TD-SCDMA小区随机接入过程的研究报告

1、TD-SCDMA小区随机接入过程的研究1.随机接入准备当UE处于空闲模式下，它将维持下行同步并读取小区播送信息。从该小区所用到的DwPTS,UE可以得到为随机接入而分配给UpPTS物理信道的8个SYNC-UL码的码集，一共有256个不同的SYNC-UL码序列，其序号除以8就是DwPTS中的SYNC-DL的序号。从小区播送信息中UE可以知道P-RACH信道的详细情况采用的码、扩频因子、midamble码和时隙、F-PACH信道的详细信息采用的码、扩频因子、midamble码和时隙以及其它与随机接入有关的信息。在BCH所含的信息中，还包括了SYNC-UL与F-PACH资源、F-PACH与P-RAC

2、H资源、P-RACH资源与（P/S）-CCPCH承载FAC例辑信道资源的相互关系。因此，当UE发送SYNC-UL序列时，它就知道了接入时所使用的F-PACH资源，P-RACH资源和CCPCH®源。在UE端，物理随机接入流程根据MAC子层的请求来启动的。在物理随机接入过程启动之前，层1通过原语CPHY-TrCH-Config-REQRRRC层接收下面的信息（这些信息都是网络端通过SIB5或者SIB6告诉UE的）：现在网络只开了SIB5:?签名signatures和F-PACH的关联关系、F-PACH和P-RACH以及P-RACH和S-CCPCH的关系，其中包括每一个物理信道的参数值；?

3、与F-PACH相关的RACH消息的长度L,可以配置为1、2或者4个子帧，对应的时间为5ms、10ms或者20ms；?每个接入业务等级ASC3可用的UpPCH子信道；?P-RACH消息的传输格式参数集；?UpPCH中的最大发送次数"M"?等待网络对发送签名确认的最大子帧个数”WT；围为（14）帧，层1支持的最大的值为4个子帧；?初始签名功率"SignatureInitialPower"?功率跃升步长PowerRampStep上面的参数在每次物理随机接入流程启动之前由上层进展更新。每次物理随机接入流程启动的时候，层1从MAC层接收到下面的信息：?P-RACH

4、消息的传输格式；?用于指定的随机接入流程的ASC包括定时和功率电平指示；注意：为了提供RACH8用的不同的优先级，物理RACH资源也就是接入时隙和同步码可以分为不同的接入效劳类别ASCL可以有超过一个ASC或者所有的ASCs被指定为同样的接入时隙或者同步码。因此，根据对应关系，为了确定随机接入过程的物理信道资源，必须先确定ASC。确定方法：1 .由AC得至ijASC-初始接入2 .由MAC选才?ASC-由UEMAC&iAASC,然后告诉UE的物理层?需要发送的数据传输块集。2. 随机接入过程在UpPTS中紧随保护时隙之后的SYNC-UL序列仅用于上行同步，UE从它要接入的小区所采用的8

5、个可能的SYNC-UL码中随机选择一个，并在UpPTS物理信道上将它发送到基站。然后UE确定UpPTS的发射时间和功率开环过程,以便在UpPTSt!理信道上发射选定的特征码。一旦Node-B检测到来自UE的UpPTS信息，那么它到达的时间和接收功率也就知道了。Node-B确定发射功率更新和定时调整的指令，并在以后的4个子帧通过F-PACH在一个突发/子帧消息将它发送给UE。一旦当UE从选定的F-PACH与所选特征码对应的F-PACH中收到上述控制信息时，说明Node-B已经收到了UpPTS序列。然后，UE将调整发射时间和功率，并确保在接下来的两帧后，在对应于F-PACH的PPACHB道上发送R

6、ACH在这一步，UE发送到Node-B的RACH将具有较高的同步精度。之后，UE将会在对应于FACH的S-CCPCH的信道上接收到来自网络的响应，指示UE发出的随机接入是否被接收，如果被接收，将在网络分配的UL及DL专用信道上通过FACH建立起上下行链路。在利用分配的资源发送信息之前，UE可以发送第二个UpPTS并等待来自F-PACH的响应，从而可得到下一步的发射功率和SS的更新指令。接下来，基站在FACH信道上传送带有信道分配信息的消息，基站和UE问进展信令及业务信息的交互。UENodIeB1.SYNC-ULh2.FPACHI发(PC,SS)3.PRACH(RRC接4.CCPCH（RR选接建

7、立响应）15.DCCH（RR选接证实）图1随机接入过程2.1 UE发送SYNC-UL随机接入过程始于UE在UpPCH信道上发送上行同步码SYNC-ULUE首先将签名重发计数器设为M,将信号发射功率设置为Signature_Initial_Power如果要求的信号发射功率超过了最大允许值，把信号发射功率设置为最大允许功率，然后从小区允许使用的上行同步码里面随机地选取一个，发送SYNC-UL1. SYNC-UL码的选择从小区允许使用的上行同步码中随机地选择一个，选取时应满足概率一致分布的原那么。2. SYNC-UL码功率确实定PUpPCH=LPCCPCH+PRxUpPCHdes+（i-1）*Pwr

8、ramp3. SYNC-UL发送时机UpPCH®用开环上行同步控制，UE使用接收到的P-CCPCH和DwPCH功率来估计基于路径损耗的传播延迟tp。UpPCH根据接收到的DwPCH时间向Node-B提前发射。UpPCH开场发射的时间TTX-UpPCH如下：TTX-UpPCH=TRX-DwPCH-2tp+12*16TC精度为1/8码片。TTX-UpPCH®根据UE的定时UpPCH发射开场时间。TRX-DwPCH是根据UE定时接收到的DwPCH的开场时间。2tp是UpPCH的定时提前，可以根据路径损耗来进展近似地估算，但规里并没有给出具体的估算算法。2.2 接收F-PACH突发

9、UE发出SYNC-UL后，将从下一子帧开场在F-PACH物理信道上等待接收F-PACH突发。Node-B使用快速接入信道F-PACK承载一个单独的突发用于对检测到的签名进展确认，包括向UE进展定时和功率电平的调整指示。最长等待时间WT由系统信息播送。如果在预期时间没有检测到有效应答：UE将提升签名发射功率P0=PowerRampStepdB签名重发计数器减1,如果计数器小于等于0,那么向MAC子层报告一次随机接入失败。在TD-SCDMA系统中，每个小区可以配置多个F-PACH其具体的数目由系统信息播送。在这种情况下，UE应监听的下行F-PACH按下式确定：F-PACHi=SYNC-ULjmod

10、N（j=1,2；8）式中：F-PACHiUE应监听的下行F-PACH信道号。SYNC-UL：UE在UpPTS时隙发送时所选择的小区上行同步码编号，围为18。N:效劳小区配置的F-PACH信道数目。F-PACH突发有32位信息比特。具体信息如下列图所示:InformationfieldLength(inbits)SignatureReferenceNumber签名参考号3(MSB)RelativeSub-FrameNumber相对子帧号2ReceivedstartingpositionoftheUpPCH(UpPCHPOS)收至UUpPCH的开场位置11TransmitPowerLevelCom

11、mandforRACHmessage在P-RACH上的传输功率命令7Reservedbits(defaultvalue:0)9(LSB)1）签名参考序号签名参考号就是UE发送的SYNC-UL在小区码组中的编号。UE使用这个信息来确认是否对F-PACH消息进展接收。签名参考序号用3个比特进展编码，围为0-7,位序列000对应小区的第一个签名参考号，位序列（111）对应小区的第8个签名参考号。2）相对子帧序号UE收至IF-PACH突发时的子帧号与发送SYNC-UL时的子帧号之差，UE使用这个信息来确认对F-PACH消息的接收。相对子帧序号的围是0-3,编码如下：位序列(00)说明有一个子帧的偏差；

12、位序列为(11)说明4个子帧的偏差。3)接收到的UpPCH(UpPCHPOS)开场位置该字段表示NODE-B在SYNC-UL检测窗检测至IJ的SYNC-UL位置。时间基准为DwPTS的完毕点，精度为1/8chip.该字段直接指示了UE在以后对网络进展发送的定时调整。Node-B根据下面的等式进展计算：UpPCHPOS=UpPTSRxpath-UpPTSTSUpPTSRxpath在Node-B上接收至心勺SYNC-UL的时亥黑UpPTSTS根据Node-B的部定时，在DwPCH完毕前的两个符号的时间。在接入到网络的时候，UE使用这个信息调整自己的定时信息。UpPCHPOS勺取值围0-2047,编

13、码如下：位(00,;。)表示接收的开场位置为0码片；;位(11,/门)表示接收的开场位置为2047*1/8码片。4)在RACHL1的发射功率命令(TPLC)该值不是绝对功率命令，它是NODE-B的一个期望接收功率。UE在P-RACH上发送时，应按下面给出的开环功率计算公式重新计算发送功率，也就是说，尽管NODE-B根据接收功率对UE进展了调整，但UE在P-RACH上的发送仍属于开环功率控制畴，同样需要按下式重新计算发送功率：PueLTPL_DwPTS(1)L0TPLC2.3 UE在P-RACH上发消息UE在调整了发送功率及定时后，将在选定的P-RACH信道上发送层3消息“RRCCONNECTI

14、ONREQUEST0消息中包含了UE的识别信息和可靠的测量信息，在TD-SCDMA系统中，一条F-PACH物理信道可对应多条P-RACH14。这种对应关系一方面取决于P-RACH所用的扩频因子，另外一方面也取决于系统配置。两者的映射关系如下式所示：'SFNmodLiNPRACH式中：SFN：系统子帧号。Li:第一F-PACH信道对应的P-RACH数目。这一对应关系由系统信息播送。NP-RACHUE发送层3消息时应使用的P-RACH信道编号。2.4 RACH专输控制过程UE侧UEMAC!过原语CMAC-Config-REQARRC接收下面的RACH®射控制参数：?ASC参数集，

15、包括每个ASC、P-RACH分段标识和连续值PiI=0,NumASC;?最大的同步试探个数Mmax。当有数据要发送的时候，MAC从ASCs里面选择ASC,ASC里面包括P-RACH分段和相关的持续值Pi的标识。根据持续值Pi,MAC决定在当前的发射时间间隔是否启动L1P-RACH流程。如果发射允许，通过发送原语PHY-ACCESS-REQ6动P-RACH发射流程通过发送SYNC-UL/F-PAChff歹开场。然后MAC通过原语PHY-ACCESS-CN耿L1等待接入信息。如果不允许发送，将在下一个发送时间间隙执行一个新的持续检查程序，该持续检查程序被重复执行直到发送被允许。如果F-PACH确认

16、同步脉冲，物理层采用原语PHY-ACCESS-CN晌MAC通知接入信息，接入信息中带参数“readyfordatatransmission",那么MAC采用PHY-DATA-REQ®语请求数据传输。如果在一个功率跃迁循环里面，在最大的允许发送次数里面没有在F-PACH上收到对同步突发确实认，PHY会通过原语PHY-ACCESS-CNI&诉MAC层“没有在F-PACH上收到响应。如果没有超过允许的最步试探Mmax,那么MAC在下个发射时间间隔里面开场一个新的持续测试系列，然后重复PHY-ACCESS-REQ流程。定时器T2确保两个连续的持续测试至少间隔一个TTI。如果最大的同步试探次数超过，MAC放弃RACH流程。通过原语CMAC-STATUS-Ind或者MAC-STATUS-Ind向上层指示MAC流程完成失败。2.5 UE在CCPCHk接收消息UE在P-RACH信道发送出“RRC连接请求消息后，将在配置的S-CCPCH物理信道承载的传输信道为FACH上接收所有的数据块，以查找是否有属于自己的“RRCCONNECTIONSETUP息。在TD-SCDMA系统中，一个小区可以配置多条S