隨機接入優(yōu)化

隨機接入優(yōu)化鎖定本詞條由“科普中國”百科科學詞條編寫與應用工作項目審核。本詞條以LTE為例介紹LTE技術中的隨機接入優(yōu)化。中文名隨機接入優(yōu)化外文名Randomaccessoptimization應用學科通信目錄1概述2技術方案-RACH性能評估-PRACH優(yōu)化參數(shù)-UE信息的上報-PRACH配置信息的交互1.-對協(xié)議和接口的修改23OAM需求概述隨機接入信道的參數(shù)配置對RACH碰撞概率有很大影響。RACH碰撞概率是影響呼叫建立時延、上行非同步狀態(tài)下的數(shù)據(jù)恢復時延和切換時延的重要因素，也會影響到呼叫建立成功率和切換成功率。由于需要專門為RACH保留上行資源單元，預留資源的數(shù)量會影響到LTE的網絡容量。隨機接入信道參數(shù)配置不合理也會導致前導檢測概率的下降和覆蓋范圍的縮小。因此，對于已經部署的網絡，RACH參數(shù)優(yōu)化能夠帶來比較明顯的增益。并且，隨機信道參數(shù)的配置在很大程度上影響著終端用戶的用戶體驗。因此，隨機信道的優(yōu)化是尤為重要的。隨機接入信道自優(yōu)化功能的主要目的如下。（1） 減少系統(tǒng)中所有終端的接入時延。減少接入時延可減少呼叫建立時延，減少上行非同步狀態(tài)造成的數(shù)據(jù)再續(xù)時延，減少切換時延，提高呼叫建立成功率，提高切換成功率。（2） 減少由RACH產生的上行干擾。（3） 減少RACH嘗試之間的干擾。SON中的隨機接入信道自優(yōu)化功能，能夠周期性地或持續(xù)不斷地對所有小區(qū)的隨機接入信道參數(shù)進行優(yōu)化。對RACH性能和使用情況的測量工作由SON實體執(zhí)行。隨機接入信道自優(yōu)化功能監(jiān)視主要的條件，如RACH負荷的改變、上行干擾等，并且作出決定，并更

新一些適合的參數(shù)。根據(jù)鄰小區(qū)的RACH配置情況和UE上報的參數(shù)，eNB判斷是否需要優(yōu)化RACH配置參數(shù)及如何進行優(yōu)化。RACH參數(shù)的設置需考慮多種因素，例如PUSCH造成的上行小區(qū)間干擾、RACH負荷（與呼叫到達率、切換率、跟蹤區(qū)更新、小區(qū)覆蓋范圍的業(yè)務類型和人口數(shù)量有關）、PUSCH負荷（PRACH的時頻資源分布在PUSCH范圍之內，且周期重復）、分給小區(qū)的前導的容量、上下行覆蓋失衡。技術方案由于以上因素均受到網絡配置（如天線下傾角、發(fā)射功率設置和切換門限等）影響，網絡配置中的參數(shù)發(fā)生任何改變都會影響到最優(yōu)的RACH配置。例如，如果一個小區(qū)的天線下傾角改變了，那么附近小區(qū)的覆蓋范圍都會改變，相應地會影響到每個小區(qū)的呼叫到達率和切換率。這會影響每個小區(qū)的RACH總量，包括每個前導的適用范圍。那么，運營商就必須檢查每個小區(qū)的RACH性能和使用情況，并且檢測由配置參數(shù)的改變帶來的RACH問題。如有必要，還需對RACH配置參數(shù)進行優(yōu)化。技術方案RACH性能評估當UE需要與LTE網絡建立連接時，UE要選擇合適的小區(qū)并讀取該小區(qū)的系統(tǒng)信息。通過SIB2,UE可獲得前導序列格式和初始接入功率。UE隨機選取一個前導序列，并發(fā)起隨機接入過程。隨機接入過程的成功與否依賴于eNB是否能夠檢測到該前導序列。如果由于前導序列未被檢測到或存在隨機接入競爭而造成隨機接入失敗，那么UE會執(zhí)行功率爬升過程，并再次發(fā)起隨機接入過程，直至隨機接入成功，如圖8-27所示。rni-aoikiirni-aoikii-ILkUT1J圖8-27隨機接入過程接入成功率AP（m）可定義為UE在經過一定次數(shù)（m=1,2,3...）的隨機接入嘗試后成功接入的概率，可用來衡量RACH性能。另外，接入時延也是評價RACH性能的要素，可定義為從發(fā)起隨機接入嘗試到接入成功的時延。與接入成功率相似，RACH性能可用ADP（0）來衡量，ADP（0）可定義為接入時延小于0的概率。應使用AP或ADP，或同時使用這兩個指標來衡量RACH性能的優(yōu)劣。AP或ADP的目標值應由運營商選取與設置。PRACH優(yōu)化參數(shù)隨機接入信道自優(yōu)化功能會自動配置與RACH性能相關的一些參數(shù)。但3GPP不對需要配置的參數(shù)范圍進行強制要求。在具體實現(xiàn)中，廠家的實現(xiàn)方式不同，需要配置的參數(shù)也會有所不同。隨機接入信道自優(yōu)化功能可能會用到的配置參數(shù)如下。PRACH配置索引（prach-ConfigIndex）PRACH配置索引可用于估算AP(m)、ADP(S)和PUSCH負載。在RACH資源選擇的過程中，由PRACH的配置參數(shù)prach-ConfigIndexPRACHMaskIndex和物理層的時間要求來確定下一個可用于發(fā)送前導的上行子幀。PRACH傳輸功率控制參數(shù)(PRACHTransmissionPowerControlParameters)PRACH傳輸功率控制參數(shù)可用于估算AP(m)和/或ADP(S)及小區(qū)間上行干擾。另外，上行干擾的變化速度較快，隨機信道自優(yōu)化功能能夠快速響應并根據(jù)干擾變化調整PRACH傳輸功率參數(shù)。RACH回退參數(shù)(RACHBackoffParameter)RACH回退參數(shù)可用于估算AP(m)和RACH瞬時負荷°UE發(fā)起隨機接入過程，當競爭解決失敗時,UE在0與RACH回退參數(shù)之間按照平均分布隨機選擇一個回退值。之后，UE按照選擇的回退值延遲下一次隨機接入的發(fā)送。RACH前導拆分(RACHPreambleSplit)LTE的隨機接入過程分為基于競爭的隨機接入和非競爭的隨機接入。每個LTE小區(qū)可使用的前導序列數(shù)為64，其中Ncf個前導序列用于非競爭的隨機接入，64-Ncf個前導序列用于基于競爭的隨機接入。當UE向目標小區(qū)切換時，小區(qū)會設置切換失敗定時器T304”，該定時器決定了UE切換使用的專用前導序列的鎖定時限。如果Ncf的數(shù)量過少或過多都會影響到隨機接入的性能。這就需要一種合理的RACH前導拆分方式。根序列索引(RootSequencelndex)RACH_ROOT_SEQUENCE由SIB2下發(fā)。RACH_ROOT_SEQUENCE是根Zadoff-Chu序列中的u值。根據(jù)u值求出根序列，再根據(jù)SIB2中的PRACHConfigurationIndex、zeroCorrelationZoneConfigHigh-speed-flag等信息來計算出循環(huán)移位序列。也就是說，根序列決定了前導序列的選擇。當相鄰小區(qū)選擇了相同的時頻資源發(fā)送前導序列時，這種機制可在一定程度上避免隨機接入沖突，并且有助于計算RACH引起的上行干擾。UE信息的上報為了配置RACH參數(shù)(如傳輸功率控制參數(shù)等)，隨機接入信道自優(yōu)化功能需要對AP(m)或ADP(S)進行估算。由于可能存在未被檢測到的前導序列(該前導序列會成為一個典型的噪聲)，僅僅使用接收到的前導序列數(shù)量和成功接入的?！陻?shù)量，不足以對AP(m)或ADP(S)進行估算。因此，需要UE上報必要的信息來輔助估算AP和ADP。當UE成功接入后，網絡側可發(fā)起UEinformationprocedure,從而獲得RACH優(yōu)化所需的參數(shù)。eUTRAN向UE發(fā)送UEInformationRequest消息。UE回復UEInformationResponse消息，上報兩個主要參數(shù)。numberOfPreamblesSent:整個隨機接入過程中發(fā)送前導序列的數(shù)量，即UE嘗試接入的次數(shù)。contentionDetected指示UE隨機接入過程中是否檢測到競爭。隨機接入信道自優(yōu)化功能可以根據(jù)這兩個參數(shù)，調整PRACH傳輸功率控制參數(shù)或前導序列格式，從而達到目標接入時延。增大PRACH傳輸功率，能夠提高eNB檢測到前導序列的概率，但是有可能增大對相鄰小區(qū)的上行干擾。UElnformationprocedure如圖8-28所示。FUTRAbSUE圖8-28UEFUTRAbSUE圖8-28UE信息傳送過程PRACH配置信息的交互隨機信道自優(yōu)化功能通過X2接口的eNB配置更新過程，在eNB之間交換PRACH配置更新信息。隨機接入信道自優(yōu)化功能根據(jù)鄰小區(qū)的RACH參數(shù)配置情況及UE上報的信息進行RACH優(yōu)化。在圖8-29中，eNB1發(fā)起eNB配置更新過程：eNB1向eNB2發(fā)送ENBCONFIGURATIONUPDATE消息（攜帶PRACHConfiguration信元），其中包含eNB1最近更新的PRACH配置參數(shù)。eNB2收至1」ENBCONFIGURATIONUPDATE消息后，更新其存儲的eNB1的PRACH配置信息。配置信息成功更新之后，eNB2向eNB1發(fā)送ENBCONFIGURATIONUPDATEACKNOWLEDGE消息，通知eNB1已按照所請求的配置更新信息成功地進行了更新。g,I eNB,■『XIIU；州TI1禮訴A「怛戶\『17汁 ,EiKii圖8-29eNB配置更新：成功操作在圖8-30中，如果eNB2不接受更新的配置參數(shù)，則回復ENBCONFIGURATIONUPDATEFAILURE消息，并攜帶失敗原因。如果ENBCONFIGURATIONUPDATEFAILURE消息包含TimeToWait信元，那么eNB1會等待所指示的時間后再次向該eNB2發(fā)起eNBConfigurationUpdate過程。如果eNB1發(fā)起eNBConfigurationUpdate過程之后，既沒有收到ENBCONFIGURATIONUPDATEACKNOWLEDGE消息，也沒有收到UENBCONFIGURATIONUPDATEFAILURE消息，那么eNB1會重新向該eNB2發(fā)起eNBConfigurationUpdate過程，并且再次發(fā)送的ENBCONFIGURATIONUPDATE消息與上次發(fā)送的消息完全一致。eNB. eNB,：knBCun kJPImTE圖8-30eNB配置更新：失敗操作對協(xié)議和接口的修改SON實體位于eNB中，UE的測量結果需上報給SON實體。TS36.331中增加了UE上報測量結果的過程。X2接口協(xié)議中的eNBConfigurationUpdateprocedures中增加了PRACHConfigurationlE，用來在eNB之間交