LTE网络PRACH参数规划

LTE网络PRACH参数规划

一、PRACH概念

prach，也就是物理随机接入信道，作为非同步用户和LTE无线接入的正交传输方案的接口，主要用于网络接入的初始化，为未得到上行同步或已经失去上行同步的用户实现上行定时同步。prach有两种模式，分别是 基于竞争模式的随机接入和无竞争模式的随机接入

LTE系统中，在小区搜索过程之后，ue已经与小区取得了下行同步，因此ue能够接收下行数据。ue通过随机接入过程与小区建立连接并取得上行定时同步。prach作为随机接入信息的承载信道，其主要作用是：获得上行定时同步；为ue分配一个唯一的标识。

PRACH和PCI一样可以复用，但和PCI不同的是PRACH只要和邻区不一样就可以了。

基于竞争和无竞争的的前导个数都是16个可以复用，只是基于竞争的是从4开始，步长为4；无竞争的从0开始，步长也是4。

二、prach消息流程

prach消息流程可以分为两类：非竞争模式和竞争模式。非竞争模式的随机接入过程如图中所示，有三个步骤：

步骤1：enb通过dl提供的专用信令给ue分配一个非竞争随机接入前导。

步骤2：ue发送分配的非竞争随机接入前导。

步骤3：ue接收加扰的随机接入响应

竞争模式的消息流程，有四个步骤：

步骤1：ue选择一个随机接入前导用于随机接入。ue并不是随便选择一个前导，而是依据某种原则选择，选定前导的同时也选择了相应的发给enb的隐含信息。

步骤2：enb的mac生成随机接入响应消息，并且通过加扰的pdcch指示也用ra-rnti加扰的pdsch发送给ue；

步骤3：ul-sch首次上行调度传输，即message3的传输，该消息的传输使用harq；传输的tb块大小取决于上一步中的上行授权，最小为80比特。

步骤4：是由dl-sch携带竞争决议发送给ue；enb可以不等待nas（纳斯）回复就发送竞争决议；因为该竞争决议的消息是加扰的，所以只可能在当前拥有相同的若干个ue才能收到该消息，最终以竞争决议标识决定允许哪个ue接入成功。

用户使用PRACH信道上的Preamble码接入，每个小区的Preamble码为64个。 Preamble由zc根序列(长度839)循环移位产生，PRACH信道的规划主要规划Ncs的大小（循环移位长度）、起始/终止根序列逻辑编号。

由于PRACH上行传输的不同步以及不同的传输延迟，相应的循环移位之间需要有足够的间隔，并非所有的循环移位都能够作为正交序列使用。如果可用的循环移位的前导序列数目不够64个，则按一定的规则选择下一个ZC根序列，通过循环移位生成新的PRACH前导序列。

当扇区需要使用多个逻辑根序列来生成64个接入前导时，为了减少空口信令开销，并不是把所需的每个根序列都下发下去，而是下发“Ncs”以及“起始逻辑根序列号”,由UE自行推算所用的全部逻辑根序列。

在FDD模式下PRACH的大小为6个RB，每个子帧中，至多有一个PRACH。TDD模式下，允许一个子帧中存在多个频分的PRACH。

PRACH Configuration Index规定了在不同的PRACH Configuration Index配置情况下，接入前导所用的格式、以及在哪个帧、子帧上发送。不同的PRACH Configuration Index决定着不同的PRACH容量和接入时长。

格式1和格式3使用了较长的CP，适用于小区半径较大的情况。格式2和格式3中重复的前导序列适用于路损较大的小区环境。格式0占据一个子帧的长度，格式1和格式2占据两个连续子帧的长度，格式3占据3个连续子帧的长度。从上图可以看出，PRACH中的CP和前导序列并没有占满整个子帧的时间，剩余的部分即为保护时间（Guard Period），这对非同步的上行PRACH来说是必要的。

最后

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