原理
PRACH前導(dǎo)序列是由長(zhǎng)度為839的ZC（Zadoff-Chu）序列組成，每個(gè)前導(dǎo)序列對(duì)應(yīng)一個(gè)根序列μ。協(xié)議36.211中規(guī)定在一個(gè)小區(qū)中有64個(gè)前導(dǎo)序列。
一個(gè)根序列μ通過多次的循環(huán)移位產(chǎn)生多個(gè)前導(dǎo)序列。如果一個(gè)根序列不能產(chǎn)生64個(gè)前導(dǎo)序列，那么利用接下來的連續(xù)的根序列繼續(xù)產(chǎn)生前導(dǎo)序列，直到所有64個(gè)前導(dǎo)序列全部產(chǎn)生。
根據(jù)隨機(jī)接入循環(huán)偏移Ncs，可以得到生成64個(gè)前導(dǎo)序列所需的根序列μ個(gè)數(shù)。
因此為了減少信令開銷，每個(gè)小區(qū)都選擇連續(xù)的根序列μ。當(dāng)知道第一個(gè)根序列μ，就可以知道其余的根序列μ。那么在一個(gè)小區(qū)中只需要廣播第一個(gè)根序列的編號(hào)Logical root sequence number即可。

2、設(shè)計(jì)
1）設(shè)計(jì)流程圖


2）具體步驟
PRACH設(shè)計(jì)按照如下步驟設(shè)計(jì)：
l        步驟1：確定高低速場(chǎng)景
根據(jù)小區(qū)覆蓋區(qū)域的特征，確定該小區(qū)覆蓋場(chǎng)景是高速或低速場(chǎng)景。該屬性值影響Ncs的選擇。

l        步驟2：確定Preamble Format
協(xié)議定義了5種Preamble Format，不同的格式適合不同的小區(qū)半徑。根據(jù)小區(qū)的覆蓋半徑，選擇合適的Preamble Format
這里列舉不同Preamble Format對(duì)應(yīng)的小區(qū)最大覆蓋半徑。
Preamble Format        小區(qū)最大半徑 (km)
0        14
1        77
2        29
3        107
4        1.4
注1：對(duì)應(yīng)協(xié)議36.211中的Table 5.7.1-1: Random access preamble parameters.

l        步驟3：確定Ncs Configuration
協(xié)議定義16種Ncs配置（針對(duì)Preamble格式0~3）或7種Ncs配置（針對(duì)Preamble格式4）。不同配置下的Ncs取值不同，從而生成64個(gè)Preamble序列所需的根序列μ的個(gè)數(shù)不同。同時(shí)高速和低速下的Ncs長(zhǎng)度也不同。
注2：對(duì)應(yīng)協(xié)議36.211中的Table 5.7.2-2 Cyclic shifts for preamble generation (preamble formats 0-3)和表Table 5.7.2-3 Cyclic shifts for preamble generation (preamble formats 4)。

l        步驟4：確定根μ的個(gè)數(shù)
根據(jù)Preamble Format對(duì)應(yīng)的前導(dǎo)序列長(zhǎng)度和Ncs Configuration，確定根μ的個(gè)數(shù)。
注3：對(duì)應(yīng)協(xié)議36.211中的Table 5.7.2-1: Random access preamble sequence length.

       步驟:5：確定Logical root sequence number
根據(jù)協(xié)議36.211中的Table 5.7.2-4 Root Zadoff-Chu sequence order for preamble formats 0 – 3和Table 5.7.2-5 Root Zadoff-Chu sequence order for preamble formats 4，隨機(jī)選擇Logical root sequence number，但是要同時(shí)滿足以下兩項(xiàng)條件：
1）不能與鄰區(qū)配置的第一個(gè)Logical root sequence number相同；
2）與鄰區(qū)配置的第一個(gè)Logical root sequence number不同時(shí)，但要保證根據(jù)Ncs配置確定的所需根序列μ個(gè)數(shù)的情況下，剩余的Logical root sequence number不同；

3、Preamble設(shè)計(jì)實(shí)例
這里對(duì)三個(gè)小區(qū)（Cell A，Cell B，Cell C）的Preamble進(jìn)行設(shè)計(jì)，該三個(gè)小區(qū)互為鄰區(qū)。
1）該三個(gè)小區(qū)的覆蓋場(chǎng)景為低速場(chǎng)景；
2）Preamble format選擇format 0；
3）Ncs Configuration選擇8， Ncs長(zhǎng)度等于46；
4）根序列數(shù)為4。
Preamble Format為0，Ncs Configuration為8，對(duì)應(yīng)根序列長(zhǎng)度為839，則一個(gè)根序列可以生成18個(gè)前導(dǎo)序列，其中  （向下取值），所以至少需要4個(gè)根μ才能產(chǎn)生64個(gè)前導(dǎo)序列。
5）Cell A選擇Logical root sequence number為766~769，Cell B選擇770~773，Cell C選擇774~777。

 Ncs與小區(qū)半徑的關(guān)系
Ncs與小區(qū)半徑相關(guān)，下面是Ncs和小區(qū)半徑  的關(guān)系參見如下公式：
              （公式1）
其中，對(duì)于前導(dǎo)格式0-3，  ，對(duì)于前導(dǎo)格式4，  ；
對(duì)于前導(dǎo)格式0-3，  ，對(duì)于前導(dǎo)格式4，  ；
為最大多徑時(shí)延擴(kuò)展，是小區(qū)邊緣UE對(duì)抗多徑干擾的保護(hù)；
為光速。
原則上，Ncs越大，小區(qū)半徑越大，以下是根據(jù)公式1計(jì)算獲得的前導(dǎo)格式0-3 、前導(dǎo)格式4，Ncs數(shù)值及其對(duì)應(yīng)的最大小區(qū)半徑(假設(shè)  )關(guān)系表。　
　　　　　　　　　
表5  前導(dǎo)格式0~3 時(shí)Ncs值與支持的最大小區(qū)半徑
zeroCorrelationZoneConfig        Unrestricted set        Restricted set

                 小區(qū)
半徑                 小區(qū)半徑
0        0          119.1km        15         1.4km
1        13          1.0 km        18         1.7 km
2        15          1.3 km        22        2.3 km
3        18          1.7 km        26        2.9 km
4        22          2.3 km        32        3.8 km
5        26          2.8 km        38        4.6 km
6        32          3.7 km        46        5.8 km
7        38          4.5 km        55        7.1 km
8        46          5.7 km        68        8.9 km
9        59         7.5 km        82        10.9 km
10        76         10 km        100        13.5 km

11        93          12.4 km        128        17.5 km
12        119         16.1 km        158        21.8 km
13        167         23 km        202        28.1 km
14        279          39 km        237        33.1 km
15        419          59 km        -        -

前導(dǎo)格式4Ncs值與支持的最大小區(qū)半徑表２（考慮Tds = 5us）
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LTE-PRACH配置參數(shù)分析.pdf