极好的LTE RACH 过程以及随机接入详解Word下载.docx
- 文档编号:15200881
- 上传时间:2022-10-28
- 格式:DOCX
- 页数:26
- 大小:1.30MB
极好的LTE RACH 过程以及随机接入详解Word下载.docx
《极好的LTE RACH 过程以及随机接入详解Word下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《极好的LTE RACH 过程以及随机接入详解Word下载.docx(26页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
⑵你打开GSMUE,却看不到”ChannelRequest”时怎么办?
⑶你打开LTEUE,却看不到”RACHPreamble”时怎么办?
你需要做的第一件事是,理解这个过程的所有细节,理解高层信令和物理层的处理方式。
你还需要利用合适的,能显示这些过程细节的设备。
如果你的设备无法记录log信息或是只能记录高层信令log,那么故障排解依然会非常困难。
若你已有了合适的设备,接下来要做的就是理解这些过程的细节知识。
没有知识,再好的设备也毫无用处。
所以呢,马上进入的是LTE的第一个信令过程:
随机接入。
(可能有人会说其实RACH之前还有其它步骤,如频率同步,时间同步,MIB/SIB解码等,不过这些过程更多的是基带处理,所以我跳过了。
)
RACH过程是什么时候发生?
在协议中(36.30010.1.5),RACH过程在这些时候发生:
⑴以RRC_IDLE状态作为起始的初始接入;
⑵RRC连接重建立过程;
⑶切换;
⑷RRC_CONNECTED状态下,下行数据到达,需要启动随机接入的;
如当上行同步状态为“失步”时;
⑸RRC_CONNECTED状态下,上行数据到达,需要启动随机接入的;
如当上行同步状态为“失步”时,或没有可承载SR消息的PUCCH资源时;
⑹RRC_CONNECTED状态下,进行定位,需要启动随机接入的;
如为UE定位需要获取当前时间提前(TA)时;
Scell上进行的随机接入过程,还可用来为相应的TA组进行时间对齐。
两类RACH过程:
竞争与非竞争
当UE发送PRACHpreamble时,它用特定的标识来发。
每个LTE小区中都有64个不同的标识,UE每次接入时随机地从中选择一个。
这是否意味着可能同时有多个UE发送相同的标识?
是的。
这种可能性完全存在。
其含义是不同UE所发的相同的PRACHpreamble同时到达网络侧。
这种PRACH冲突的情形称作“竞争”,允许这种竞争存在的RACH过程称作“基于竞争的”RACH过程。
在基于竞争的PACH过程中,网络通过后续的附加过程来解决冲突问题,这个附加过程叫做“竞争解决”步骤。
而在某些情况下,出于某种原因(如时延限制)这种竞争是不能被容忍,必须避免的。
通常在这种情况下,网络提前告诉每个UE何时,用哪个preamble来发起随机接入。
当然,这种情况下,网络所分配的preamble是不会产生冲突的。
这种RACH过程叫作“无竞争的”RACH过程。
进行无竞争RACH的UE,在RACH前应已处于连接态,如切换场景。
典型的基于竞争的RACH流程如下:
i)UE-->
NW:
RACHPreamble(RA-RNTI,indicationforL2/L3messagesize)
ii)UE<
--NW:
RandomAccessResponse(TimingAdvance,T_C-RNTI,ULgrantforL2/L3message)
iii)UE-->
L2/L3message
iv)Messageforearlycontentionresolution
当第一步发生了竞争冲突时,如两个UE同时发PRACH时,它们会在第二步收到相同的T_C-RNTI及分配的资源。
然后,在第三步中两个UE在同一个分配的资源内(时/频位置)发L2/L3消息。
两个UE在同样的时频资源处发相同信息会导致什么后果?
一种可能是这两个信号彼此干扰,网络都无法解出。
这种情况下,所有UE都不会收到网络下发的回复(HARQACK),它们会认为本次RACH失败,回到第一步重新发起RACH过程。
另一种可能是网络成功地解出了一个UE的消息,而没能解出另一个的。
这时,网络成功解出L2/L3消息的那个UE就可收到回复的ACK。
这个对Msg3的ACK消息发送称为竞争解决过程。
典型的非基于竞争RACH流程为:
i)UE<
--NW:
RACHPreambleAssignment
ii)UE-->
iii)UE<
RandomAccessResponse(TimingAdvance,C-RNTI,ULgrantforL2/L3message)
UE到底什么时候发preamble?
在36.211的表5.7.1-2中有
打开协议了吗?
这里明确地指示了UE会如何根据“PRACHpreambleindex”参数发送RACH。
举例来说,若UE采用的“PRACHpreambleindex”参数值为0,则它应仅在偶数SFN中发送。
但这个答案够吗?
这是说UE可以在这个帧里的任意时刻发送吗?
这个问题的答案在上表中的“SubFrameNumber”一栏。
这里“PRACHConfigurationIndex0”对应值为“1”。
这表示UE仅可在偶数SFN的子帧1中发RACH。
为验证你对上表的理解,问个问题。
采用哪个PRACHConfigurationIndex,会让UE发的RACH最容易让网络检测到?
为什么?
答案应该是14,因为这时UE能在帧内任意的SFN及任意的时隙发送RACH。
在下面这张图里,你将看到发送RACH时所有维度的情况(红色方块处就是发的PRACH信号)。
其中R_Slot由PRACHConfigurationIndex决定;
R_Length由PreambleFormat决定;
F_offset在preambleformat是0~3时由下面的公式决定;
公式中出现的n_RA_PRBoffset由网络通过SIB2中的prach-FreqOffset参数告知UE。
PreambleFormat是什么?
上面的表里有一栏是”PreambleFormat”,这是什么?
它的定义如下表所示。
你会看到PRACHpreamble的长度随preamble格式的变化而不同。
举例来说,当preamble格式为0时,PRACH长度为(3168+24576)个采样点。
(一个采样点Ts长为1/30.72us)。
看了这些,你可能会问“为什么我们需要像这样有多种preamble格式?
”尤其是“为什么我们需要时域长度不同的多种PRACH格式?
”
一个主要原因是因为小区半径的不同。
当然,这个解释太简单了。
现推荐《LTE:
TheUMTSFromTheorytoPractice》,其中第19.4.2节”ThePRACHStructure”中,有我至今见过的最详细的关于PRACH的说明。
网络如何得知UE具体在什么时刻发送RACH?
这很简单。
网络在UE发RACH前肯定已经知道它可能发送的位置,因为是它告诉UE应该什么时候发送的。
(若UE没能正确解出RACH相关的网络信息,则在UE发RACH时网络可能检测不到。
下面是RACH相关的网络信息。
哪条RRC消息里包含RACH配置?
SIB2。
在36.331中有细节。
numberOfRA-Preambles:
每个UE理论上可从64个随机接入preamble中随机选择一个。
但通常每个小区都会预留一部分preamble用作非竞争随机接入,而作普通(竞争)随机接入的UE就要从剩下的preamble中选择。
这个参数的含义就是可用做竞争随机接入的RApreamble数。
PRACH信号结构
下图展示了PRACHpreamble信号结构与普通上行子帧信号的不同。
值得指出的是:
Preamble的频域长度为上行子帧的6个RB带宽,即1.08MHz。
PRACHpreamble中每个子载波宽度为1.25kHz,而普通上行子帧中每个子载波宽为15kHz。
这意味着preamble的12个子载波相当于上行子帧的1个子载波。
怎样生成RACH信号?
如果你不是专门做LTE物理层的DSP或FPGA工程师,你其实无需了解细节。
从LTE系统的一般视角看来,我们只需知道PRACH是由ZaddOffChu序列,根据下式生成的。
其中u=物理根序列索引(physicalrootsequenceindex)
每个小区可为UE提供最多64个preamble,因此驻留在小区内的UE需要能够等概率地生成这64个preamble。
你可以用将序列作循环移位的方式生成64个preamble,但仅做到这一点还不够。
所有的preamble都必须彼此正交,否则同一小区内多个UE同时发送的不同preamble就会发生干扰。
因此我们必须用一个特别设计的值来生成序列,这个值称为CV(CyclicShiftValue,循环移位值),其定义如下。
(个人觉得CV的确定是PRACHpreamble生成过程里最复杂的一步,它牵涉到大量参数。
首先,你应注意到针对“非受限集合”与“受限集合”,其CV的计算过程是不同的。
而这个区分是由SIB2中的’Highspeedflag’IE来指示的。
若Highspeedflag置为TRUE,则用受限集合的计算式,若Highspeedflag置为FALSE,则用非受限集合的计算式。
N_{cs}则由SIB2中的zeroCorrelationZoneConfigIE来决定,如下图所示,很明显,N_{cs}对于受限集合和非受限集合取值也是不同的。
接下来是N_{zc}的获取,这个实际上很简单,由下表可得。
如果preamble要采用非受限集合得出,问题就很简单,只要知道了N_{zc}和N_{cs}就能算出CV。
而采用受限集合时preamble的计算就比较麻烦。
从上面的公式中可得出,在受限集合中计算CV需要获取以下四个值。
问题是它们的运算非常复杂,如下式所示:
看来还要有一个值用来确定要用上面三个式子里的哪一个,即d_u。
于是我们还得先算d_u。
上面这一系列麻烦的运算,都是为了得到CV。
当有了CV,我们就可以利用下式来生成多个preamble。
于是我们得到了PRACHpreamble,但这还不算完。
为了将这串数据发送出去,我们需要将数据转成时域序列,这个转换是由如下过程完成的。
PRACH生成的完整过程,请参见TS36.211的5.7.2/5.7.3节。
网络究竟何时何处发送RACH响应
我们都知道网络在收到UE发上来的RACHpreamble后应返回RACH响应,但具体在哪个子帧里返回这个响应?
这个问题在TS36.3215.1.4节里能够找到答案。
不考虑测量间隔(measurementg
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 极好的LTE RACH 过程以及随机接入详解 极好 LTE 过程 以及 随机 接入 详解
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)