内容发布更新时间 : 2024/5/18 4:34:28星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
程所需的前导码（Preamble）、PRACH信道资源，随机接入过称各消息之间的时序关系；MAC层负责控制随机接入过程的处罚和实施；对于一些特定的随机接入场景，例如切换过程的随机接入，需要RRC层的参与。
随机接入过程应用于以下6种场景：
1． 从RRC_IDLE状态初始接入，即RRC连接建立 2． 无线链路失败后初始接入，即RRC连接重建 3． 切换
4． 下行数据到达且UE空口处于上行失步状态
5． 上行数据到达且UE空口处于上行失步，或者未失步但需要通过随机接入申请上行
资源
6． 辅助定位，网络利用随机接入获取时间提前量（TA，Timing Advance）
根据UE发送Preamble码是是否会存在碰撞的风险，随机接入过程可以分为竞争随机接入和非竞争随机接入。竞争随机接入是指eNode B没有为UE分配专用Preamble码，而是由UE随机选择Preamble码并发起随机接入。竞争随机接入可用于上述的1~5场景，场景1，2，5的随机接入是由UE自主触发的。场景3，4，UE会根据eNode B指示发起随机接入，正常情况下，eNode B会优先选择非竞争随机接入，只有在非竞争随机接入资源不够时，才指示UE发起竞争随机接入。
7.2.竞争随机接入过程
竞争随机接入过程分为4步完成，Msg1~Msg4如下图： 1
1. Msg1:发送Preamble码
3Scheduled TransmissionUEeNBRandom Access PreambleRandom Access Response2Contention Resolution4UE读完系统消息后，从系统消息2中获取相关Preamble码和用于发送Preamble码的PRACH信道资源。
UE在发送Preamble码之前，先要确定Preamble码的集合，确定Preamble码集合后，从中选择一个Preamble码发送。如何确定Preamble码集合？
结合系统消息2中rach配置，如果NumberofRA-Preambles和NumberofRA-PreamblesGroupA相等的话，则说明网络只配置了集合A，但是当网络即配置集合A又配置了集合B的使用，终端如何选择Preamble码呢？ UE会根据MSG3的大小和路损大小来确定Preamble码的集合，集合B主要应用于MSG3较大且路损较小的场景，集合A应用于MSG3较小或路损较大的场景，具体实现规则参考36.321 P13：
- 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; - else:
- select the Random Access Preambles group A.
Preamble码由PRACH承载（相关配置信息，系统消息2中会带下来），从第一个可用的PRACH的子帧开始，在连续的3个子帧内随机选择一个PRACH用于承载MSG1。
2. Msg2随机接入相应
该消息是eNode B在接收到Msg1之后，对UE的响应，必须在ra-responseWindowSize帧内予以响应。Msg2由DL-SCH承载，一条Msg2可以包含多个向不同UE发送的Preamble码，同时响应多个UE的随机接入。UE通过检测Msg2中是否携带了其所发送的Preamble码来判断是否收到了随机接入响应。Msg2不支持HARQ ,即没有反馈重传过程。
Msg2中包含的内容：为Msg3分配的上行资源，临时C-RNTI。如果UE接收Msg2失
败，则根据backoff时延参数，确定下一次随机接入的时刻，并选择随机接入资源发起下一次随机接入。达到最大随机接入次数后，UE MAC层会想RRC上报随机接入失败。 临时C-RNTI:200 上行资源：UL_GRANT
3. Msg3 调度传输
UE正确接收Msg2后，在其分配资源中传输Msg3，Msg3的传输支持HARQ过程，分配的上行资源至少支持56bit的信息传输。Msg3的初始传输是唯一通过MAC层消息指示的上行数据动态调度传输，当随机接入完成后，其他的动态调度的上行初始传输都有物理层控控制信道PDCCH进行资源分配指示。
Msg3的初始重传通过PDCCH通知UE，UE通过接收临时C-RNTI加扰的PDCCH获
取重传指示，其中临时C-RNTI在Msg2中携带。如下图，MAC会将一些竞争解决所需的参数传给物理层，例如，UL_GRANT, CRNTI, 竞争解决定时器（mac_contentionResolutionTimer）
4. Msg4 竞争解决
UE在发送Msg3之后启动竞争解决定时器，并在每次Msg3重传时重启竞争解决定时器。如果知道竞争解决定时器超时都没完成竞争解决，即没收到Msg4，则认为竞争解决失败。竞争解决失败后与Msg2接收失败的操作类似。
若竞争解决成功，则会根据不同的场景，对临时C-RNTI进行不同处理。 (1) 初始接入和连接重建：之前分配的临时C-RNTI会升级成为UE的C-RNTI (2) 切换，上行数据到达，下行数据到达：临时C-RNTI会被回收，给其他UE使用，
自己应该是使用之前分配的C-RNTI.(?不太清楚)
5. 竞争随机接入常用场合
? IDLE下发起的初始随机接入 ? 无线链路失败后发起的随机接入 ? 切换过程中发起的随机接入
? 连接态下PDCCH order触发的随机接入，指示有下行数据到来 ? 连接态下终端发现有上行却没有资源调度时发起的随机接入
7.3.非竞争随机接入过程
非竞争随机接入是UE根据eNode B指示，在指定的PRACH信道资源上使用指定的Preamble码发起的随机接入，适用于切换，下行数据到达和辅助定位3种场景。非竞争随机接入分为3步，称为Msg0~Msg2
1. Msg0:随机接入指示
eNode B在切换和下行数据到达时会主动要求指定UE发起随机接入过程，这两种场景主要还是因为eNode B判断UE处于上行失步状态。辅助定位是因为eNode B根据高层定位请求信息判断需要被定位的UE的TA，从而指示UE发起非竞争随机接入。
对于切换场景，eNode B通过RRC信令通知UE发起非竞争随机接入，
对于下行数据到达和辅助定位场景，eNode B通过PDCCH命令通知UE发起非竞争随机接入
2. Msg1:发送Preamble码
UE在eNode B指定的PRACH信道资源上用指定的Preamble码发起随机接入。如果指定了多个PRACH信道资源，可以随机选择一个指定的PRACH信道资源用于承载Msg1
3. Msg2:随机接入响应
Msg2的格式和内容与竞争随机接入相同，一条Msg2可以响应多个UE发送的Msg1。 同样Msg1需要在ra-responseWindowSize帧内予以响应，否则则判断本次非竞争随机接入失败，然后在下一个指定的PRACH信道资源上用指定的Preamble码发起非竞争随机接入，与竞争随机接入不同的是，下一次非竞争随机接入的发起时刻不受backoff参数的限制。达到最大随机接入次数后，UE MAC层向RRC层上报随机接入失败。
4. 非竞争随机接入，应用于以下场景
? 连接态下PDCCH order触发的随机接入，指示有下行数据到来 ? 切换过程中发起的随机接入
7.6.随机接接入物理层
前导格式0-4的帧结构类型2的随机接入配置
对应的索引是SIB2中prach-ConfigIndex
PRACH配置索引 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 前导格式 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 每10ms密度值版本号PRACH配置索引 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 前导格式 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 N/A N/A N/A N/A N/A N/A 每10ms密度值版本号?DRA? 0.5 0.5 0.5 1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 4 4 5 5 5 6 6 0.5 0.5 0.5 1 1 2 3 4 5 6 0.5 0.5 ?rRA? 0 1 2 0 1 2 0 1 2 0 1 2 0 1 2 0 1 2 0 1 0 1 2 0 1 0 0 0 0 0 0 1 ?DRA? 0.5 1 1 2 3 4 5 6 0.5 0.5 0.5 1 1 2 3 4 0.5 0.5 0.5 1 1 2 3 4 5 6 N/A N/A N/A N/A N/A N/A ?rRA? 2 0 1 0 0 0 0 0 0 1 2 0 1 0 0 0 0 1 2 0 1 0 0 0 0 0 N/A N/A N/A N/A N/A N/A