TD-SCDMA小區(qū)隨機接入過程的研究報告

1、TD-SCDMA小區(qū)隨機接入過程的研究1.隨機接入準(zhǔn)備當(dāng)UE處于空閑模式下，它將維持下行同步并讀取小區(qū)播送信息。從該小區(qū)所用到的DwPTS,UE可以得到為隨機接入而分配給UpPTS物理信道的8個SYNC-UL碼的碼集，一共有256個不同的SYNC-UL碼序列，其序號除以8就是DwPTS中的SYNC-DL的序號。從小區(qū)播送信息中UE可以知道P-RACH信道的詳細情況采用的碼、擴頻因子、midamble碼和時隙、F-PACH信道的詳細信息采用的碼、擴頻因子、midamble碼和時隙以及其它與隨機接入有關(guān)的信息。在BCH所含的信息中，還包括了SYNC-UL與F-PACH資源、F-PACH與P-RAC

2、H資源、P-RACH資源與（P/S）-CCPCH承載FAC例輯信道資源的相互關(guān)系。因此，當(dāng)UE發(fā)送SYNC-UL序列時，它就知道了接入時所使用的F-PACH資源，P-RACH資源和CCPCH®源。在UE端，物理隨機接入流程根據(jù)MAC子層的請求來啟動的。在物理隨機接入過程啟動之前，層1通過原語CPHY-TrCH-Config-REQRRRC層接收下面的信息（這些信息都是網(wǎng)絡(luò)端通過SIB5或者SIB6告訴UE的）：現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)只開了SIB5:?簽名signatures和F-PACH的關(guān)聯(lián)關(guān)系、F-PACH和P-RACH以及P-RACH和S-CCPCH的關(guān)系，其中包括每一個物理信道的參數(shù)值；?

3、與F-PACH相關(guān)的RACH消息的長度L,可以配置為1、2或者4個子幀，對應(yīng)的時間為5ms、10ms或者20ms；?每個接入業(yè)務(wù)等級ASC3可用的UpPCH子信道；?P-RACH消息的傳輸格式參數(shù)集；?UpPCH中的最大發(fā)送次數(shù)"M"?等待網(wǎng)絡(luò)對發(fā)送簽名確認的最大子幀個數(shù)”WT；圍為（14）幀，層1支持的最大的值為4個子幀；?初始簽名功率"SignatureInitialPower"?功率躍升步長PowerRampStep上面的參數(shù)在每次物理隨機接入流程啟動之前由上層進展更新。每次物理隨機接入流程啟動的時候，層1從MAC層接收到下面的信息：?P-RACH

4、消息的傳輸格式；?用于指定的隨機接入流程的ASC包括定時和功率電平指示；注意：為了提供RACH8用的不同的優(yōu)先級，物理RACH資源也就是接入時隙和同步碼可以分為不同的接入效勞類別ASCL可以有超過一個ASC或者所有的ASCs被指定為同樣的接入時隙或者同步碼。因此，根據(jù)對應(yīng)關(guān)系，為了確定隨機接入過程的物理信道資源，必須先確定ASC。確定方法：1 .由AC得至ijASC-初始接入2 .由MAC選才?ASC-由UEMAC&iAASC,然后告訴UE的物理層?需要發(fā)送的數(shù)據(jù)傳輸塊集。2. 隨機接入過程在UpPTS中緊隨保護時隙之后的SYNC-UL序列僅用于上行同步，UE從它要接入的小區(qū)所采用的8

5、個可能的SYNC-UL碼中隨機選擇一個，并在UpPTS物理信道上將它發(fā)送到基站。然后UE確定UpPTS的發(fā)射時間和功率開環(huán)過程,以便在UpPTSt!理信道上發(fā)射選定的特征碼。一旦Node-B檢測到來自UE的UpPTS信息，那么它到達的時間和接收功率也就知道了。Node-B確定發(fā)射功率更新和定時調(diào)整的指令，并在以后的4個子幀通過F-PACH在一個突發(fā)/子幀消息將它發(fā)送給UE。一旦當(dāng)UE從選定的F-PACH與所選特征碼對應(yīng)的F-PACH中收到上述控制信息時，說明Node-B已經(jīng)收到了UpPTS序列。然后，UE將調(diào)整發(fā)射時間和功率，并確保在接下來的兩幀后，在對應(yīng)于F-PACH的PPACHB道上發(fā)送R

6、ACH在這一步，UE發(fā)送到Node-B的RACH將具有較高的同步精度。之后，UE將會在對應(yīng)于FACH的S-CCPCH的信道上接收到來自網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)，指示UE發(fā)出的隨機接入是否被接收，如果被接收，將在網(wǎng)絡(luò)分配的UL及DL專用信道上通過FACH建立起上下行鏈路。在利用分配的資源發(fā)送信息之前，UE可以發(fā)送第二個UpPTS并等待來自F-PACH的響應(yīng)，從而可得到下一步的發(fā)射功率和SS的更新指令。接下來，基站在FACH信道上傳送帶有信道分配信息的消息，基站和UE問進展信令及業(yè)務(wù)信息的交互。UENodIeB1.SYNC-ULh2.FPACHI發(fā)(PC,SS)3.PRACH(RRC接4.CCPCH（RR選接建

7、立響應(yīng)）15.DCCH（RR選接證實）圖1隨機接入過程2.1 UE發(fā)送SYNC-UL隨機接入過程始于UE在UpPCH信道上發(fā)送上行同步碼SYNC-ULUE首先將簽名重發(fā)計數(shù)器設(shè)為M,將信號發(fā)射功率設(shè)置為Signature_Initial_Power如果要求的信號發(fā)射功率超過了最大允許值，把信號發(fā)射功率設(shè)置為最大允許功率，然后從小區(qū)允許使用的上行同步碼里面隨機地選取一個，發(fā)送SYNC-UL1. SYNC-UL碼的選擇從小區(qū)允許使用的上行同步碼中隨機地選擇一個，選取時應(yīng)滿足概率一致分布的原那么。2. SYNC-UL碼功率確實定PUpPCH=LPCCPCH+PRxUpPCHdes+（i-1）*Pwr

8、ramp3. SYNC-UL發(fā)送時機UpPCH®用開環(huán)上行同步控制，UE使用接收到的P-CCPCH和DwPCH功率來估計基于路徑損耗的傳播延遲tp。UpPCH根據(jù)接收到的DwPCH時間向Node-B提前發(fā)射。UpPCH開場發(fā)射的時間TTX-UpPCH如下：TTX-UpPCH=TRX-DwPCH-2tp+12*16TC精度為1/8碼片。TTX-UpPCH®根據(jù)UE的定時UpPCH發(fā)射開場時間。TRX-DwPCH是根據(jù)UE定時接收到的DwPCH的開場時間。2tp是UpPCH的定時提前，可以根據(jù)路徑損耗來進展近似地估算，但規(guī)里并沒有給出具體的估算算法。2.2 接收F-PACH突發(fā)

9、UE發(fā)出SYNC-UL后，將從下一子幀開場在F-PACH物理信道上等待接收F-PACH突發(fā)。Node-B使用快速接入信道F-PACK承載一個單獨的突發(fā)用于對檢測到的簽名進展確認，包括向UE進展定時和功率電平的調(diào)整指示。最長等待時間WT由系統(tǒng)信息播送。如果在預(yù)期時間沒有檢測到有效應(yīng)答：UE將提升簽名發(fā)射功率P0=PowerRampStepdB簽名重發(fā)計數(shù)器減1,如果計數(shù)器小于等于0,那么向MAC子層報告一次隨機接入失敗。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，每個小區(qū)可以配置多個F-PACH其具體的數(shù)目由系統(tǒng)信息播送。在這種情況下，UE應(yīng)監(jiān)聽的下行F-PACH按下式確定：F-PACHi=SYNC-ULjmod

10、N（j=1,2；8）式中：F-PACHiUE應(yīng)監(jiān)聽的下行F-PACH信道號。SYNC-UL：UE在UpPTS時隙發(fā)送時所選擇的小區(qū)上行同步碼編號，圍為18。N:效勞小區(qū)配置的F-PACH信道數(shù)目。F-PACH突發(fā)有32位信息比特。具體信息如下列圖所示:InformationfieldLength(inbits)SignatureReferenceNumber簽名參考號3(MSB)RelativeSub-FrameNumber相對子幀號2ReceivedstartingpositionoftheUpPCH(UpPCHPOS)收至UUpPCH的開場位置11TransmitPowerLevelCom

11、mandforRACHmessage在P-RACH上的傳輸功率命令7Reservedbits(defaultvalue:0)9(LSB)1）簽名參考序號簽名參考號就是UE發(fā)送的SYNC-UL在小區(qū)碼組中的編號。UE使用這個信息來確認是否對F-PACH消息進展接收。簽名參考序號用3個比特進展編碼，圍為0-7,位序列000對應(yīng)小區(qū)的第一個簽名參考號，位序列（111）對應(yīng)小區(qū)的第8個簽名參考號。2）相對子幀序號UE收至IF-PACH突發(fā)時的子幀號與發(fā)送SYNC-UL時的子幀號之差，UE使用這個信息來確認對F-PACH消息的接收。相對子幀序號的圍是0-3,編碼如下：位序列(00)說明有一個子幀的偏差；

12、位序列為(11)說明4個子幀的偏差。3)接收到的UpPCH(UpPCHPOS)開場位置該字段表示NODE-B在SYNC-UL檢測窗檢測至IJ的SYNC-UL位置。時間基準(zhǔn)為DwPTS的完畢點，精度為1/8chip.該字段直接指示了UE在以后對網(wǎng)絡(luò)進展發(fā)送的定時調(diào)整。Node-B根據(jù)下面的等式進展計算：UpPCHPOS=UpPTSRxpath-UpPTSTSUpPTSRxpath在Node-B上接收至心勺SYNC-UL的時亥黑UpPTSTS根據(jù)Node-B的部定時，在DwPCH完畢前的兩個符號的時間。在接入到網(wǎng)絡(luò)的時候，UE使用這個信息調(diào)整自己的定時信息。UpPCHPOS勺取值圍0-2047,編

13、碼如下：位(00,;。)表示接收的開場位置為0碼片；;位(11,/門)表示接收的開場位置為2047*1/8碼片。4)在RACHL1的發(fā)射功率命令(TPLC)該值不是絕對功率命令，它是NODE-B的一個期望接收功率。UE在P-RACH上發(fā)送時，應(yīng)按下面給出的開環(huán)功率計算公式重新計算發(fā)送功率，也就是說，盡管NODE-B根據(jù)接收功率對UE進展了調(diào)整，但UE在P-RACH上的發(fā)送仍屬于開環(huán)功率控制疇，同樣需要按下式重新計算發(fā)送功率：PueLTPL_DwPTS(1)L0TPLC2.3 UE在P-RACH上發(fā)消息UE在調(diào)整了發(fā)送功率及定時后，將在選定的P-RACH信道上發(fā)送層3消息“RRCCONNECTI

14、ONREQUEST0消息中包含了UE的識別信息和可靠的測量信息，在TD-SCDMA系統(tǒng)中，一條F-PACH物理信道可對應(yīng)多條P-RACH14。這種對應(yīng)關(guān)系一方面取決于P-RACH所用的擴頻因子，另外一方面也取決于系統(tǒng)配置。兩者的映射關(guān)系如下式所示：'SFNmodLiNPRACH式中：SFN：系統(tǒng)子幀號。Li:第一F-PACH信道對應(yīng)的P-RACH數(shù)目。這一對應(yīng)關(guān)系由系統(tǒng)信息播送。NP-RACHUE發(fā)送層3消息時應(yīng)使用的P-RACH信道編號。2.4 RACH專輸控制過程UE側(cè)UEMAC!過原語CMAC-Config-REQARRC接收下面的RACH®射控制參數(shù)：?ASC參數(shù)集，

15、包括每個ASC、P-RACH分段標(biāo)識和連續(xù)值PiI=0,NumASC;?最大的同步試探個數(shù)Mmax。當(dāng)有數(shù)據(jù)要發(fā)送的時候，MAC從ASCs里面選擇ASC,ASC里面包括P-RACH分段和相關(guān)的持續(xù)值Pi的標(biāo)識。根據(jù)持續(xù)值Pi,MAC決定在當(dāng)前的發(fā)射時間間隔是否啟動L1P-RACH流程。如果發(fā)射允許，通過發(fā)送原語PHY-ACCESS-REQ6動P-RACH發(fā)射流程通過發(fā)送SYNC-UL/F-PAChff歹開場。然后MAC通過原語PHY-ACCESS-CN耿L1等待接入信息。如果不允許發(fā)送，將在下一個發(fā)送時間間隙執(zhí)行一個新的持續(xù)檢查程序，該持續(xù)檢查程序被重復(fù)執(zhí)行直到發(fā)送被允許。如果F-PACH確認

16、同步脈沖，物理層采用原語PHY-ACCESS-CN晌MAC通知接入信息，接入信息中帶參數(shù)“readyfordatatransmission",那么MAC采用PHY-DATA-REQ®語請求數(shù)據(jù)傳輸。如果在一個功率躍遷循環(huán)里面，在最大的允許發(fā)送次數(shù)里面沒有在F-PACH上收到對同步突發(fā)確實認，PHY會通過原語PHY-ACCESS-CNI&訴MAC層“沒有在F-PACH上收到響應(yīng)。如果沒有超過允許的最步試探Mmax,那么MAC在下個發(fā)射時間間隔里面開場一個新的持續(xù)測試系列，然后重復(fù)PHY-ACCESS-REQ流程。定時器T2確保兩個連續(xù)的持續(xù)測試至少間隔一個TTI。如果最大的同步試探次數(shù)超過，MAC放棄RACH流程。通過原語CMAC-STATUS-Ind或者MAC-STATUS-Ind向上層指示MAC流程完成失敗。2.5 UE在CCPCHk接收消息UE在P-RACH信道發(fā)送出“RRC連接請求消息后，將在配置的S-CCPCH物理信道承載的傳輸信道為FACH上接收所有的數(shù)據(jù)塊，以查找是否有屬于自己的“RRCCONNECTIONSETUP息。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，一個小區(qū)可以配置多條S