LTE_PRACH配置参数分析

1、 LTELTE PRACHPRACH 参数参数配置分析配置分析LTE PRACH 参数配置分析第第 1 1 页页目录目录目录目录.31引言引言.41.1编写目的.41.2文档组织.41.3预期读者和阅读建议.41.4参考资料.41.5缩写术语和常用符号.42PRACH 信道的配置分析信道的配置分析 .62.1PRACH 信道的配置参数.62.1.1PRACH配置索引（prach-ConfigurationIndex）.62.1.2零相关配置（zeroCorrelationZoneConfig）.142.1.3根序列索引（rootSequenceIndex）.182.1.4是否为高速状态（hig

2、hSpeedFlag）.212.1.5频率偏移（prach-FrequencyOffset）.222.2PRACH 信道的参数的配置方法.232.2.1PRACH信道参数的配置步骤.232.2.2邻小区的PRACH信道的配置.233LTE 典型典型 PRACH 配置配置 .243.1FORMAT 0 时 PRACH 信道的参数的配置.243.1.1密度为1情况下PRACH相关参数配置.243.1.2密度为2情况下PRACH相关参数配置.263.2FORMAT 4 时 PRACH 信道的参数的配置.274高速模式下配置原则高速模式下配置原则.295附录附录.325.1南京规模实验网站址分布图.3

3、2LTE PRACH 参数配置分析第第 2 2 页页1引言1.1编写目的本文档的编写目的是分析 PRACH 信道的各参数的配置方法及各邻区间如何进行配置。1.2文档组织本文首先对 LTE3.0 版本需要配置的 PRACH 信道的各参数进行了说明和描述，根据网络规划如何确定各参数的取值，并给出相邻小区各参数的配置原则。本文在第 2 章的后半部分给出了 PRACH 各参数的配置方法和步骤。第 3 章给出了高速模式下的零相关和根序列的配置有一定的关联关系。1.3预期读者和阅读建议本文档的预期读者为 LTE 网络建设人员和 LTE 网络优化人员、测试人员等。1.4参考资料1.LTE 无线配置参数分析.

4、doc V1.12.LTE PRACH 密度需求分析.docV1.03.LTEUMTS 长期演进理论与实践马霓、邬钢等译4.3GPP TS 36.211 Physical Channels and Modulation 1.5缩写术语和常用符号英文缩写英文全称中文全称CMCubic Metric立方量度PAPRPeak-to-Average Power Ratio峰均值功率比PRACHPhysical Random Access Channel物理随机接入信道RACHRandom Access Channel随机接入信道LTE PRACH 参数配置分析第第 3 3 页页1、原理PRACH 前导

5、序列是由长度为 839 的 ZC（Zadoff-Chu）序列组成，每个前导序列对应一个根序列 。协议 36.211 中规定在一个小区中有 64 个前导序列。一个根序列 通过多次的循环移位产生多个前导序列。如果一个根序列不能产生 64 个前导序列，那么利用接下来的连续的根序列继续产生前导序列，直到所有 64 个前导序列全部产生。根据随机接入循环偏移 Ncs，可以得到生成 64 个前导序列所需的根序列 个数。因此为了减少信令开销，每个小区都选择连续的根序列 。当知道第一个根序列 ，就可以知道其余的根序列 。那么在一个小区中只需要广播第一个根序列的编号 Logical root sequence n

6、umber 即可。2、设计1）设计流程图2）具体步骤PRACH 设计按照如下步骤设计： 步骤 1：确定高低速场景根据小区覆盖区域的特征，确定该小区覆盖场景是高速或低速场景。该属性值影响 Ncs 的选择。 步骤 2：确定 Preamble Format协议定义了 5 种 Preamble Format，不同的格式适合不同的小区半径。根据小区的覆盖半径，选择合适的 Preamble Format这里列举不同 Preamble Format 对应的小区最大覆盖半径。Preamble Format 小区最大半径 (km)0 141 772 293 1074 1.4注 1：对应协议 36.211 中的

7、Table 5.7.1-1: Random access preamble parameters. 步骤 3：确定 Ncs Configuration协议定义 16 种 Ncs 配置（针对 Preamble 格式 03）或 7 种 Ncs 配置（针对 Preamble 格式 4） 。不同配置下的 Ncs 取值不同，从而生成 64 个 Preamble 序列所需的根序列 的个数不同。同时高速和低速下的 Ncs 长度也不同。注 2：对应协议 36.211 中的 Table 5.7.2-2 Cyclic shifts for preamble generation (preamble formats

8、 0-3)和表 Table 5.7.2-3 Cyclic shifts for preamble generation (preamble formats 4)。 步骤 4：确定根 的个数根据 Preamble Format 对应的前导序列长度和 Ncs Configuration，确定根 的个数。LTE PRACH 参数配置分析第第 4 4 页页注 3：对应协议 36.211 中的 Table 5.7.2-1: Random access preamble sequence length. 步骤:5：确定 Logical root sequence number根据协议 36.211 中的

9、Table 5.7.2-4 Root Zadoff-Chu sequence order for preamble formats 0 3 和 Table 5.7.2-5 Root Zadoff-Chu sequence order for preamble formats 4，随机选择 Logical root sequence number，但是要同时满足以下两项条件：1）不能与邻区配置的第一个 Logical root sequence number 相同；2）与邻区配置的第一个 Logical root sequence number 不同时，但要保证根据 Ncs 配置确定的所需根序列

10、 个数的情况下，剩余的 Logical root sequence number 不同；3、Preamble 设计实例这里对三个小区（Cell A，Cell B，Cell C）的 Preamble 进行设计，该三个小区互为邻区。1）该三个小区的覆盖场景为低速场景；2）Preamble format 选择 format 0；3）Ncs Configuration 选择 8， Ncs 长度等于 46；4）根序列数为 4。Preamble Format 为 0，Ncs Configuration 为 8，对应根序列长度为 839，则一个根序列可以生成 18 个前导序列，其中 （向下取值） ，所以至少

11、需要 4 个根 才能产生 64 个前导序列。5）Cell A 选择 Logical root sequence number 为 766769，Cell B 选择 770773，Cell C选择 774777。 Ncs 与小区半径的关系Ncs 与小区半径相关，下面是 Ncs 和小区半径 的关系参见如下公式： （公式 1）其中，对于前导格式 0-3， ，对于前导格式 4， ；对于前导格式 0-3， ，对于前导格式 4， ；为最大多径时延扩展，是小区边缘 UE 对抗多径干扰的保护；为光速。原则上，Ncs 越大，小区半径越大，以下是根据公式 1 计算获得的前导格式 0-3 、前导格式 4，Ncs 数

12、值及其对应的最大小区半径(假设 )关系表。表 5 前导格式 03 时 Ncs 值与支持的最大小区半径zeroCorrelationZoneConfig Unrestricted set Restricted set 小区半径 小区半径0 0 119.1km 15 1.4km1 13 1.0 km 18 1.7 km2 15 1.3 km 22 2.3 km3 18 1.7 km 26 2.9 km4 22 2.3 km 32 3.8 km5 26 2.8 km 38 4.6 km6 32 3.7 km 46 5.8 km7 38 4.5 km 55 7.1 kmLTE PRACH 参数配置分析

13、第第 5 5 页页8 46 5.7 km 68 8.9 km9 59 7.5 km 82 10.9 km10 76 10 km 100 13.5 km11 93 12.4 km 128 17.5 km12 119 16.1 km 158 21.8 km13 167 23 km 202 28.1 km14 279 39 km 237 33.1 km15 419 59 km - -前导格式 4Ncs 值与支持的最大小区半径表（考虑 Tds = 5us）表 6 前导格式 4 时 Ncs 值与支持的最大小区半径zeroCorrelationZoneConfig 小区半径0 2 NA1 4 NA2 6

14、81m3 8 369m4 10 657m5 12 945m6 15 1376m注：最大扩展时延 Tds 暂时按照 5us 考虑， 若后期有更合理的值，则再更新文档。1.1.1.3 低速情况下产生 64 个前导码需要的根序列个数 （公式 2）其中,K 表示根序列的个数；前导格式 0-3， ，对于前导格式 4， ；64 表示 64 个前导码；根据公式 2，计算出低速（非限制集）情况下产生 64 个前导码需要的根序列数，如表 6。 表 6 Ncs 值和产生 64 个前导需要的根序列数 配置 值(非限制集) 产生 64 个前导非限制集需要的根序列个数0 0 641 13 12 15 23 18 24

15、22 25 26 26 32 37 38 38 46 49 59 510 76 611 93 8LTE PRACH 参数配置分析第第 6 6 页页12 119 1013 167 1314 279 2215 419 32表 10 Format 4 格式下的根序列zeroCorrelationZoneConfig 产生 64 个前导非限制集需要的根序列个数0 2 11 4 12 6 13 8 14 10 15 12 16 15 2LTE PRACH 参数配置分析第第 7 7 页页2PRACH 信道的配置分析2.1PRACH 信道的配置参数LTE 中 PRACH 信道的配置参数主要有五个，都是小区级

16、参数分别是：PRACH 配置索引（prach-ConfigurationIndex）零相关配置（zeroCorrelationZoneConfig）根序列索引（rootSequenceIndex）是否为高速状态（highSpeedFlag）频率偏移（prach-FrequencyOffset）2.1.1PRACH 配置索引（prach-ConfigurationIndex）2.1.1.1 参数基本信息参数编号参数编号取值范围取值范围物理单位物理单位调整步长调整步长0.63默认值：51无无参数名称参数名称传送途径传送途径作用范围作用范围参数出处参数出处prach-ConfigurationInd

17、exeNodeB-UECell36.211所属网元及设置途径所属网元及设置途径小区逻辑无线资源参数-物理随机接入信道- PRACH 配置索引不同场景下的差异化配置说明不同场景下的差异化配置说明无用于指示小区的 PRACH 配置索引。该参数指示了 PRACH 的频域资源索引、时域的无线帧、半帧、子帧的资源占用情况。该参数确定后，小区 PRACH 的时、频资源即可确定，同时也确定了采用的前导格式（047 为前导格式 03，4757 为前导格式 4） ，其定义见下表（36.211 Table 5.7.1-4） 。LTE PRACH 参数配置分析第第 8 8 页页UL/DL configuration

18、 (See Table 4.2-2)PRACH configuration Index(See Table 5.7.1-3)01234560(0,1,0,2)(0,1,0,1)(0,1,0,0)(0,1,0,2)(0,1,0,1)(0,1,0,0)(0,1,0,2)1(0,2,0,2)(0,2,0,1)(0,2,0,0)(0,2,0,2)(0,2,0,1)(0,2,0,0)(0,2,0,2)2(0,1,1,2)(0,1,1,1)(0,1,1,0)(0,1,0,1)(0,1,0,0)N/A(0,1,1,1)3(0,0,0,2)(0,0,0,1)(0,0,0,0)(0,0,0,2)(0,0,0,1

19、)(0,0,0,0)(0,0,0,2)4(0,0,1,2)(0,0,1,1)(0,0,1,0)(0,0,0,1)(0,0,0,0)N/A(0,0,1,1)5(0,0,0,1)(0,0,0,0)N/A(0,0,0,0)N/AN/A(0,0,0,1)6(0,0,0,2)(0,0,1,2)(0,0,0,1)(0,0,1,1)(0,0,0,0)(0,0,1,0)(0,0,0,1)(0,0,0,2)(0,0,0,0)(0,0,0,1)(0,0,0,0)(1,0,0,0)(0,0,0,2)(0,0,1,1)7(0,0,0,1)(0,0,1,1)(0,0,0,0)(0,0,1,0)N/A(0,0,0,0)(

20、0,0,0,2)N/AN/A(0,0,0,1)(0,0,1,0)8(0,0,0,0)(0,0,1,0)N/AN/A(0,0,0,0)(0,0,0,1)N/AN/A(0,0,0,0)(0,0,1,1)9(0,0,0,1)(0,0,0,2)(0,0,1,2)(0,0,0,0)(0,0,0,1)(0,0,1,1)(0,0,0,0)(0,0,1,0)(1,0,0,0)(0,0,0,0)(0,0,0,1)(0,0,0,2)(0,0,0,0)(0,0,0,1)(1,0,0,1)(0,0,0,0)(1,0,0,0)(2,0,0,0)(0,0,0,1)(0,0,0,2)(0,0,1,1)10 (0,0,0,0

21、)(0,0,1,0) (0,0,1,1) (0,0,0,1)(0,0,1,0) (0,0,1,1) (0,0,0,0)(0,0,1,0) (1,0,1,0)N/A(0,0,0,0)(0,0,0,1)(1,0,0,0)N/A (0,0,0,0)(0,0,0,2)(0,0,1,0)11N/A(0,0,0,0) (0,0,0,1)(0,0,1,0)N/AN/AN/AN/A (0,0,0,1)(0,0,1,0)(0,0,1,1)12(0,0,0,1)(0,0,0,2)(0,0,1,1)(0,0,1,2)(0,0,0,0)(0,0,0,1)(0,0,1,0)(0,0,1,1)(0,0,0,0)(0,0,

22、1,0)(1,0,0,0)(1,0,1,0)(0,0,0,0)(0,0,0,1)(0,0,0,2)(1,0,0,2)(0,0,0,0)(0,0,0,1)(1,0,0,0)(1,0,0,1)(0,0,0,0)(1,0,0,0)(2,0,0,0)(3,0,0,0)(0,0,0,1)(0,0,0,2)(0,0,1,0)(0,0,1,1)13(0,0,0,0)(0,0,0,2)(0,0,1,0)(0,0,1,2)N/AN/A(0,0,0,0)(0,0,0,1)(0,0,0,2)(1,0,0,1)N/AN/A(0,0,0,0)(0,0,0,1)(0,0,0,2)(0,0,1,1)14(0,0,0,0)(

23、0,0,0,1)(0,0,1,0)(0,0,1,1)N/AN/A(0,0,0,0)(0,0,0,1)(0,0,0,2)(1,0,0,0)N/AN/A(0,0,0,0)(0,0,0,2)(0,0,1,0)(0,0,1,1)15(0,0,0,0)(0,0,0,1)(0,0,0,2)(0,0,1,1)(0,0,1,2)(0,0,0,0)(0,0,0,1)(0,0,1,0)(0,0,1,1)(1,0,0,1)(0,0,0,0)(0,0,1,0)(1,0,0,0)(1,0,1,0)(2,0,0,0)(0,0,0,0)(0,0,0,1)(0,0,0,2)(1,0,0,1)(1,0,0,2)(0,0,0,0

24、)(0,0,0,1)(1,0,0,0)(1,0,0,1)(2,0,0,1)(0,0,0,0)(1,0,0,0)(2,0,0,0)(3,0,0,0)(4,0,0,0)(0,0,0,0)(0,0,0,1)(0,0,0,2)(0,0,1,0)(0,0,1,1)16(0,0,0,1)(0,0,0,2)(0,0,1,0)(0,0,1,1)(0,0,1,2)(0,0,0,0)(0,0,0,1)(0,0,1,0)(0,0,1,1)(1,0,1,1)(0,0,0,0)(0,0,1,0)(1,0,0,0)(1,0,1,0)(2,0,1,0)(0,0,0,0)(0,0,0,1)(0,0,0,2)(1,0,0,0)

25、(1,0,0,2)(0,0,0,0)(0,0,0,1)(1,0,0,0)(1,0,0,1)(2,0,0,0)N/AN/A17(0,0,0,0)(0,0,0,1)(0,0,0,2)(0,0,1,0)(0,0,1,2)(0,0,0,0)(0,0,0,1)(0,0,1,0)(0,0,1,1)(1,0,0,0)N/A(0,0,0,0)(0,0,0,1)(0,0,0,2) (1,0,0,0)(1,0,0,1)N/AN/AN/A18(0,0,0,0)(0,0,0,1)(0,0,0,2)(0,0,1,0)(0,0,1,1)(0,0,1,2)(0,0,0,0)(0,0,0,1)(0,0,1,0)(0,0,1,

26、1)(1,0,0,1)(1,0,1,1)(0,0,0,0)(0,0,1,0)(1,0,0,0)(1,0,1,0)(2,0,0,0)(2,0,1,0)(0,0,0,0)(0,0,0,1)(0,0,0,2)(1,0,0,0)(1,0,0,1)(1,0,0,2)(0,0,0,0)(0,0,0,1)(1,0,0,0)(1,0,0,1)(2,0,0,0)(2,0,0,1)(0,0,0,0)(1,0,0,0)(2,0,0,0)(3,0,0,0)(4,0,0,0)(5,0,0,0)(0,0,0,0)(0,0,0,1)(0,0,0,2)(0,0,1,0)(0,0,1,1)(1,0,0,2)19N/A(0,0,

27、0,0)(0,0,0,1)(0,0,1,0)(0,0,1,1)(1,0,0,0)(1,0,1,0)N/AN/AN/AN/A(0,0,0,0)(0,0,0,1)(0,0,0,2)(0,0,1,0)(0,0,1,1)(1,0,1,1)LTE PRACH 参数配置分析第第 9 9 页页20 / 30(0,1,0,1)(0,1,0,0)N/A(0,1,0,1)(0,1,0,0)N/A(0,1,0,1)21 / 31(0,2,0,1)(0,2,0,0)N/A(0,2,0,1)(0,2,0,0)N/A(0,2,0,1)22 / 32(0,1,1,1)(0,1,1,0)N/AN/AN/AN/A(0,1,1,

28、0)23 / 33(0,0,0,1)(0,0,0,0)N/A(0,0,0,1)(0,0,0,0)N/A(0,0,0,1)24 / 34(0,0,1,1)(0,0,1,0)N/AN/AN/AN/A(0,0,1,0)25 / 35(0,0,0,1)(0,0,1,1)(0,0,0,0)(0,0,1,0)N/A(0,0,0,1)(1,0,0,1)(0,0,0,0)(1,0,0,0)N/A(0,0,0,1)(0,0,1,0)26 / 36(0,0,0,1)(0,0,1,1)(1,0,0,1)(0,0,0,0)(0,0,1,0)(1,0,0,0)N/A(0,0,0,1)(1,0,0,1)(2,0,0,1)

29、(0,0,0,0)(1,0,0,0)(2,0,0,0)N/A(0,0,0,1)(0,0,1,0)(1,0,0,1)27 / 37(0,0,0,1)(0,0,1,1)(1,0,0,1)(1,0,1,1)(0,0,0,0)(0,0,1,0)(1,0,0,0)(1,0,1,0)N/A(0,0,0,1)(1,0,0,1)(2,0,0,1)(3,0,0,1)(0,0,0,0)(1,0,0,0)(2,0,0,0)(3,0,0,0)N/A(0,0,0,1)(0,0,1,0)(1,0,0,1)(1,0,1,0)28 / 38(0,0,0,1)(0,0,1,1)(1,0,0,1)(1,0,1,1)(2,0,0,

30、1)(0,0,0,0)(0,0,1,0)(1,0,0,0)(1,0,1,0)(2,0,0,0)N/A(0,0,0,1)(1,0,0,1)(2,0,0,1)(3,0,0,1)(4,0,0,1)(0,0,0,0)(1,0,0,0)(2,0,0,0)(3,0,0,0)(4,0,0,0)N/A(0,0,0,1)(0,0,1,0)(1,0,0,1)(1,0,1,0)(2,0,0,1)29 /39(0,0,0,1)(0,0,1,1)(1,0,0,1)(1,0,1,1)(2,0,0,1)(2,0,1,1)(0,0,0,0)(0,0,1,0)(1,0,0,0)(1,0,1,0)(2,0,0,0)(2,0,1,

31、0)N/A(0,0,0,1)(1,0,0,1)(2,0,0,1)(3,0,0,1)(4,0,0,1)(5,0,0,1)(0,0,0,0)(1,0,0,0)(2,0,0,0)(3,0,0,0)(4,0,0,0)(5,0,0,0)N/A(0,0,0,1)(0,0,1,0)(1,0,0,1)(1,0,1,0)(2,0,0,1)(2,0,1,0)40(0,1,0,0)N/AN/A(0,1,0,0)N/AN/A(0,1,0,0)41(0,2,0,0)N/AN/A(0,2,0,0)N/AN/A(0,2,0,0)42(0,1,1,0)N/AN/AN/AN/AN/AN/A43(0,0,0,0)N/AN/A(0

32、,0,0,0)N/AN/A(0,0,0,0)44(0,0,1,0)N/AN/AN/AN/AN/AN/A45(0,0,0,0)(0,0,1,0)N/AN/A(0,0,0,0)(1,0,0,0)N/AN/A(0,0,0,0)(1,0,0,0)46(0,0,0,0)(0,0,1,0)(1,0,0,0)N/AN/A(0,0,0,0)(1,0,0,0)(2,0,0,0)N/AN/A(0,0,0,0)(1,0,0,0)(2,0,0,0)47(0,0,0,0)(0,0,1,0)(1,0,0,0)(1,0,1,0)N/AN/A(0,0,0,0)(1,0,0,0)(2,0,0,0)(3,0,0,0)N/AN/A

33、(0,0,0,0)(1,0,0,0)(2,0,0,0)(3,0,0,0)48(0,1,0,*)(0,1,0,*)(0,1,0,*)(0,1,0,*)(0,1,0,*)(0,1,0,*)(0,1,0,*)49(0,2,0,*)(0,2,0,*)(0,2,0,*)(0,2,0,*)(0,2,0,*)(0,2,0,*)(0,2,0,*)50(0,1,1,*)(0,1,1,*)(0,1,1,*)N/AN/AN/A(0,1,1,*)51(0,0,0,*)(0,0,0,*)(0,0,0,*)(0,0,0,*)(0,0,0,*)(0,0,0,*)(0,0,0,*)52(0,0,1,*)(0,0,1,*)(0

34、,0,1,*)N/AN/AN/A(0,0,1,*)53(0,0,0,*)(0,0,1,*)(0,0,0,*)(0,0,1,*)(0,0,0,*)(0,0,1,*)(0,0,0,*)(1,0,0,*)(0,0,0,*)(1,0,0,*)(0,0,0,*)(1,0,0,*)(0,0,0,*)(0,0,1,*)54(0,0,0,*)(0,0,1,*)(1,0,0,*)(0,0,0,*)(0,0,1,*)(1,0,0,*)(0,0,0,*)(0,0,1,*)(1,0,0,*)(0,0,0,*)(1,0,0,*)(2,0,0,*)(0,0,0,*)(1,0,0,*)(2,0,0,*)(0,0,0,*)(

35、1,0,0,*)(2,0,0,*)(0,0,0,*)(0,0,1,*)(1,0,0,*)55(0,0,0,*)(0,0,1,*)(1,0,0,*)(1,0,1,*)(0,0,0,*)(0,0,1,*)(1,0,0,*)(1,0,1,*)(0,0,0,*)(0,0,1,*)(1,0,0,*)(1,0,1,*)(0,0,0,*)(1,0,0,*)(2,0,0,*)(3,0,0,*)(0,0,0,*)(1,0,0,*)(2,0,0,*)(3,0,0,*)(0,0,0,*)(1,0,0,*)(2,0,0,*)(3,0,0,*)(0,0,0,*)(0,0,1,*)(1,0,0,*)(1,0,1,*)56

36、(0,0,0,*)(0,0,1,*)(1,0,0,*)(1,0,1,*)(2,0,0,*)(0,0,0,*)(0,0,1,*)(1,0,0,*)(1,0,1,*)(2,0,0,*)(0,0,0,*)(0,0,1,*)(1,0,0,*)(1,0,1,*)(2,0,0,*)(0,0,0,*)(1,0,0,*)(2,0,0,*)(3,0,0,*)(4,0,0,*)(0,0,0,*)(1,0,0,*)(2,0,0,*)(3,0,0,*)(4,0,0,*)(0,0,0,*)(1,0,0,*)(2,0,0,*)(3,0,0,*)(4,0,0,*)(0,0,0,*)(0,0,1,*)(1,0,0,*)(1,

37、0,1,*)(2,0,0,*)57(0,0,0,*)(0,0,1,*)(1,0,0,*)(1,0,1,*)(2,0,0,*)(2,0,1,*)(0,0,0,*)(0,0,1,*)(1,0,0,*)(1,0,1,*)(2,0,0,*)(2,0,1,*)(0,0,0,*)(0,0,1,*)(1,0,0,*)(1,0,1,*)(2,0,0,*)(2,0,1,*)(0,0,0,*)(1,0,0,*)(2,0,0,*)(3,0,0,*)(4,0,0,*)(5,0,0,*)(0,0,0,*)(1,0,0,*)(2,0,0,*)(3,0,0,*)(4,0,0,*)(5,0,0,*)(0,0,0,*)(1,0

38、,0,*)(2,0,0,*)(3,0,0,*)(4,0,0,*)(5,0,0,*)(0,0,0,*)(0,0,1,*)(1,0,0,*)(1,0,1,*)(2,0,0,*)(2,0,1,*)58N/AN/AN/AN/AN/AN/AN/A59N/AN/AN/AN/AN/AN/AN/A60N/AN/AN/AN/AN/AN/AN/ALTE PRACH 参数配置分析第第 1010 页页61N/AN/AN/AN/AN/AN/AN/A62N/AN/AN/AN/AN/AN/AN/A63N/AN/AN/AN/AN/AN/AN/A表格中的含义如下：),()2(RA) 1 (RA)0(RARAtttf：在 pra

39、ch-FrequencyOffset 的基础上指示同一时刻内频分的各个 PRACH 信道的频RAf率位置；：指示 PRACH 信道的无线帧位置，0 为全部无线帧，1 为奇数无线帧，2 为2 , 1 , 0)0(RAt偶数无线帧；：指示 PRACH 信道在无线帧的前半帧或后半帧，0 为前半帧，1 为后半帧；1 , 0) 1 (RAt：指示 PRACH 信道在“5ms 半帧”内的上子帧序号，带*表示在 UpPTS 上。)2(RAt2.1.1.2 前导码格式与小区半径的关系 随机接入信号是由CP（长度为TCP）、前导序列（长度为TSEQ）和GT (长度为)三个GTT部分组成，前导序列与PRACH时隙

40、长度的差为GT，用于对抗多径干扰的保护，以抵消传播时延。一般来说较长的序列，能获得较好的覆盖范围，但较好的覆盖范围需要较长的CP和GT来抵消相应的往返时延，即小区覆盖范围越大，传输时延越长，需要的GT越大，为适应不同的覆盖要求，36.211协议规定了五种格式的PRACH 循环前缀长度、序列长度、以及GT长度如下表3。LTE PRACH 参数配置分析第第 1111 页页Preamble 格式和小区覆盖范围的关系约束原则为：小区内边缘用户的传输时延需要在 GT 内部，才能保证 PRACH 能正常接收，且不干扰其他的子帧。即需要满足的关系为 ，CPRTTDSTTTGTTRTTT其中，TTCP 为循环

41、前缀 CP 的长度； TGT为保护间隔；TRTT为最大往返时间。根据以上关系，可以得到各种格式下所支持小区的最大半径(考虑)如表 3：DST表 3前导格式CP 长度(Ts/)sGT 长度()DSTs()r km03168/103.132976/96.886.2514.53121024/684.3815840/515.6316.6777.3426240/203.136048/196.886.2529.53321024/684.3821984/715.6316.67100.164448/14.583288/9.37551.406具体可以叙述为：PreamblePreamble 格式格式 0 0：持

42、续1ms，序列长度800us，适用于小、中型的小区，最大小区半径14.53km，此格式看满足网络覆盖的多数场景。PreamblePreamble 格式格式 1 1：持续 2ms，序列长度 800us，适用于大型的小区，最大小区半径为77.34km。PreamblePreamble 格式格式 2 2：持续 2ms，序列长度 1600us，适用于中型小区，最大小区半径为29.53km。PreamblePreamble 格式格式 3 3：持续 3ms，序列长度 1600us，适用于超大型小区，最大小区半径为100.16km；一般用于海面、孤岛等需要超长距离覆盖的场景。Preamble 格式 4： T

43、DD模式专用的格式，持续时间157.292s（ 2个OFDM符号的突发），适用于小型小区，小区半径1.4km，一般应用于短距离覆盖，特别是密集市区、室内覆盖或热点补充覆盖等场景。它是对半径较小的小区的一种优化，可以在不占用正常时隙资源的情况下，利用很小的资源承载PRACH信道，有助于提高系统上行吞吐量，某种程度上也可以认为有助于提高上行业务信道的覆盖性能。LTE PRACH 参数配置分析第第 1212 页页2.1.1.3 RACH 容量选择这里用一个简单的模型来估计有限的 PRACH 资源上的竞争随机接入用户的承载数量。设定在某时间间隔中需要进行随机接入用户数为（用户数足够大，即用户间），随机

44、TN接入的资源数为（随机接入的资源数由 PRACH 的密度决定。m 表示每 10ms 内的T mpreambles 码数 preambles），用户等概率地选择这些资源中的一个，任一用户 A 的碰撞概率为。用户发生碰撞后，重新进行随机接入时，在这个简单模型中记为一个新用户的UEcollp接入，则任一用户 A 选定资源集（共个资源）中某一资源时，其它用户不和该用户发T m生碰撞，即其它用户都选择其他个资源，其概率约为。即用户 A 不1T m11NT mT m和其他用户发生碰撞的概率为：时间间隔 T 内，随机接入的用户数 N 表示为：从上式可以看出，一定 PRACH 密度情况下，目标碰撞概率对所支

45、持的随机接入的用户数需求起决定作用。设定用户可以接受的碰撞概率=1%（在 LTE 中，检测到碰撞后UEcollp就可以使用回退机制） ，一个 PRACH 资源（一个 1.08MHz 带宽的时频资源）中的64Preambles 均用于竞争随机接入，则一个 PRACH 资源可以接入的用户数64m 个。如果一个无线帧（10ms）内有两个 PRACH 资源（即64ln 1 0.010.6432N 密度为 2） ，则每秒钟可以接入的用户数为个。这就1002 64 ln 1128UEcollNp 是 LTE 中期望的典型 PRACH 负载能力。LTE PRACH 参数配置分析第第 1313 页页下面两幅图

46、是 3GPP 相关提案中给出的不同 RACH 负载下的碰撞概率曲线，其中第二幅图是对第一幅图在碰撞概率低于 1%时的缩放。途中横坐标表示 1s中内发起 RACH 的总次数（竞争式） ，纵坐标表示碰撞概率，64signatures 表示10ms 周期内共有 64 个 preamble 可用，128signatures 表示共有 128 个 preamble可用。从第一幅图可以看出如果目标碰撞概率设为低于 1%，则每 10ms128 个preamble 可以支持 200 次/s 的竞争式随机接入。0.00%1.00%2.00%3.00%4.00%5.00%6.00%7.00%10305070901

47、1013015017019016 signatures32 signatures64 signatures128 signatures进一步考虑将随机接入区分为竞争式的和非竞争式两种情况，为非竞争式随机接入预留preamble。提案R2-070205中给出在假设的话务模型下，小区竞争式随即接入负载和非竞争式随机接入负载随小区覆盖范围内UE数变化而变化的情况，如下图所示。LTE PRACH 参数配置分析第第 1414 页页 10002000300040005000600070008000900010000aRACH load12.224.436.748.961.173.385.697.8110.

48、0122.2load for dedicated signatures9.719.429.238.948.658.368.177.887.597.2虽然预留会导致竞争式的preamble个数的减少，但是由于可以通过分配的方式避免碰撞，preamble的使用效率会得到提升。以7000个UE时非竞争随机接入的负载是68.1 access/second为例，这个负载由以下三部分构成：- Call establishment (RT): 1.9- Handover (RT): 8.8 - Handover (NRT): 58.3假设为了切换时能够采用一个异步的方法，一个相同的preamble应该在后续

49、连续5个时刻上被保留，而下行资源分配（下行数据到达）只是需要在1个随机接入时刻上1个专用preamble即可。因此可以采用一个因子5修正切换时的非竞争随机接入负载，从而得到总的非竞争式随机接入负载为： access/second，或者1.9337 （8. 8+58. 3）53.37/occasion（假设10ms inter-occasion period） 。进一步假设：平均需要分配 3.37 个专用 preamble每个随机接入时刻的 preamble 需求到达满足 Poisson 分布 能够接受的专用 preamble 消耗完的概率是 0.5%满足 1- P0 P1- Px UECell

50、36.211所属网元及设置途径所属网元及设置途径小区逻辑无线资源参数-物理随机接入信道-零相关配置不同场景下的差异化配置说明不同场景下的差异化配置说明无2）功能描述 该参数指示 PRACH 前导序列生成使用的循环移位配置的索引值，如下表CSNLTE PRACH 参数配置分析第第 1616 页页3（36.211 Table 5.7.2-2:） 、表 4（Table 5.7.2-3） ，对于前导格式 0-3，本参数的取值范围为0-15，对于前导格式 4，本参数的取值范围为 0-6， “unrestricted set”或“restricted set”参数“是否为高速状态”由 2.1.4 节的“是

51、否为高速状态（highSpeedFlag） ”指示。表表 3 for preamble generation (preamble formats 0-3).CSN valueCSNzeroCorrelationZoneConfigUnrestricted setRestricted set00151131821522318264223252638632467385584668959821076100119312812119158131672021427923715419-表表 4: for preamble generation (preamble format 4).CSNzeroCorre

52、lationZoneConfig valueCSN021426384105126157N/A8N/A9N/A10N/A11N/A12N/A13N/A14N/A15N/A2.1.2.2Ncs与小区半径的关系Ncs 与小区半径相关，下面是 Ncs 和小区半径的关系参见如下公式：rCSZCsDSRTT22NN NTTTrcc （公式 1）其中，对于前导格式 0-3，对于前导格式 4，；24576N 4096N 对于前导格式 0-3，对于前导格式 4，；839ZCN139ZCNLTE PRACH 参数配置分析第第 1717 页页为最大多径时延扩展，是小区边缘 UE 对抗多径干扰的保护；DST为光速。c

53、原则上，Ncs 越大，小区半径越大，以下是根据公式 1 计算获得的前导格式 0-3 、前导格式 4，Ncs 数值及其对应的最大小区半径(假设DS5.21Tus)关系表。表 5 前导格式 03 时 Ncs 值与支持的最大小区半径Unrestricted setRestricted setzeroCorrelationZoneConfigCSN小区小区半径半径CSN小区小区半径半径00 119.1km15 1.4km113 1.0 km18 1.7 km215 1.3 km222.3 km318 1.7 km262.9 km422 2.3 km323.8 km526 2.8 km384.6 km6

54、32 3.7 km465.8 km738 4.5 km557.1 km846 5.7 km688.9 km959 7.5 km8210.9 km1076 10 km10013.5 km1193 12.4 km12817.5 km12119 16.1 km15821.8 km13167 23 km20228.1 km14279 39 km23733.1 km15419 59 km-前导格式 4Ncs 值与支持的最大小区半径表（考虑 Tds = 5us）表 6 前导格式 4 时 Ncs 值与支持的最大小区半径zeroCorrelationZoneConfigCSN小区半小区半径径LTE PRACH

55、 参数配置分析第第 1818 页页02 NA14 NA26 81m38 369m410 657m512 945m615 1376m注：最大扩展时延 Tds 暂时按照 5us 考虑， 若后期有更合理的值，则再更新文档。2.1.2.3 低速情况下产生 64 个前导码需要的根序列个数 （公式 2）其中,K 表示根序列的个数；前导格式 0-3，(根长)，对于前导格式 4，；839ZCN139ZCN64 表示 64 个前导码；根据公式 2，计算出低速（非限制集）情况下产生 64 个前导码需要的根序列数，如表 6。 表 6 Ncs 值和产生 64 个前导需要的根序列数 配置配置值( (非限制集非限制集)

56、)产生产生 6464 个前导非限制集需要的根序列个数个前导非限制集需要的根序列个数00641131215231824222526263237383846495951076611938121191013167131427922CSNCSNK = 64/ Nzc/Ncs LTE PRACH 参数配置分析第第 1919 页页1541932表表 10 Format 4 格式下的根序列格式下的根序列zeroCorrelationZoneConfigCSN产生产生 6464 个前导非限制集需要的根序个前导非限制集需要的根序列个数列个数02 114 126 138 1410 1512 1615 22.1.2

57、.4 相邻小区间零相关配置参数的配置原则半径相同的小区可以 Ncs 相同，即“零相关配置（zeroCorrelationZoneConfig） ”参数配置相同。2.1.3根序列索引（rootSequenceIndex）2.1.3.1 参数基本信息参数编号参数编号取值范围取值范围物理单位物理单位调整步长调整步长0.837（format4 时 0137）默认值：0无无参数名称参数名称传送途径传送途径作用范围作用范围参数出处参数出处rootSequenceIndexeNodeB-UECell36.211所属网元及设置途径所属网元及设置途径小区逻辑无线资源参数-物理随机接入信道-根序列索引不同场景下的

58、差异化配置说明不同场景下的差异化配置说明无小区可用的 64 个前导集合是由一个或多个根 Zadoff-Chu 序列（简称 ZC 序列）进行循环移位产生的，小区使用的根序列的起始根序列的逻辑序号由本参数进行配置，参见表9（36.211 的 Table 5.7.2-4） 、表 10（36.211 的 Table 5.7.2-5） ，在系统信息中进行广播。系统共使用 838 个 ZC 序列作为前导的物理根序列，协议中根据高速模式下各个物理根序列 u 所支持的最大的进行了分组，使得同一组内的 Ncs 满足 NCS（g）_maxcsNLTE PRACH 参数配置分析第第 2020 页页NCS_maxUE

59、Cell36.211所属网元及设置途径所属网元及设置途径小区逻辑无线资源参数-物理随机接入信道-是否为高速状态不同场景下的差异化配置说明不同场景下的差异化配置说明在高速小区的场景下应该取值为“TURE”对于高速移动环境下的 UE，由于多普勒效应，会破坏 ZC 序列不同循环移位之间的正交性，这对这种环境下按照特殊规则生成的循环移位。在高速小区的场景下，本参数取值为 TRUE，表示需要按照特殊规则生成循环移位。对应于下表中的选择限制集。TRUECSN代表限制集。当不是高速小区时取值为 FALSE。LTE PRACH 参数配置分析第第 2323 页页2.1.5频率偏移（prach-Frequency

60、Offset）2.1.5.1 参数的基本信息参数编号参数编号取值范围取值范围物理单位物理单位调整步长调整步长4.290.94无无参数名称参数名称传送途径传送途径作用范围作用范围参数出处参数出处prach-FrequencyOffseteNodeB-UECell36.211所属网元及设置途径所属网元及设置途径小区逻辑无线资源参数-物理随机接入信道-频率偏移不同场景下的差异化配置说明不同场景下的差异化配置说明无该参数是指在普通上行子帧 PRACH（format 0、1、2、3）所在的第一个物理资源块的索引，该参数的取值影响 PRACH 信道的频域位置。由于 LTE 系统中 PUCCH 位于系统带宽