发布时间 : 星期四 文章LTE信令所含关键参数在流程中的作用及其优化应用更新完毕开始阅读
LTE小区一共有64个用于随机接入的Preamble，分为Group A和Group B，这两个Group有什么区别？根据36.321的描述，If Msg3 has not yet been transmitted, if Random Access Preambles group B exists and if the potential message size (data available for transmission plus MAC header and, where required, MAC control elements) is greater than messageSizeGroupA and if the pathloss is less than PCMAX – preambleInitialReceivedTargetPower – deltaPreambleMsg3 – messagePowerOffsetGroupB, then: select the Random Access Preambles group B。
也就是说，在即将要传送的Msg3（如RRC Connection Request）的大小比messageSizeGroupA要大，而且路损系小于PCMAX – preambleInitialReceivedTargetPower – deltaPreambleMsg3 – messagePowerOffsetGroupB, 才选择Group B里面的Preamble。否则，就选择Group A中的Preamble。
PCMAX：the configured UE transmitted power，即UE的最大发射功率； preambleInitialReceivedTargetPower：在SIB2中显示设置为-102dBm
deltaPreambleMsg3：在SIB2中显示设置为2。该参数为power control的参数，因此查36.211可知，Actual value = IE value * 2 [dB]，即实际值为4dB。
Preambles在Group A和Group B的个数是分别由numberOfRA-Preambles and sizeOfRA-PreamblesGroupA决定的，如果两者相等，则没有Group B。如果两者不等，Group A的Preamble则是从0到sizeOfRA-PreamblesGroupA – 1，Group B的则是从sizeOfRA-PreamblesGroupA to numberOfRA-Preambles – 1。从以上36.321规范，我们也可以看到，numberOfRA-Preambles是大于等于sizeOfRA-PreamblesGroupA的。
现网numberOfRA-Preambles设置是4。根据36.331规范，If the field is not signalled, the size of the random access preambles group A [6] is equal to numberOfRA-Preambles. 由于SIB2中没有sizeOfRA-PreamblesGroupA，因此sizeOfRA-PreamblesGroupA = numberOfRA-Preambles = 4。于是，现网设置下，是没有Group B的。
2、选择Preamble
在确定了选择Group A还是Group B后，then UE Randomly select a Random Access Preamble within the selected group. The random function shall be such that each of the allowed selections can be chosen with equal probability.
在确定的Group（A or B）中随机选择一个Preamble，随机方程要求能做到每一个Preamble能够被选中的概率相同。
3、选择PRACH
选择好Preamble后，UE在给定PRACH信道上发送Preamble。在TDD-LTE系统中，PRACH的
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位置由prach-ConfigIndex和prach-FreqOffset以及subframeAssignment所共同决定的。
prach-ConfigIndex：在SIB 2中，现网设置为3。 prach-FreqOffset：在SIB 2中，现网设置为2。 subframeAssignment：在SIB1中，现网设置为sa1。
参考36.211的Table 5.7.1-4，可知道，当prach-ConfigIndex设置为3，subframeAssignment设置为sa1（即UL/DL Configuration为1）的时候，PRACH的时域位置为（0、0、0、1）。
第1个0表示a frequency resource index within the considered time instance，起作用具体请参见36.211的5.7.1的公式（P34，910版本）。
第2个0表示，PRACH在每个Radio Frame都出现；
第3个0表示PRACH在第1个Half Frame；（半帧的概念是TDD才有的）
第4个1表示，the uplink subframe number where the preamble starts, counting from 0 at the first uplink subframe between 2 consecutive downlink-to-uplink switch points。也就是说，这个数字代表的是上行的subframe number，从0开始算，在两个上下行转换点之间。在现网“DSUUD DSUUD”的配置下，PRACH位于每个Radio Frame的红色的U上。
prach-FreqOffset设置为2，决定了PRACH的频域位置：在从低频率的Resource Block开始往上数第2个（前面是0和1）Resource Block是PRACH开始的位置，并且占用连续的6个RB。
4、发送Preamble
eNode B通过系统消息SIB2中的preambleInitialReceivedTargetPower、prach-ConfigIndex这两个
参数告诉UE，让UE算出eNode B期望接收Preamble的功率。
PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER=preambleInitialReceivedTargetPower+DELTA_PREAMBLE + (PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER – 1) * powerRampingStep;
preambleInitialReceivedTargetPower：在SIB2中显示设置为-102dBm
DELTA_PREAMBLE：该值与Preamble Format密切相关，如下所示。DELTA_PREAMBLE与Preamble Format的关系在36.321的Table 7.6-1: DELTA_PREAMBLE values可以查到。在SIB2中可以知道，prach-ConfigIndex = 3，再在36.211的Table 5.7.1-3: Frame structure type 2 random access configurations for preamble formats 0-4 中可以查到，prach-ConfigIndex = 3对应的Preamble Format为0。因此，DELTA_PREAMBLE的值为0dB。
Preamble Format 0 1 2
26 DELTA_PREAMBLE value 0 dB 0 dB -3 dB 3 4 -3 dB 8 dB PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER：在36.321的随机接入过程描述的第一步里面，就说了set the PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER to 1。因此当第一次发送Preamble的时候，该值为1。
总结起来，eNode B侧希望接收到的功率PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER = -102dBm（现网设置下）
UE算出这个值之后，再根据下行的路损，根据开环功控来设置初始的Preamble的发射功率。下行路损，是UE根据基站发射功率减去接收到的RSRP估算出来的。（UE根据SIB2里面的referenceSignalPower得知基站发射功率）
5.2.2随机接入反馈
UE发送了Preamble之后，将会在PDCCH上监听Random Access Response(s)，开始监听的时间是从发送Preamble的最后那个Subframe开始往后推3个Subframe，并且持续ra-ResponseWindowSize个Subframes（在这里就是10个Subframes，即10ms）。如果在这段时间内没有收到属于自己的RAR，则此次随机接入失败。
UE会根据RA-RNTI来辨认这个RAR是否发给自己的。The RA-RNTI associated with the PRACH in which the Random Access Preamble is transmitted, is computed as:
RA-RNTI= 1 + t_id+10*f_id
RA-RNTI与UE发送Preamble的时域频域位置一一对应。t_id是PRACH的第1个subframe(0≤ t_id <10)，指明了该PRACH的时域位置；f_id is the index of the specified PRACH within that subframe, in ascending order of frequency domain (0≤ f_id< 6)，指明了该PRACH的频域位置。TDD制式下，一个subframe最多有6个PRACH块（可参见Table 5.7.1-4），因此f_id取值范围是从0到5；FDD制式下，36.211指示：For frame structure type 1 with preamble format 0-3, there is at most one random access resource per subframe——因此f_id永远都是0。
当UE监听到的RAR中，带有自己当初发送Preamble时候带的RA-RNTI后，就标志着UE成功接收到了RAR，获得了上行的同步时间和同步资源，以及一个临时的C-RNTI，该C-RNTI将在第四步的Contention Resolution中决定是否转为永久的C-RNTI。
如果在以上的指定时间窗内，UE没有收到任何RAR，或者收到了RAR但是其RA-RNTI却不是自己发送Preamble时候所带的那个，则认为是RAR接收失败。此时，UE需要推迟一段时间backoff time，再进行重传。backoff time由UE的backoff parameter指示，UE随机地从0到backoff parameter
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中选取。UE将设置PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER =
PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER + 1。根据上面所述的eNode B期望接收Preamble的功率的
公式，PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER 增加1则意味着eNode B期望接收到的功率增加
powerRampingStep dB（现网是2dB）。但是该值超过preambleTransMax（现网设置是10次）后，UE就会向Upper Layer报告Random Access Problem（个人理解是在层三信令中上报）。
5.2.3 L2/L3消息发送
当UE成功接收到Radom Access Response后，获得了上行的同步时间和同步资源，但是UE并不能确定eNode B发的RAR是发给自己而不是发给其它UE的，因为存在不同的UE在相同时间和相同的频率资源（RA-RNTI就是根据这两个维度算出来的，可以参见上面的公式）上，选择相同的Preamble的可能性。
那么，有可能出现：不同的UE在相同的上行资源上同时发送Msg3。
初始随机接入过程的 Msg3就是RRC Connection Request，在此条信令里面，会携带一个随机生成的长度为40位的ue-Identity randomValue、或S-TMSI（a temporary UE identity provided by the EPC which uniquely identifies the UE within the tracking area, see TS 23.003 [27]），用于区分不同的UE。现网使用的是ue-Identity randomValue，如下所示：
18:13:25:465: PCO_RRC_UL_CCCH_Message: UE Index: 0, HWI: 0, 0xc0000006, 0x5e984669, 0xac860000 000000 {
message c1 : rrcConnectionRequest : {
criticalExtensions rrcConnectionRequest-r8 : {
ue-Identity randomValue : '1110100110000100011001101001101011001000'B, establishmentCause mo-Signalling, spare '0'B } } }
5.2.4竞争消息解决与L2/L3消息反馈
1、竞争消息解决（Contention Resolution）
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