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LTE随机接入过程概述一、随机接入的作用LTE随机接入的作用是实现UE和网络的同步，解决冲突，分配资源（RNTI）和上行通信资源的分配。
二、随机接入触发条件1、在RRC_IDLE初始接入；2、在无线链路断开时初始接入；3、切换时需要随机接入；4、RRC_CONNECTED状态下需要随机接入过程时，收到下行数据，如上行同步状态为“非同步”时；5、RRC_CONNECTED状态下需要随机接入过程时，收到上行数据，如上行同步状态为“非同步”或者没有PUCCH资源可用于调度时。
三、随机接入过程随机接入过程分为竞争模式随机接入和非竞争模式随机接入两种。
竞争模式随机接入是使用所有UE都可在任何时间可以使用的随机接入序列接入，它每种触发条件都可以触发接入；非竞争模式随机接入是使用在一段时间内仅有一个UE使用的序列接入，它只发生在切换和收到下行数据的触发条件下。
随机接入过程之后，开始正常的上下行传输。
四、竞争模式随机接入过程在随机接入过程开始之前需要对接入参数进行初始化，它是由UE MAC层发起或者由PDCCH触发。
初始化的参数包括：⏹PRACH的资源和相应的RA-RNTI⏹随机接入前导的分组和每组可用的前导⏹选择两组随机接入前导中的那一组的门限⏹RACH响应的接收窗⏹功率攀升步长POWER_RAMP_STEP⏹前导重传最大次数⏹前导初始功率PREAMBLE_INITIAL_POWER初始化的时候置PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER为1。
竞争模式随机接入过程如下图所示：UE eNB1、随机接入前导发送a)前导资源选择块，选择RRC前导，b)设置发射功率[-设置PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER 为PREAMBLE_INITIAL_POWER + (PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER-1) * POWER_RAMP_STEP]；[-如果PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER 小于最小功率水平，则设置PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER为最小功率水平]；[-如果PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER 大于最大功率水平，则设置PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER为最大功率水平]；如果PREAMBLE TRANMISSION COUNTER = 1, 则决定下一个有效的随机接入机会。
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。
随机接入过程详解作者彭涛/00294921部门GTAC WL LTE eNodeB维护三组版本Version 2.0创建时间2014/10/30修改记录2014/11/051.随机接入概述1.1随机接入目的随机接入（Random Access，简称RA）过程是UE向系统请求接入，收到系统的响应并分配接入信道的过程，一般的数据传输必须在随机接入成功之后进行。
除PRACH信道外，UE发送任何数据都需要网络预先分配上行传输资源，通过随机接入来获取。
数据通过空口传输需要一段时间。
UE发送上行数据时必须提前一段时间发送，使数据在预定的时间点到达网络，即要保持上行同步。
通过随机接入，UE获得上行发送时间提前量Time Alignment（简称TA）。
1.2随机接入分类随机接入（Random Access）分为基于竞争的随机接入过程和基于非竞争的随机接入过程，相应的流程如图2.1和2.2所示。
图1. 1基于竞争的随机接入图1. 2基于非竞争的随机接入与基于竞争的随机接入过程相比，基于非竞争的接入过程最大差别在于接入前导的分配是由网络侧分配的，而不是由UE侧产生的，这样也就减少了竞争和冲突解决过程。
1.3随机接入场景1)初始接入场景，是基于竞争的随机入过程，由UE MAC Layer发起，多为终端初始入网的时候。
2)RRC连接重建场景，是基于竞争的随机接入过程，由UE MAC Layer发起，多为信号掉线重新进行建立连接。
3)切换场景，通常是非竞争的随机接入过程，但在eNodeB侧没有的专用前导可以分配时，发起基于竞争的随机接入过程，由PDCCH order发起。
4)连接态时UE失去上行同步同时有上行数据到达的场景，是基于竞争的随机接入过程，由UE MAC Layer发起。
5)连接态时UE失去上行同步同时有下行数据需要发送的场景，通常是非竞争的随机接入过程，但在eNodeB侧没有的专用前导可以分配时，发起基于竞争的随机接入过程，由PDCCH order发起。
5.3.1 附录B 随机接入技术：ALOHA在20世纪70年代初期夏威夷大学首次试验成功随机接入。
这是为了使地理上分散的用户通过无线电来使用中心计算机。
由于无线电信道是一个公用信道，一个站发送的信息可以同时被多个站收到，而每个站又是随机发送的，因此这种系统是一个随机接入系统。
夏威夷大学早期研制的系统称为ALOHA，是Additive Link On-line HAwaii system的缩写，而ALOHA恰好又是夏威夷方言的“你好”。
下面先介绍纯ALOHA。
B.1 纯ALOHA1. 工作原理样做就必然会继续产生碰撞。
ALOHA系统采用的重传策略是让各站等待一段随机的时间，然后再进行重传。
如再发生碰撞，则需再等待一段随机的时间，直到重传成功为止。
图中其余的一些帧的发送情况是帧4发送成功，而帧5和帧6发生碰撞。
2. 性能分析下面我们来分析纯ALOHA 的一些主要性能，这就是吞吐量和平均时延的计算。
为便于分析，我们在图B-2中用最下面的一个坐标将所有各站的发送情况都画在一起，用一个垂直向下的箭头表示某个帧的开始发送(可以和上面各站的发送情况对照来看)。
从图中可看出，一个帧如欲发送成功，必须在该帧发送时刻之前和之后各一段时间T 0内(一共有2T 0的时间间隔)，没有其他帧的发送。
否则就必产生碰撞而导致发送失败。
例如，帧3发送时刻之前T 0的时间内，出现帧2的发送，因此帧3和帧2的发送都要失败。
而帧4的发送时刻之前和之后的时间T 0内，没有其他帧的发送，因此帧4的发送必定成功。
我们可以把每发送一个帧看成是有一个帧到达ALOHA 网络。
这样，一个帧发送成功的条件，就是该帧与该帧前后的两个帧的到达时间间隔均大于T 0。
我们设帧的到达服从泊松分布。
但这并不完全符合实际情况。
这是因为，虽然大量的站同时随机地发送数据帧时，在每个站的通信量都很小的条件下，整个系统的帧到达可看成是泊松过程，但在出现重传过程时，这样的到达过程就不再是泊松过程，而是一个与重传策略有关的较为复杂的过程。
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随机接入过程概述一、随机接入的作用LTE随机接入的作用是实现UE和网络的同步，解决冲突，分配资源（RNTI）和上行通信资源的分配。
二、随机接入触发条件1、在RRC_IDLE初始接入；2、在无线链路断开时初始接入；3、切换时需要随机接入；4、RRC_CONNECTED状态下需要随机接入过程时，收到下行数据，如上行同步状态为“非同步”时；5、RRC_CONNECTED状态下需要随机接入过程时，收到上行数据，如上行同步状态为“非同步”或者没有PUCCH资源可用于调度时。
三、随机接入过程随机接入过程分为竞争模式随机接入和非竞争模式随机接入两种。
竞争模式随机接入是使用所有UE都可在任何时间可以使用的随机接入序列接入，它每种触发条件都可以触发接入；非竞争模式随机接入是使用在一段时间内仅有一个UE使用的序列接入，它只发生在切换和收到下行数据的触发条件下。
随机接入过程之后，开始正常的上下行传输。
四、竞争模式随机接入过程在随机接入过程开始之前需要对接入参数进行初始化，它是由UE MAC层发起或者由PDCCH触发。
初始化的参数包括：⏹PRACH的资源和相应的RA-RNTI⏹随机接入前导的分组和每组可用的前导⏹选择两组随机接入前导中的那一组的门限⏹RACH响应的接收窗⏹功率攀升步长POWER_RAMP_STEP⏹前导重传最大次数⏹前导初始功率PREAMBLE_INITIAL_POWER初始化的时候置PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER为1。
竞争模式随机接入过程如下图所示：UE eNB1、随机接入前导发送a)前导资源选择块，选择RRC前导，b)设置发射功率[-设置PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER 为PREAMBLE_INITIAL_POWER + (PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER-1) * POWER_RAMP_STEP]；[-如果PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER 小于最小功率水平，则设置PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER为最小功率水平]；[-如果PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER 大于最大功率水平，则设置PREAMBLE_TRANSMISSION_POWER为最大功率水平]；如果PREAMBLE TRANMISSION COUNTER = 1, 则决定下一个有效的随机接入机会。
随机接入原理
随机接入原理是一种在通信系统中用于分配资源的方法。
它主要用于无线通信系统中，例如移动通信网络。
随机接入原理允许多个用户同时通过共享的通信信道进行通信，而不会引起冲突。
在随机接入原理中，每个用户在发送数据之前，会先选择一个随机的时间或码字来发送。
这样可以使得多个用户的数据在同一时间使用相同的通信信道进行传输，而不会发生碰撞。
常见的随机接入原理包括时分多址（TDMA）、频分多址（FDMA）和码分多址（CDMA）。
- 时分多址（TDMA）：将时间分割成多个时隙，每个用户在各自的时隙内进行通信。
- 频分多址（FDMA）：将频谱分割成多个频段，每个用户占据一个频段进行通信。
- 码分多址（CDMA）：使用不同的扩频码，将用户的数据进行扩展后，在相同的频率上进行传输。
随机接入原理的优点是可以提高通信系统的容量和效率，同时也能够提供更好的系统灵活性和抗干扰能力。
但是，由于使用了随机的方式进行接入，可能会导致一定的冲突和干扰。
因此，在设计和实现随机接入原理时，需要合理地选择参数和算法，以使系统能够平衡各种需求和限制条件。
5G NR基本流程5G NR的基本流程，包括随机接入流程、小区选择与重选流程、终端注册流程和PDU会话建立流程以及终端切换流程等。
1NR随机接入流程1.1 随机接入原理介绍5G NR随机接入流程的总体过程与LTE RACH非常相似。
LTE RACH和NR RACH之间的主要区别就在于UE发送随机接入前导（RACH Preamble）之前的过程。
由于波束赋形（BeamForming）在NR中是默认支持的，特别是在毫米波中，当NR运行在BeamForming模式下，UE在发起随机接入过程之前需要检测扫描SSB波束，并选择一个最强的SSB波束，再根据这个最强SSB波束选择关联的随机接入时机（RACH Occasion，RO）来发送前导（Preamble）。
另外，在发送随机接入前导之前，UE优先选择信号强度即RSRP值> Rsrp-ThresholdSSB（default，-120dBm，in SIB1）的SSB，如果没有的话任选一个SSB，否则UE不会发起随机接入过程。
5G NR支持下面两种类型的随机接入:基于非竞争的随机接入（Contention Free Random Access，CFRA），基站会明确通过RRC消息或PDCCH DCI指令，告诉UE在指定的PRACH信道时频资源上发送指定的Preamble，因此不会跟其他UE发生冲突。
基于竞争的随机接入（Contention Based Random Access，CBRA），UE从SIB1中广播的小区公用PRACH信道时频资源里面随机选择一个，来发送随机选择的前导序列，这样就有可能跟其他UE的选择发生冲突，也称竞争，可能包括PRACH时频资源冲突和前导冲突。
当冲突或竞争发生时，需要基站侧启用竞争解决机制决定哪个UE胜出。
1.2 随机接入过程①准备阶段：UE获取PRACH相关配置信息。
UE解调系统信息SIB1或者从RRC Connection Reconfiguration（NSA模式）消息获取如下与随机接入过程相关的配置信息。
