMBSFNRS终端专用的参栲信号DRS下行导频时隙物理信号FDD帧中PSS与SSS的位置TDD帧中PSS与SSS的位置PCI概述LTE系统提供个物理层小区ID(即PCI)和TDSCDMA系统的个扰码概念类似。网管配置时为小区配置の间的一个号码即可在TDSCDMA系统中UE解出小区扰码序列共有种可能性）即可获得该小区ID。LTE的方式类似不同的是UE需要解出两个序列：主同步序列PSS囲有种可能性）和辅同步序列SSS共有种可能性）由两个序列的序号组合即可获取该小区ID。因为PCI直接决定了小区同步序列并且多个物理信道嘚加扰方式也和PCI相关所以相邻小区的PCI不能相同以避免干扰基本概念小区ID获取方式配置原则用于估计上行信道频域信息做频率选择性调度鼡于估计上行信道做下行导频时隙波束赋形用于上行控制和数据信道的相关解调用作信道估计、测量。上下行导频时隙时隙中均位于每个時隙的数据部分之间下行导频时隙导频用作信道估计用作同步仅出现于波束赋型模式用于UE解调用于下行导频时隙信道估计及非bamforming模式下的解调。调度上下行导频时隙资源用作切换测量参考信号TDLTETDSCDMA下行导频时隙参考信号上行参考信号CRSDRSDMRSSRSDWPTSMidambl码TDLTE特有上行实现Sounding后可以实现BF和更准确的上下行導频时隙频选调度下行导频时隙参考信号两天线端口示意图DRS专用参考信号）CRS公共参考信号）天线端口示意图　CRSDRS位置分布于下行导频时隙子幀全带宽上分布于用户所用PDSCH带宽上作用下行导频时隙信道估计调度下行导频时隙资源切换测量波束赋形时用于UE解调应用发射分集、空间复鼡的业务和控制信道波束赋型的控制信道波束赋型的业务信道小区专用参考信号AntnnaportAntnnaportAntnnaportAntnnaport下行导频时隙物理信号当天线端口数为CRS出现在每个下行导頻时隙RB的第和第个OFDM符号上一个OFDM符号的个子载波上出现两次CRS所以在频域上有个位置可以选择当天线端口为时CRS在时间上的位置不变但由于CRS在兩个天线端口上频域上不能重叠且一个天线端口在发射CRS时另外一个天线端口什么信号都不能发射这样在每个RB上CRS在频域上只有个位置可以选擇。当有更多的天线端口时CRS可以在其他的OFDM符号上发射CRS在频域上依然有个位置可以选择由于CRS是用于小区信道估计如果在同一时间在同一个頻率位置出现个或以上的CRS信号则他们之间将互相干扰对两天线端口的系统而言不会干扰的CRS信号只有个就是在频域上可以选择的个位置。当嘫对一个天线端口而言不会干扰的CRS信号有个PCI模三干扰下行导频时隙参考信号(扩展CP)MBSFN参考信号MBSFN参考信号映射超长扩展CPf=kHz）MBSFN参考信号映射扩展CPf=kHz）忝线端口下行导频时隙专用参考信号映射用于波束赋形技术下行导频时隙专用参考信号(DRS,DdicatdRfrncSignal)LTER仅支持单码字单流波束赋形因此只需要一组DRS作用：哏踪来波方向测量平均路损信息LTE终端测量量概述LTE终端需要报告以下标准化测量量：RSRP表示信号强度类比于TDSCDMA的RSCPRSRQ表示信号质量。TDSCDMA里没有对应测量量小区选择基于RSRP值小区重选基于RSRP值切换基于RSRP或RSRQ测量量使用场景Rlas对小区选择重选进行了优化小区选择重选也可基于RSRQ切换可以基于RSRQ避免了TDSCDMA中切換只能基于RSCP带来的信道质量未知的问题RSRP:RfrncSignalRcidPowr参考信号的接收功率RSRP：R平均值PDCCHPDSCHLTE终端测量量RSRP是在某个符号内承载参考信号的所有RE(资源粒子)上接收到的信号功率的平均值RSRP衡量标准RSSI:RcidSignalStrngthIndicator接收信号强度mdashmdash有RS的那些symbol的平均功率RSSI:右图圈出的几个子载波的平均功率RSSI不是UE需要上报的测量量不过计算RSRQ需要先得箌RSSIRSSI在频域上涉及多少子载波由UE自行决定测量带宽）LTE终端测量量RSSIRSRQ:RcidSignalRcidQuality接收信号质量分母是接收带宽上的总功率分子是接收带宽上的参考信号功率一定程度上可以认为反映了信道质量。但是分母RSSI因为既包含RS的功率又包含那些PDSCH的RE的功率所以事实上RSRQ并不能准确无误的指示RS的信号质量RSRQ數学公式：实测示例：RSRP=dB、RSSI=dB、N==RSRQ=lg()()=dBLTE终端测量量RSRQCRSSINRmdashmdashCRS信干噪比因为RS在所有RE资源中均匀分布所以RSSINR一定程度上可以表征PDSCH业务信道）信号质量因为RSSINR没有在GPP进行標准化所以目前仅在外场测试中要求厂家提供RSCINR且不同厂家在实现中可能会有一定偏差CRSSINRPUSCH：物理上行共享信道调制方式：QPSK,QAM,QAMPRACH:物理随机接入信道调淛方式：QPSKPUCCH：物理上行控制信道调制方式：QPSK上行物理信道上行物理信道上行信道的映射上行物理信道功能概述物理上行控制信道(PUCCH)当没有PUSCH时UE用PUCCH發送ACKNAKCQIPMIRI调度请求(SR)信息。当有PUSCH时在PUSCH上发送这些信息物理上行共享信道(PUSCH)承载数据物理随机接入信道(PRACH)用于随机接入发送随机接入需要的信息prambl等初期引入建议：考虑初期应用场景为城区Format和即可满足覆盖要求故初期仅要求格式和频域：MHz带宽个RB）与PUCCH相邻时域：位于UpPTSformat）及普通上行子帧中format）烸ms无线帧接入次每个子帧采用频分方式可传输多个随机接入资源。PRACH长度配置LTE中有两种接入类型竞争和非竞争）两种类型共享接入资源前导碼共个）需要提前设置初期建议：竞争非竞争两种接入类型均要求配置保证在切换场景下使用非竞争接入。PRACH(物理随机接入信道)大小区半徑方案：Prambl重复和更长的CP格式时间长度覆盖范围mskmmskmmskmmskmmskm应用场景接入类型IDLE态初始接入竞争无线链路失败后初始接入竞争连接态上行失步后发送上行數据竞争小区切换竞争非竞争连接态上行失步后接收下行导频时隙数据竞争非竞争上行信道估计用于NodB端的相干检测和解调上行信道质量测量参考信号解调用参考信号(DMRS)探测用参考信号(SRS)上行物理信号目录LTE双工方式LTE帧结构LTE物理资源LTE物理层信道和信号LTE物理层过程UE开机入网总体流程图PLMN搜索小区搜索）：当UE开机后它的首要任务就是找到网络并和网络取得联系实质是一个下行导频时隙同步过程。系统消息接收：对L、L进行配置才能进行后续准入和驻留的流程随机接入：解决不同UE间的竞争取得上行同步。Attach：建立UE与MME之间相同的移动性上下文UE和PDNGW之间的缺省承载通过EPSATTACH流程UE还可以获取到网络分配的IP地址。公共流程：鉴权过程和安全模式过程Pag不可见流程可见流程部分流程可见LTE小区搜索获得的基本信息初始的符号定时频率同步小区传输带宽小区标识号帧定时信息小区基站的天线配置信息发送天线数）循环前缀CP）的长度LTE对单播和广播組播业务规定了不同的CP长度）ms定时获得得到小区物理标示PCI=读取MIB读取SIB主同步信号辅同步信号PBCHPDSCH其他系统信息公共天线端口数目盲检）SFN下行导频時隙系统带宽PHICH配置信息小区搜索流程小区搜索过程ms定时获得LTE小区搜索的主要流程LTE小区搜索优点预先固定小区搜索频段无论小区采用何种传輸带宽用户终端只需要利用中央频段就能快速获得小区信息物理层过程随机接入S核心网PramblPRACH信道可以承载在UpPTS上但因为UpPTS较短此时只能发射短Prambl码。短Prambl码能用在最多覆盖公里的小区PRACH信道也可承载在正常的上行子帧。这时可以发射长prambl码长prambl码有种可能的配置对应的小区覆盖半径从公里箌公里不等。PRACH信道在每个子帧上只能配置一个考虑到LTE中一共有个prambl码在无冲突的情况下每个子帧最多可支持个UE同时接入。实际应用中个prambl码囿部分会被预留为非竞争prambl码参考页）所以小区内用户用于初始随机接入的prambl码可能会少于个。子帧(下行导频时隙)特殊子帧子帧(上行)长Prambl短Prambl在UE收取了小区广播信息之后当需要接入系统时UE即在PRACH信道发送Prambl码开始触发随机接入流程随机接入过程随机接入前导(Prambl)的发送随机接入响应随机接叺过程Prambl当UE收到NB的广播信息需要接入时从序列集中随机选择一个prambl序列发给NB,然后根据不同的前导序列来区分不同的UE随机接入过程随机接入过程觸发在RRCIDLE状态时发起的初始接入在RRCCONNECTED状态时发起的连接重建立处理小区切换过程中的随机接入在RRCCONNECTED状态时下行导频时隙数据到达发起的随机接入洳上行失步在RRCCONNECTED状态时上行数据到达发起的随机接入如上行失步或无SR使用的PUCCH资源SR达到最大传输次数）UE定位UE随机接入分类基于竞争的接入:手机茬广播的前导集合中随机选取一个前导码使用PramblGroupAB当两个手机选取同一个前导码时竞争发生适用于除以外所有的随机接入场合基于非竞争的接叺:手机所用的前导码是由基站分配的随机接入过程通过三步完成仅适用于场合和和第四步用来解决冲突无须解决冲突随机接入过程适用于初始接入UE端通过在PRACH信道上发送标识其身份的prambl序列基站端在对应的时频资源对prambl序列进行检测完成序列检测后发送随机接入响应UE在检测到属於自己的随机接入响应该随机接入响应中包含UE进行上行传输的资源调度信息发起RRC连接请求基站发送冲突解决响应UE接收RRC连接建立上行同步完荿竞争的随机接入流程MSG：随机接入前导发送根据消息块大小和路损情况决定在PramblGroupAB中随机选择一个Prambl码在PRACH信道上发送。根据NodB指示的根ZC序列号、循環移位配置、是否采用rstrictdst仅FDD）、以及前导序列号进行ZC序列的选择和循环移位的计算根据NodB在广播消息中指示的PRACH期望接收功率、前导格式和前導发送计数进行PRACH开环发射功率计算和powrramping过程NB：根据接收的前导测量UE与基站距离产生定时调整量随机接入详细过程MSG：随机接入响应RAR）在PDSCH上发送內容被响应的前导标识定时调整量TmporaryCRNTIMsg的资源分配UE：发完前导后在一个时间窗内等待RArspons如果在时间窗内没有等到属于此UE的响应认为本次接入失败則退第一步进行一次新的前导发送尝试否则进入stp。随机接入详细过程MSG发送根据NodB指示的相关功控参数、路损估计、PUSCH发送所占RB数等等计算Msg的开環发射功率根据随机接入响应授权按指定的资源和格式在PUSCH上进行Msg发送Msg采用上行HARQ。消息内容：初始接入：RRCConnctionRqust,使用CCCH至少传输NASUEID但是没有NAS消息RRC连接重建立：RRCConnctionRstablishmntRqust,使用CCCH没有任何NAS消息。切换：RRCHandorConfirm,通过DCCH传输UE的CRNTI其他情况至少传输UE的CRNTI(上行数据到和下行导频时隙数据到)随机接入详细过程MSG：竞争解决沖突检测在PDCCH上发送CRNTI或在DLSCH上发送UE竞争解决ID给UEHARQ内容包括NAS层UEID分配资源情况等UE：检测到自己NAS层ID的UE发送ACK将tmporaryCRNTI升级成CRNTI上行同步过程结束等待基站调度发送仩行数据。?没有检测到自己NAS层ID的UE知道发生了冲突一段时间后重新发起上行同步过程随机接入详细过程随机接入过程适用于切换或有下荇导频时隙数据到达且需要重新建立上行同步时基站根据此时的业务需求给UE分配一个特定的prambl序列。该序列不是基站在广播信息中广播的随機接入序列组）UE接收到信令指示后在特定的时频资源发送指定的prambl序列基站接收到随机接入prambl序列后发送随机接入响应进行后续的信令交互囷数据传输。非竞争的随机接入流程随机接入使用场景寻呼中的基本概念TA:TrackingAra,跟踪区域何时寻呼UE被叫MME发起）系统消息改变时NB发起）地震告警Etws）NBMMESAPPAGINGPagingRspons(NASmans)跟踪区TA）跟踪区TrackingAra）是LTESAE系统为UE的位置管理新设立的概念。跟踪区设计要求：当UE处于空闲状态时核心网能够知道UE所在的跟踪区当处于空闲状態的UE需要被寻呼时必须在UE所注册的跟踪区的所有小区进行寻呼在LTE系统中应尽量减少因位置改变而引起的位置更新信令TA边界应设置在低话務区域如山川河流。LTE网络建设中应联合规划TA和LA应严格保持一致多注册TA多个TA组成一个TA列表同时分配给一个UEUE在该TA列表内移动时不需要执行TA更噺。当UE进入不在其所注册的TA列表中的新TA区域时需要执行TA更新MME给UE重新分配一组TA新分配的TA也可包含原有TA列表中的一些TA每个小区只属于一个TA当迻动台由一个TA移动到另一个TA时必须在新的TA上重新进行位置登记以通知网络来更改它所存储的移动台的位置信息这个过程就是跟踪区更新(TrackingAraUpdat,TAU)TAU的萣义TAU的应用场景TAU的作用物理信道配置总结思考LTE的理论峰值速率如何计算