参考：sharetechnote

RACH随机接入信道(2)

preamble format

preamble format的定义在下面的图表中。PRACH preamble的长度随preamble format的不同而不同。例如，preamble format为0的PRACH的长度为(3168 + 24567)个样本。一个样本(Ts)是1/30.72 =0.03255us。定义为1/(15000 x 2048)秒=0.03255 us。

为什么需要多类preamble format

从上图的Tseq可以看到格式0和格式1是由在时域转换的PRACH的单个副本组成的。格式2和3是由PRACH序列的两个拷贝连接而成的。格式2,3比格式1,2的优势在于更长的T_SEQ将有助于网络解码有噪声条件下的PRACH，因为它提供了更长的相关窗口来检测PRACH。

现在来看T_CP部分。与格式0和2相比，格式1和3的T_CP要长得多。较长的CP在衰落环境下具有较好的容忍度，在高衰落环境下也能降低码间干扰。

实际上，每个preamble format之间还有另一个重要的区别，上表中并没有明确说明，就是保护时间差。这个保护时间是如何影响小区大小的?

作为对小区大小的一个简要总结，我们可以按如下方式重写该表。

Note 1 : T_CP (in ms) = T_CP(in Ts) x 0.03255 x 1/1000,
其中，1Ts等于0.03255us，1/1000把单位us转换为ms。

Note 2 : T_SEQ (in ms) = T_SEQ(in Ts) x 0.03255 x 1/1000,
其中，1Ts等于0.03255us，1/1000把单位us转换为ms。

Note 3 : 保护时间 (ms) = 子帧数 - 总长度

Note 4 : 小区半径大致是在保护时间内，电磁波所能传播的距离再除以2。
在自由空间(也就是真空中)的情况下，大约是300 (km/ms) x保护时间(ms) / 2。

如何确定使用哪一个Preamble format

当生成PRACH并发送时，UE通过下表确定使用哪一个Preamble format。PRACH配置索引决定了要使用的Preamble Format。例如，如果Preamble format是10，preamble format就是0。

PRACH配置索引又决定于eNB的SIB2消息中的prach-Configindex IE参数。

网络如何确切地知道何时UE将传输RACH

这并不复杂。网络甚至在UE发送RACH之前就知道UE什么时候发送RACH，因为网络告诉了UE, UE应该在什么时候发送RACH。(如果UE不能正确解码关于RACH的网络信息，即使UE发送RACH，网络也无法检测到)。

接下来的部分将描述RACH的网络信息。

哪个RRC消息包含RACH配置?
答案是SIB2，可以在3GPP 36.331中找到详细信息。

总结：
对于FDD 而言，通过SIB2中的prach-ConfigIndex查36.211 的Table 5.7.1-2 得到preamble format 以及可以用于传输preamble 的系统帧和子帧号，从而确定可选的时域资源。通过SIB2中的prach-FrequencyOffset得到在频域上的起始RB，从而确定频域资源。

有多少个RA-Preambles可以使用

从理论上讲，总共有64个PRACH preamble可用，但在特定条件下(在某个小区中，无论是用于接入还是用于切换等)可用preamble的个数是由一对SIB2参数决定的，如下所示：

在某个小区中，无论是用于接入还是用于切换等，都有两组RA-Preambles, a组和B组。a组始终存在，B组仅在sib2参数中的特定配置下存在。每个小区最多有64个可用的RA-preamble 序列, 但是实际的可用数量在SIB2中(numberofRA-Preambles)指示。RA-preamble可以分为2个group:Group_A和Group_B。如果SIB2中的Prach-Configcommon 中的preambleGroupAConfig(OP)不存在，则sizeofRA-PreambleGroupA等于 numberofRA-Preambles, Random Access Preambles group B不存在。Random Access Preamble group A中的preamble的序号为0 ----- (sizeOfRAPreamblesGroupA – 1)。如果Random Access Preamble group B 存在，其Preamble序号为：
sizeOfRA-PreamblesGroupA ------ (numberOfRA-Preambles – 1)。

If Random Access Preambles group B exists, the thresholds, messagePowerOffsetGroupB and messageSizeGroupA, the configured UE transmitted power of the Serving Cell performing the Random Access Procedure, PCMAX, c [36.101], and the offset between the preamble and Msg3, deltaPreambleMsg3, that are required for selecting one of the two groups of Random Access Preambles (PCell only). // deltaPreambleMsg3 is power control related parameter (Refer to 36.331 and 36.213 5.1.1.1 UE behaviour for the details)。

如何生成64个PRACH Preamble序列

如上所述，UE在一个小区中可以使用的最大PRACH序列数为64。如何生成这64种不同类型的PRACH序列?步骤如下：

i)使用rootSequenceIndex生成一个ZC序列(849个samples)(这个序列称为“基序列”)
ii)对基序列进行循环移位，产生64个不同的序列。循环移位间隔由Ncs决定，而Ncs由zeroCorrelationZoneConfig和Highspeedflag决定。

zeroCorrelationZoneConfig和Highspeedflag 的作用是指定循环移位间隔，从单个基序列生成64个PRACH序列。这些信息在SIB2中指定，如下面的示例所示：

如果使用上图中的值，得到的Ncs值就是26(因为Highspeedflag为false，所以选择Unrestricted set列)。

生成PRACH Preamble序列举例：

假设SIB2广播参数如下所示
a) rootSequenceindex = 22
b) Highspeedflag = false
c) zeroCorrelationZoneConfig = 5

由a)，我们可以得到基本的ZC序列，u = 1。(*)
由b)和c)，我们可以得到Ncs(循环移位的时间间隔)为26。

于是就可以得到64个不同的PRACH sequence，如下所示：

PRACH Sequence[0] = base sequence
PRACH Sequence[1] = do cyclic shift to base sequence by 1 * 26 samples
PRACH Sequence[2] = do cyclic shift to base sequence by 2 * 26 samples
…
PRACH Sequence[31] = do cyclic shift to base sequence by 31 * 26 samples
PRACH Sequence[32] = do cyclic shift to base sequence +1
PRACH Sequence[33] = do cyclic shift to base sequence +1 by 1 * 26 samples
PRACH Sequence[34] = do cyclic shift to base sequence +1 by 2 * 26 samples
……
PRACH Sequence[63] = do cyclic shift to base sequence+1 by 31 * 26 samples

最后

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