LTE_RRC连接建立过程-

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1、TD-LTE RRC连接过程,1、随机接入过程 2、RRC连接建立过程 3、RRC连接重建过程 4、RRC连接重配过程 5、RRC连接释放过程,LTE RRC连接过程,随机接入是在空闲模式或连接模式下发起的用于建立UE与网络之间无线连接的过程，主要是完成取得与eNodeB之间的上行同步和申请上行资源。 随机接入过程直接影响到系统的接入性能。 随机接入的作用： 实现UE和网络的同步，解决冲突，分配资源（RNTI）和上行通信资源的分配。 随机接入的应用场景： 1、 在RRC_IDLE初始接入时建立无线连接； 2、RRC连接重建过程（RRC Connection Re-establishment p

2、rocedure）； 3、 切换（handover）； 4、 RRC_CONNECTED态下，上行数据到达（例：需要上报测量报告或发送用户数据）时，上行处于“不同步”状态或没有可用的PUCCH资源用于SR传输（此时允许上行同步的UE使用RACH来替代SR）； 5、 RRC_CONNECTED态下，下行数据到达（此时需要回复ACK/NACK）时，上行处于“不同步”状态； 6、 RRC_CONNECTED态下， UE位置辅助定位需要，网络利用随机接入获取时间提前量（TA: Timing Advance） 。,随机接入过程：,随机接入的分类： 随机接入过程有两种不同的方式： (1) 基于竞争（Con

3、tention based）：是使所有UE都可在任何时间可以使用的随机接入序列接入，应用于之前介绍的前5种场景； (2) 基于非竞争（Non-Contention based或Contention-Free based）：是指UE在接入时, 使用eNodeB提供的特定前导序列和Prach资源, 避免与其他的UE冲突，只应用于之前介绍的 (3)、(5) 、(6)三种场景。,随机接入过程：,preamble Preamble的主要作用是告诉eNodeB有一个随机接入请求， Preamble在PRACH上传输。eNodeB会通过广播系统信息SIB2来通知所有的UE，允许在哪些时频资源上传输pream

4、ble。 每个小区有64个可用的preamble序列，UE会选择其中一个（或由eNodeB指定）在PRACH上传输。这些序列可以分成两部分，一部分用于基于竞争的随机接入，另一部分用于基于非竞争的随机接入。用于基于竞争的随机接入的preamble序列又可分为两组：group A和group B，其中GroupA的数目由参数preamblesGroupA来决定, 如果numberOfRA-Preambles=sizeOfRA-PreamblesGroupA时， group B不存在。这些配置eNodeB是通过RACH-ConfigCommon（SIB2）下发的。,随机接入过程：,preamble的

5、选择： 如果还没有 传输Msg3，UE接入时估计后续的可能的消息大小大于messageSizeGroupA值； 并且路径损耗pathloss小于 PCMAX preambleInitialReceivedTargetPower deltaPreambleMsg3 messagePowerOffsetGroupB 则使用group B中的preamble；否则使用group A中的preamble。 eNodeB就能够根据收到的preamble知道该preamble所属的group，从而了解Msg 3的大致资源需求。 如果UE进行的是基于非竞争的随机接入(例如非竞争下的handover)，使用的

6、preamble是由eNodeB直接指定的，为了避免冲突，此时使用的preamble是除group A和group B外的预留preamble。,随机接入过程：,Rach-config： eNodeB通过广播SIB-2发送RACH-ConfigCommon，告诉UE preamble的分组、Msg 3大小的阈值、功率配置等。UE发起随机接入时，根据可能的Msg 3大小以及pathloss等，选择合适的preamble。,随机接入过程：,numberOfRA-Preambles：决定基于竞争的随机接入的preamble数目； sizeOfRA-PreamblesGroupA：决定groupA的数

7、目； messageSizeGroupA ：用组A时，MSG3的最大的消息大小； messagePowerOffsetGroupB：用组B发送码，对应于组A的功率偏移； powerRampingStep :功率抬升因子， UE重发preamble时，每次功率增加的步长； preambleInitialReceivedTargetPower:前导码初始发射功率； preambleTransMax :前导码最大传输次数； ra-ResponseWindowSize :随机接入响应窗口； mac-ContentionResolutionTimer : 竞争决议定时器 ； maxHARQ-Msg3Tx

8、 : MSG3的最大HARQ传输次数；,PRACH时频资源 PRACH用于传输random access preamble，某小区可用的PRACH时频资源是由SIB-2的prach-ConfigIndex和prach-FrequencyOffset字段决定的。一旦这两个字段决定了，对接入该小区的所有UE而言，preamble的格式（format）和可选的PRACH时频资源就固定了。 每个preamble在频域上占用6个连续RB的带宽，这正好等于LTE支持的最小上行带宽。因此，不管小区的传输带宽有多大，都可以使用相同的RA preamble结构。,随机接入过程：,preamble在时域上的长度取

9、决于配置。,随机接入过程：,不同的preamble格式,随机接入过程：,不同格式的preamble在时域上所占的连续子帧数是不一样的，format 0占1个子帧，format 1和format 2占2个子帧，format 3占3个子帧， format 4只用于特殊子帧的UpPTS。,对TDD而言，每个子帧可以有多个PRACH资源，这是因为TDD中每个系统帧的上行子帧数更少，从而要求每个子帧发送更多的RA请求。在TDD中，每个10ms的系统帧内至多可发送6个RA请求。（见36.211的5.7.1-3的） 对TDD而言，preamble在时域上的配置也是通过prach-ConfigIndex来指定

10、的，且对应的表为36.211的Table 5.7.1-3和Table 5.7.1-4。其中DRA 表示UE在一个10ms的系统帧内有多少次随机接入的机会。Table 5.7.1-4指定了preamble的时频位置，下图为该表部分截图,随机接入过程：,四元组 (fRA,tRA(0),tRA(1),tRA(2)唯一指定一个特定的随机接入资源。fRA是频率资源索引,tRA(0)指定了preamble可以选择在哪些系统帧上发送（0：所有帧；1：偶数帧；2：奇数帧）。 tRA(1)指定preamble是位于前半帧还是后半帧（0：前半帧；1：后半帧）。 tRA(2)指定preamble起始的上行子帧号，该

11、子帧号位于两个连续的downlink-to-uplink switch point之间，且从0开始计数（见下图）。对于format 4而言，其起始子帧是特殊帧，无tRA(2)配置，其标记为(*)。 通过prach-ConfigIndex指定的PRACH configuration index，UE就得到了可能的 tRA(0)、 tRA(1) 、 tRA(2) 配置，从而知道可以在哪些子帧上传输preamble。 PRACH的时域资源配置,随机接入过程：,preamble在频域上的起始RB是由prach-ConfigIndex和prach-FrequencyOffset确定的。通过prach-C

12、onfigIndex查表Table 5.7.1-4得到fRA（频域的偏移，单位是6个RB），通过prach-FrequencyOffset可以得到 ，再通过如下公式，可以得到format 03的preamble在频域上的起始RB：,随机接入过程：,对于format 4而言，起始RB的计算公式如下：,其中 是系统帧号， 是该系统帧内DL to UL switch point的个数。,基于竞争的随机接入过程：,在发送preamble码之前，UE已经通过SIB2获取小区的prach-config和rach-configcommon的配置信息,基于竞争的随机接入过程 步骤一：UE发送preamble

13、UE发送random access preamble给eNodeB，以告诉eNodeB有一个随机接入请求，同时使得eNodeB能估计其与UE之间的传输时延并以此校准uplink timing。(时间校准定时器timeAlignmentTimer) UE要成功发送preamble，需要：1）选择preamble index；2）选择用于发送preamble的PRACH资源；3）确定对应的RA-RNTI； 4）确定目标接收功率PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER。,基于竞争的随机接入过程：,1、选择preamble index 基于竞争的随机接入，其preamble ind

14、ex是由UE随机选择的。 UE首先要确定选择的是group A还是group B中的preamble。如果存在preamble group B，且msg3的大小大于messageSizeGroupA，且pathloss小于 PCMAX preambleInitialReceivedTargetPower deltaPreambleMsg3 messagePowerOffsetGroupB ，则选择group B；否则选择group A。 如果之前发送过msg3且接入失败，则再次接入尝试时使用的preamble应该与第一次发送msg3时对应的preamble属于相同的group。 确定了grou

15、p之后，UE从该group中随机选择一个preamble。,基于竞争的随机接入过程： ：,2、选择用于发送preamble的PRACH资源 基于prach-ConfigIndex、PRACH Mask Index以及物理层的timing限制，UE会先确定下一个包含PRACH的可用子帧。 prach-ConfigIndex指定了时域上可用的PRACH资源。 PRACH Mask Index定义了某个UE可以在系统帧内的哪些PRACH上发送preamble。 定时： 如果UE在子帧n接收到一个RAR MAC PDU，但对应TB中没有一个响应与其发送的preamble对应，则UE应该准备好在不迟于子

16、帧n + 5的时间内重新发送preamble。 如果UE在子帧n没有接收到一个RAR MAC PDU，其中子帧n为RAR窗口的最后一个子帧，则UE应该准备好在不迟于子帧n + 4的时间内重新发送preamble。 如果随机接入过程是由PDCCH order在子帧n触发，则UE将在子帧n + k2算起，第一个有可用PRACH的子帧中发送，其中k2 6。,基于竞争的随机接入过程： ：,ra-PRACH-MaskIndex = 3， prach-ConfigIndex = 12，UL/DL configuration=1为例，查36.321的Table 7.3.1可知，对应PRACH Resource Index 2，即preamble应该在系统帧内的第三个PRACH资源发送.PRACH Resource Index是一个系统帧内的PRACH资源的编号，从0开始并以PRACH资源在36.211的Table 5.7.1-4中出现的先后来排序， 查36.21