LTE随机接入过程总结完美

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 accessproblem 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。从36.331的5.3.12节可以看出，UE进⼊RRC_IDLE态之前会重置MAC。（见36.331的5.3.7.6节和5.3.7.7节）

UE接入过程（LTE和NR）

LTE（Long Term Evolution，长期演进）是第四代移动通信技术（4G）的一种标准和协议。NR（New Radio，新无线电）是第五代移动通信技术（5G）的频段和接入技术。

UE（User Equipment，用户设备）接入过程是指手机或其他移动设备连接到网络的步骤。下面将详细介绍LTE和NR的接入过程。

LTE接入过程：

1.小区：UE首先信号范围内的LTE小区，以确定附近有哪些可用的信号源。它会监测信号的强度、频率和其他参数，一旦找到了一个合适的小区，UE就会选择和它建立连接。

2.小区选择：UE会根据收到的小区广播消息，比较各个小区的质量和功能，选择一个服务质量最好的小区建立连接。这个选择过程通常是根据信号质量、信道容量和其他因素进行权衡。

3. 随机接入前导（RA）过程：在选择了目标小区之后，UE需要发送随机接入请求（Random Access Request，RAR）来告知小区它的存在。RAR包含了UE的临时标识和时隙，以及其他必要的信息。

4. 随机接入响应（RA Response）过程：小区收到RAR后，会为UE分配一个临时标识并发送随机接入响应消息。这个过程还可能涉及到频率分配和时间同步，以确保下一步的通信能够正常进行。

5. 接入确认（Access Grant）过程：UE收到随机接入响应消息后，将发送接入确认请求（Access Request）来确认接入。这一步还可能涉及到更多的资源分配和配置工作。 6. 接入完成：一旦小区收到接入确认请求，它会发送接入确认消息（Access Accept）给UE，UE和小区的连接建立完成，可以开始进行数据传输。

NR接入过程：

1.小区与选择：NR的小区和选择过程与LTE类似，UE首先附近的NR小区，并选择一个质量最好的小区进行连接。

2. 随机接入前导（RA）过程：NR的随机接入前导过程与LTE的类似，UE发送随机接入请求（RA Request）告知小区它的存在。

LTE基本信令过程整理

LTE（Long Term Evolution）是4G移动通信技术的一种，具有高速、高效、低时延的特点。在实现这些特点的过程中，涉及到多个信令过程，下面将对LTE基本信令过程进行整理。

1.UE上电和初始接入过程：

UE（User Equipment）上电后，会扫描附近的小区，到合适的小区后，进行小区的选择和初始接入过程。这个过程涉及到小区、小区选择、小区广播等信令过程。

2.建立RRC连接：

RRC（Radio Resource Control）连接是UE与eNodeB之间的控制连接，用于传递控制信息。建立RRC连接的过程中，包括小区选择、小区重选、RRC连接请求、RRC连接建立等信令过程。

3.小区重选：

UE在连接着一个小区的情况下，如果检测到其他小区的信号质量更好，则可能会进行小区重选。小区重选的过程中，涉及到小区重选评估、小区重选选择、小区重选完成等信令过程。

4.流程描述：

4.1小区：

UE在上电后，会进行小区，即扫描附近的小区，获取相应的小区信息，如小区的频率、位置区域码等。

4.2小区选择： 在小区完成后，UE会根据一定的算法选择最佳的小区，通常是信号质量最好的小区。

4.3小区广播：

一旦UE选择了一个小区，该小区会发送广播消息给UE，包含小区的系统信息、小区的生命周期等。

4.4RRC连接请求：

UE在选择好小区后，会向小区发送RRC连接请求，请求建立与小区的RRC连接。

4.5RRC连接建立：

小区收到UE的RRC连接请求后，如果符合条件，则会向UE发送RRC连接建立控制信息，用于建立RRC连接。

4.6小区重选评估：

在UE连接着一个小区的情况下，如果检测到其他小区的信号质量更好，则会进行小区重选评估，评估其他小区的可用性。

4.7小区重选选择：

根据小区重选评估的结果，UE会选择信号质量最好的小区进行连接，进行小区重选选择。

4.8小区重选完成：

请预览后下载！ 1.什么是前导码Preamble

前导码Preamble是UE在物理随机接入信道中发送的实际内容，由长度为Tcp的循环前缀CP和长度为Tseq的序列Sequence组成。

2.前导码Preamble格式

LTE-TDD的前导码有5种格式，分别是Preamble Format 0/1/2/3/4，如下图所示。

从上面协议给出的这张表格中，可以推导出以下几个信息：

（1）每种前导码格式占用的子帧个数。因为TDD-LTE的每个子帧时长是30720Ts，从表中可以得出，前导码格式0的Preamble时间=3168Ts+24576Ts=27744Ts<30720Ts，只需要占用1个上行子帧，同样可以计算得到，前导码格式1、2需要占用2个上行子帧，前导码格式3则需要占用3个上行子帧才能发完。特殊地，前导码格式4只能在UpPTS中使用，即LTE-FDD没有格式4。示意图如下。

请预览后下载！

（2）每种前导码支持的最大小区半径。因为每个子帧的长度是30720Ts，去掉前导码占用的时间，那么前导码格式0还剩下的保护时间GT=（30720-3168-24576）Ts=2976Ts=2976*[1/(15000*2048)]s=96.875us。之所以空出一部分的保护间隔，在于随机接入之前，UE还没有和eNB完成上行同步，UE在小区中的位置还不确定，因此需要预留一段时间，以避免和其他子帧发生干扰。考虑eNB和UE之间的往返传输，因此最大小区半径=(3.0*10^8) m/s * 96.875 us / 2 = 14.53 km。同理，可以计算得到其他前导码格式的最大小区覆盖半径。因此，不同的小区覆盖半径，可以选择不同的前导码格式。这也是为什么前导码要分不同格式的原因。

（3）每种PRACH的持续时间。比如Preamble格式0，它的前导码持续时间=（3168+24576）Ts=0.9031ms，这与协议36101-6.3.4.2.1的数据相符。同时，从这个持续时间也可以印证每种前导码格式所占的子帧个数。