接著上一節(jié)《UE開機(jī)入網(wǎng)流程》我們繼續(xù)學(xué)習(xí)UE開機(jī)入網(wǎng)流程。UE開機(jī)入網(wǎng)的的最后一步是隨機(jī)接入，RACH隨機(jī)接入的流程圖如下：
圖1.隨機(jī)接入流程圖
如果UE成功探測(cè)到上行資源且在UL-SCH信道上分配到這些資源。圖1中的流程圖可以簡(jiǎn)化為圖2.的隨機(jī)接入RRC信令流程：
圖2.隨機(jī)接入RRC信令流程圖
下面，我們對(duì)于這個(gè)過(guò)程進(jìn)行逐個(gè)講解。
PRACH前導(dǎo)序列： 下圖描述了兩個(gè)UE向ENodeB發(fā)送前導(dǎo)的一個(gè)過(guò)程。由于UE-A更加靠近eNodeB，因此eNodeB接收UE-A的消息時(shí)延較小。
圖3.UE發(fā)送的前導(dǎo)
UE發(fā)送前導(dǎo)后，便開始監(jiān)控PDCCH的響應(yīng)信號(hào)，該響應(yīng)通過(guò)響應(yīng)窗中的RA-RNTI標(biāo)識(shí)。圖4是一個(gè)eNodeB發(fā)送的隨機(jī)接入響應(yīng)窗，該響應(yīng)窗中添加了UE的標(biāo)識(shí)以區(qū)別不同的UE。
圖4.隨機(jī)接入響應(yīng)窗
MAC調(diào)度授權(quán)：接到UE的隨機(jī)接入前導(dǎo)后，eNodeB通過(guò)DL-SCH發(fā)送隨機(jī)接入響應(yīng)消息，消息內(nèi)容包括隨機(jī)接入前導(dǎo)指示RAPID，定時(shí)校準(zhǔn)消息，初始上行授權(quán)和臨時(shí)C-RNTI分配。
圖5. MAC隨機(jī)接入響應(yīng)
RRC連接請(qǐng)求：如果UE利用正確的RA-RNTI解碼了PDCCH，那么它就解碼相關(guān)的DL-SCH資源塊來(lái)檢查這個(gè)資源塊里是否包含了RAPID。如果包含，UE通過(guò)第一個(gè)子幀傳輸U(kuò)L-SCH傳輸塊。如圖6.所示，UE解碼DL-SCH資源得到響應(yīng)的RAPID。
圖6. UE解碼DL-SCH資源塊
如果UE無(wú)法得到RAPID或者沒有收到隨機(jī)接入響應(yīng)消息，UE只有重新傳輸新的前導(dǎo)序列。
RRC連接建立：UE通過(guò)第一個(gè)UL-SCH消息向eNodeB發(fā)送標(biāo)識(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)MAC競(jìng)爭(zhēng)解決。然后，eNodeB在MAC頭添加UE標(biāo)識(shí)，其他不同標(biāo)識(shí)的UE意識(shí)到發(fā)生沖突后就重新發(fā)送一個(gè)新的前導(dǎo)，重新接入系統(tǒng)。
圖7. MAC競(jìng)爭(zhēng)解決流程
RRC建立連接完成：UE完成RRC連接
除此之外我，我們簡(jiǎn)單的總結(jié)一下和隨機(jī)接入相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。
（1）三個(gè)上行物理信道
圖8.上行物理信道
PRACH(Physical Random Access Channel)：物理隨機(jī)接入信道，用于承載隨機(jī)接入前導(dǎo)。PRACH 位置由上層信令定義；
PUCCH(Physical Uplink Control Channel)：物理上行控制信道 ，承載上行控制信息(UCI)，如下行傳輸?shù)?ACK/NACK 回應(yīng)消息，和信道質(zhì)量指示 CQI (Channel QualityIndicator)報(bào)告。信道同時(shí)承載調(diào)度請(qǐng)求指示和 MIMO 碼字反饋消息；
PUSCH(Physical Uplink Shared Channel)：物理上行共享信道，上行主要信道，用于承載上行共享傳輸信道 UL-SCH(Uplink Shared Channel)。該信道傳輸信令，用戶數(shù)據(jù)，和上行控制信息(UCI)。
（2）基于競(jìng)爭(zhēng)的接入Vs不基于競(jìng)爭(zhēng)接入
隨機(jī)接入的觸發(fā)條件有5種，分別是：
RRC_IDLE初始接入和TAU更新，從IDLE狀態(tài)到CONNECT狀態(tài)
無(wú)線鏈路斷開時(shí)接入，即RRC重建過(guò)程
RRC_CONNECTED狀態(tài)下，切換時(shí)隨機(jī)接入
RRC_CONNECTED狀態(tài)下，收到上行數(shù)據(jù)，需要隨機(jī)接入，如“上行失步”
RRC_CONNECTED狀態(tài)下，收到下行數(shù)據(jù)，需要隨機(jī)接入，如“下行失步”
基于競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入方式：接入適用于以上的5中情況，需要注意的是對(duì)于c,d,e來(lái)說(shuō)，在需要隨機(jī)接入的情況下，但有沒有響應(yīng)的PRACH資源可以使用，也有可能才有基于競(jìng)爭(zhēng)的接入方式。
基于非競(jìng)爭(zhēng)的接入方式：即eNodeB會(huì)只是UE使用什么preambel序列，以及PRACH資源。因此在切換、下行失步的情況下可能使用非競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入。
完
2018年9月30
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