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LTE系统PRACH详解
作者：赵海舜许鑫
来源：《中国新通信》2015年第06期
【摘要】 PRACH（Physical Random Access Channel），物理随机接入信道，作为非同步
用户和LTE无线接入的正交传输方案的接口，主要用于网络接入的初始化，为未得到上行同步或已经失去上行同步的用户实现上行定时同步。本文首先对LTE系统PRACH进行了简单介绍，然后分别从PRACH的初始参数、触发事件、消息流程以及检测等几个方面进行了详解。
【关键词】 PRACH 竞争模式非竞争模式 ZC序列
LTE系统中，在小区搜索过程之后，UE已经与小区取得了下行同步，因此UE能够接收下行数据。UE通过随机接入过程（Random Access Procedure）与小区建立连接并取得上行定时同步。PRACH作为随机接入信息的承载信道，其主要作用是：获得上行定时同步；为UE
分配一个唯一的标识C-RNTI。
一、PRACH的初始参数
UE随机接入小区所需的初始参数都从RRC层和MAC层获得。RRC层提供的参数：根参数，PRACH configuration index（配置索引），High-speed flag（高速标志），frequency position（频率位置）和cyclic shift（NCS循环移位）。在一般的随机接入过程中，RRC给PHY提供的参数来自广播。切换时目标eNB把参数发给源eNB，然后由源eNB通过PDCCH 格式1a转发给UE。MAC层提供的参数：preamble index，RA-RNTI，前导发射功率和功率调整步长。在发起非竞争模式的随机接入过程之前，物理层需要获得以下参数：PRACH configuration，frequency position，preamble format，index to root sequence table，cyclic shift （NCS），set type（unrestricted or restricted set）。
二、PRACH的触发事件
①初始接入时建立无线连接：UE会从RRC_IDLE态到RRC_CONNECTED态。②RRC连接重建过程：以便UE在无线链路失后重建无线连接。③切换：此时UE需要与新的小区建立上行同步。④RRC_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。⑤RRC_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（此时允许已经处于上行同步状态的UE使用RACH来替代SR的作用）。⑥RRC_CONNECTED态下，为了定位UE，需要TA。
三、PRACH消息流程