《lte-tdd随机接入过程(3)-rar(msg2)以及msg1的重传》由会员分享，可在线阅读，更多相关《lte-tdd随机接入过程(3)-rar(msg2)以及msg1的重传（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、本文涉及到的内容有：（1） UE 在什么时候开始接收 RAR（2）怎么确定 RA-RNTI（3） UE 没有收到 RAR 后的处理（4） RAR 的格式1.UE 监测 RAR文章 LTE-TDD 随机接入过程（2）-前导码 Preamble 的格式与时频位置 已经详细说明了 UE 发送Preamble 前导码的时频位置。当 UE 发出 Preamble 后，并不是立即准备接收 RAR（Random Access Response），而是在发送前导码之后的第 3 个子帧之后才开始准备接收 RAR。当然，UE 也不可能一直等待 RAR，如果 UE 连续检测了 ra-ResponseWindowSi
2、ze 个子帧仍然没有收到 RAR，则不再继续监测RAR 信息。the UE shall monitor the PDCCH for Random Access Response(s) identified by the RA-RNTI defined below, in the RA Response window which starts at the subframe that contains the end of the preamble transmission plus three subframes and has length ra-ResponseWindowSize sub
3、frames.ra-ResponseWindowSize 参数由 SIB2 中的 RACH-ConfigCommon 字段带给 UE，范围是 2-10 个子帧，即 UE 最多连续监测 RAR 的时长是 10ms。2.RA-RNTI 的计算eNB 加扰 RAR、 UE 解扰 RAR 的 RA-RNTI 并不在空口中传输，但 UE 和 eNB 都需要唯一确定 RA-RNTI的值，否则 UE 就无法解码 RAR，因此 RA-RNTI 就必须通过收发双方都明确的 Preamble 的时频位置来计算 RA-RNTI 的值。RA-RNTI: The Random Access RNTI is used o
4、n the PDCCH when Random Access Response messages are transmitted. It unambiguously identifies which time-frequency resource was utilized by the UE to transmit the Random Access preamble.协议规定了 RA-RNTI 的计算公式为： RA-RNTI= 1 + t_id+10*f_id。其中，t_id 表示发送 Preamble 的起始位置的子帧 ID 号（范围是 0-9），f_id 表示四元素组中的 f_RA 值（
5、范围是 0-5），之前的文章 LTE-TDD 随机接入过程（2）-前导码 Preamble 的格式与时频位置已经详细描述了这两个值的具体含义。eNB 只要能解码出 Preamble 前导码，就能唯一确定 t_id 和 f_id 参数，也就能唯一确定 RA-RNTI 值。3.UE 没有收到 RAR 的处理UE 有可能在 RAR 的监测窗口内没有解码到 RAR 消息，这有可能是 eNB 侧没有检测到 PRACH 中的Preamble 信息，有可能是没有调度 RAR 信息，也有可能是下行无线链路有干扰导致 UE 解码 RAR 失败，无论是哪种原因，UE 没有收到 RAR 是有可能发生的。如果在 RA
6、R 响应窗口内没有收到 RAR，或者收到的 RAR 中携带的 Preamble 并不是本 UE 之前发送的Preamble，那么表示 UE 本次接收 RAR 失败，UE 将执行如下操作：（1）将本地变量 PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER 加 1（2）如果 PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER 变量=（preambleTransMax+1 ），那么将通知协议上层“本次 RA 失败”，不再执行（3）、（4 ）过程。这之后的流程，是继续执行新一次的 RA 过程，还是执行扫频选小区，甚至换网过程，协议并没有明确说明，由 UE 侧基带厂商自行决定。（3）如
7、果 PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER（preambleTransMax+1 ），且之前的Preamble 是由 UE 侧 MAC 选择的，那么 UE 将在 0 到 backoff 参数之间随机选择一个值，作为当前失败时刻到下一次发送 Preamble 时刻的时延。（4）选择时频资源位置，重新发起 RA 过程。 从上述过程可以看到，UE 侧在每次 RA 过程中，会维护一个计数器PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER，范围是【0，preambleTransMax】，一旦超过preambleTransMax 值，则表示本次 RA 失败。preambleT
8、ransMax 参数表示本次 Preamble 发送（含重传）的最大次数，和 ra-ResponseWindowSize 参数一样，也是包含在 SIB2 中的 RACH-ConfigCommon 字段中，见上文截图。范围从 3 到 200 不等，一般取 5 次即可。backoff 参数表示上次接收 RAR 失败到下次重新发送 Preamble 之间的最大延时，单位是 ms，eNB 侧的MAC 层通过 RAR 消息配置到 UE。范围是 0-960ms。如果值属于 Reserved，则按照 960ms 处理。前导码的发送和重传时机如下图所示。MSG1 每次发送前导码的功率值 PREAMBLE_RE
9、CEIVED_TARGET_POWER 计算如下：PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER = preambleInitialReceivedTargetPower +DELTA_PREAMBLE + (PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER 1) *powerRampingStep其中，PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER 是当前 MSG1 的传输次数，第一次（新传）时，PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER 被设置为 1。preambleInitialReceivedTargetPower 表示初始功率值，范
10、围从 -120dBm 到-90dBm 不等。powerRampingStep 表示功率抬升因子，范围从 0dB 到 6dB 不等。上述三个参数都由 SIB2 中的 RACH-ConfigCommon 字段带给 UE，见前文截图。DELTA_PREAMBLE 是一个功率偏移量，与 Preabmle 的格式相关。4.RAR 的格式随机接入过程中的 MAC PDU 包含 3 个部分：MAC 头、payload（ 1 个或多个 RAR 单元）和可选的填充padding。MAC 头包含 1 个或多个 MAC 子头，但只能有 1 个子头可以包含 Backoff Indicator，且这个子头只能放在第一个
11、子头位置。其他没有包括 Backoff Indicator 的子头均对应一个 RAR 单元。如下图所示。之所以将 BI 子头放在第一个子头位置，我想可能是为了减少 UE 侧的处理时间，比如存在这种情况：UE1-UE10 共 10 个 UE 同时接入，如果将 UE1 的 RAPID 子头不放在第一个位置，那么 UE1 还要遍历接下来的所有子头，读取每个子头的 E 值和 T 值，才能知道这个 RAR 有没有携带 BI 子头，而如果规定 BI 子头固定放在第一个位置，那么 UE1 在解码 BI 子头和自己的 RAPID 子头后，就不需要关心余下所有子头的T 字段了。带 BI（Backoff Indi
12、cator）参数的 MAC 子头，由 E/T/R/R/BI 组成，而其他的子头则由 E/T/RAPID 组成，如下图所示。需要注意的是，在没有解码到任何 BI 值的时候，UE 本地使用的 BI 参数是 0ms，而如果一旦解码成功 RAR，无论这个 RAR 是否携带了本 UE 的 Preamble，UE 都要存下本次解码得到的 BI，以备重传 Preamble 的时候使用。但一旦重新发起 RA 过程，UE 侧 BI 参数都将被复位为 0ms。子头中每个字段的含义是：E: Extension field，扩展域。指示后续是否还有 MAC 子头，1 表示还有另一个子头，0 表示后面不再有MAC 子头
13、。T: Type field，类型域。指示 MAC 子头后面跟的是 Backoff Indicator 还是 RA Preamble ID（即 UE 上报的 Preamble 值）。 1 表示当前 MAC 子头后面携带了 RA Preamble ID，0 表示后面携带的是 BI 指示（Backoff Indicator）。R: Reserved bit，固定填 0。BI: Backoff Indicator。占 4 个 bit 位，范围 0-15，左边是高 bit 位，右边是低 bit 位（下同）。RAPID: Random Access Preamble Identifier，随机前导码标识
14、，MSG1 携带，占 6 个 bit 位，范围 0-63。如果有 2 个 UE 正在进行随机接入，且计算得到的 RA-RNTI 一样，而前导码不一样时，包含 RAR 的PDU 头的格式如下所示。只有当不同 UE 的 RA-RNTI 相同时，RAR 消息才能封装到一个 MAC-PDU 里，不同的 RA-RNTI，不能封装在一个 MAC PDU 中。payload 指 1 个或多个 RAR 控制单元，具体个数取决于 MAC 子头中对应的 RAPID 的个数。如果 RAR是对 2 个前导码进行的响应，则 MAC PDU 需要有 2 个 RAR 控制单元。RAR 控制单元的格式如下。每个 RAR 的长
15、度固定为 6 个字节。各字段的含义为：Timing Advance Command：时间提前命令域，占 11 个 bit 位。通知 UE 进行上行同步的 TA 值。UL Grant：上行授权，占 20 个 bit 位。指示 UE 用于上行传输 MSG3 的资源，包括时频位置、是否跳频、功控等参数。低字节 Oct2 为高 bit 位，高字节 Oct4 为低 bit 位。Temporary C-RNTI：临时 C-RNTI，占 16 个 bit 位。UE 后续发送的 MSG3 消息使用该值加扰。对于 2 个 RAR 的 MAC PDU，它的格式如下。20bits 的 UL GRANT 包括的内容有
16、：- Hopping flag 1 bit，指示 PUSCH 是否执行跳频。- Fixed size resource block assignment 10 bits，指示 MSG3 的 RB 资源分配，与带宽有关，以后会详细介绍。 - Truncated modulation and coding scheme 4 bits，指示 MSG3 使用的 MCS。 - TPC command for scheduled PUSCH 3 bits，指示 PUSCH 的 TPC 参数。- UL delay 1 bit。指示 MSG3 发送时刻。 LTE-TDD HARQ（1）- 上行 HARQ 时序已经详细介绍了这个参数的具体含义。- CQI request 1 bit。指示 UE 是否上报 CQI。比如 UE 接收到的 RAR 码流为 0x410008DC0C212F，则依据协议规则，解析的过程如下：可以知道，该 RAR 针对的是 Preambl
