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(普通问题)
提问者:
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问题答案
( 1 )
步骤一：UE发送preamble
UE 发送random access preamble给eNodeB，以告诉eNodeB有一个随机接入请求，同时使得eNodeB能估计其与UE之间的传输时延并以此校准uplink timing。
触发随机接入过程的方式有以下3种（具体会在下一章节介绍）：
1 ）PDCCH order触发：eNodeB通过特殊的DCI format 1A 告诉UE需要重新发起随机接入，并告诉UE应该使用的Preamble Index和PRACH Mask Index；
2 ）MAC sublayer触发：UE自己选择preamble发起接入；
3 ）上层触发：如初始接入，RRC连接重建，handover等。
UE 要成功发送preamble，需要：1）选择preamble index；2）选择用于发送preamble的PRACH资源；3）确定对应的RA-RNTI； 4）确定目标接收功率PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER。
1 、选择preamble index
与基于非竞争的随机接入中的preamble index由eNodeB指定不同，基于竞争的随机接入，其preamble index是由UE随机选择的。
UE 首先要确定选择的是group A还是group B中的preamble。如果存在preamble group B，且msg3的大小大于messageSizeGroupA，且pathloss小于
– preambleInitialReceivedTargetPower - deltaPreambleMsg3 – messagePowerOffsetGroupB ，则选择group B；否则选择group A。
如果之前发送过msg3且接入失败，则再次接入尝试时使用的preamble应该与第一次发送msg3时对应的preamble属于相同的group。
确定了group之后，UE从该group中随机选择一个preamble并将PRACH Mask Index设置为0。
而对于基于非竞争的随机接入而言，eNodeB通过为UE分配一个专用的preamble index来避免冲突的发生并指定一个PRACH Mask Index。
eNodeB 分配preamble index和PRACH Mask Index的方式有两种：1）通过RACH-ConfigDedicated的ra-PreambleIndex和ra-PRACH-MaskIndex字段设置（Handover过程）；2）在PDCCH order触发的随机接入中，通过DCI format 1A的Preamble Index和PRACH Mask Index字段来设置（下行数据到达或定位）。
按理说，既然要使用基于非竞争的随机接入过程，eNodeB分配的preamble index就不应该为0（0是用于基于竞争的随机接入的。个人认为此时不应使用group A和group B的任一preamble，但协议中只针对0做了特别说明）。但如果eNodeB分配了0值，则实际的preamble index交由UE按照基于竞争的随机接入方式选择preamble（个人认为这种情况主要针对eNodeB已经没有可用的非竞争preamble，或eNodeB配置时根本没有为非竞争的随机接入预留preamble的场景）。
2 、选择用于发送preamble的PRACH资源
基于prach-ConfigIndex、PRACH Mask Index以及物理层的timing限制，UE会先确定下一个包含PRACH的可用子帧。
prach-ConfigIndex 指定了时域上可用的PRACH资源。
PRACH Mask Index 定义了某个UE可以在系统帧内的哪些PRACH上发送preamble（见36.321的Table 7.3-1，值为0表示所有可用的PRACH资源）。在基于非竞争的随机接入中，eNodeB可以通过该mask直接指定UE在某个特定的PRACH上发送preamble，从而保证不会与其它UE发生冲突。
以ra-PRACH-MaskIndex = 3为例，查36.321的Table 7.3.1可知，对应PRACH Resource Index 2，即preamble应该在系统帧内的第三个PRACH资源发送。PRACH Resource Index是一个系统帧内的PRACH资源的编号，从0开始并以PRACH资源在36.211的Table 5.7.1-2和Table 5.7.1-4中出现的先后来排序。（以prach-ConfigIndex = 12为例，如果是FDD，查36.211的Table 5.7.1-2可知，只在子帧0,2,4,6,8上存在PRACH资源，则PRACH Resource Index 2对应子帧4上的PARCH资源；如果是TDD，且UL/DL configuration为1，查36.211的Table 5.7.1-4可知， PRACH Resource Index 2对应四元组（0,0,1,0）上的PARCH资源）
PRACH Mask Index 可以为0，这说明eNodeB只为UE分配了preamble，但PRACH资源还需UE自己选择。
物理层的timing限制在36.213的6.1.1中定义：
如果UE在子帧n接收到一个RAR MAC PDU，但对应TB中没有一个响应与其发送的preamble对应，则UE应该准备好在不迟于子帧n + 5的时间内重新发送preamble。
如果UE在子帧n没有接收到一个RAR MAC PDU，其中子帧n为RAR窗口的最后一个子帧，则UE应该准备好在不迟于子帧n + 4的时间内重新发送preamble。
如果随机接入过程是由PDCCH order在子帧n触发，则UE将在子帧n + 
算起，第一个有可用PRACH的子帧中发送，其中
至此，已经选定PRACH所在的子帧，接下来，我们开始选择频域上的位置。
在TDD模式且PRACH Mask Index为0的情况下：如果eNodeB指定了ra-PreambleIndex且其值不为0，则在之前确定的子帧上随机选择一个PRACH；否则在之前确定的子帧及其后续的两个子帧（共3个子帧）内随机选择一个PRACH。
如果是FDD模式或PRACH Mask Index不为0，则根据PRACH Mask Index选择一个PRACH。
3 、确定对应的RA-RNTI
preamble 的时频位置决定了RA-RNTI的值，UE发送了preamble之后，会在RAR时间窗内根据这个RA-RNTI值来监听对应的PDCCH。RA-RNTI的计算会在步骤二中介绍。
4 、确定目标接收功率PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER
preamble 的目标接收功率PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER通过下面的公式计算（见36.321的5.1.3节）：
preambleInitialReceivedTargetPower + DELTA_PREAMBLE + (PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER – 1) * powerRampingStep
其中preambleInitialReceivedTargetPower 是eNodeB期待接收到的preamble的初始功率。DELTA_PREAMBLE与preamble format相关，其值见36.321的的Table 7.6-1。而powerRampingStep是每次接入失败后，下次接入时提升的发射功率。
而preamble的实际发射功率
的计算公式为
其中，
是UE在PCell的子帧i上所配置的最大输出功率，
是UE通过测量PCell的Cell-specific参考信号得到的下行路径损耗。
步骤四：eNodeB发送contention resolution
在步骤三中已经介绍过，UE会在msg3有携带自己唯一的标志： C-RNTI或来自核心网的UE标志（S-TMSI或一个随机数）。eNodeB在冲突解决机制中，会在msg4（我们把步骤四的消息称为msg4）中携带该唯一的标志以指定胜出的UE。而其它没有在冲突解决中胜出的UE将重新发起随机接入。
UE 发送了msg3后，会启动一个mac-ContentionResolutionTimer ，或在msg3的HARQ重传时，重启mac-ContentionResolutionTimer 。在该timer超时或停止之前，UE会一直监听PDCCH。
如果UE监听到了PDCCH，且它在msg3中带了C-RNTI MAC control element，则在以下2种情况下，UE认为冲突解决成功（即该UE成功接入，此时UE会停止mac-ContentionResolutionTimer ，并丢弃TC-RNTI。注意：这2种情况下TC-RNTI不会提升为C-RNTI）：
1 ）随机接入过程由MAC子层触发，且UE在msg4中接收到的PDCCH由msg3带的C-RNTI加扰，并给新传的数据分配了上行资源；
2 ）随机接入过程由PDCCH order触发，且UE在msg4中接收到的PDCCH由msg3带的C-RNTI加扰。
如果msg3在CCCH发送，且在msg4中接收到的PDCCH由RAR中指定的TC-RNTI加扰，则当成功解码出的MAC PDU中包含的UE Contention Resolution Identity MAC control element与msg3发送的CCCH SDU匹配时，UE会认为随机接入成功并将自己的C-RNTI设置成TC-RNTI。（只要成功解码MAC PDU，就停止mac-ContentionResolutionTimer ，并不需要等待冲突解决成功。注意：这种情况下TC-RNTI会提升为C-RNTI）
如果mac-ContentionResolutionTimer 超时，UE会丢弃TC-RNTI并认为冲突解决失败。
如果冲突解决失败，UE需要
1 ）清空msg3对应的HARQ buffer；
2 ）将PREAMBLE_TRANSMISSION_ COUNTER加1，如果此时PREAMBLE_TRANSMISSION_ COUNTER = preambleTransMax + 1，则通知上层随机接入失败；
3 ）在0~BI值之间随机选择一个backoff time，UE延迟backoff time后，再发起随机接入；
如果UE接入成功，UE会
1 ）如果收到ra-PreambleIndex和 ra-PRACH-MaskIndex，则丢弃；
2 ）清空msg3对应的HARQ buffer。
对于msg4而言，也使用HARQ，但不需要与msg3同步。从前面的介绍可以看出，对于初始接入和无线链路失效而言，使用TC-RNTI加扰，且使用RLC-TM模式；而对处于RRC_CONNECTED态的UE而言，使用C-RNTI加扰。
简单地说：
1 ）如果UE原本就处于RRC_CONNECTED态，则该UE在小区内有唯一的标志C-RNTI。步骤三中，msg3会通过C-RNTI MAC control element把这个C-RNTI带给eNodeB；步骤四中，如果此UE在冲突解决中胜出，eNodeB就使用这个C-RNTI对PDCCH进行加扰。UE收到以此C-RNTI加扰的PDCCH，就知道自己接入成功了。
2 ）如果UE原本不处于RRC_CONNECTED态，则该UE在小区内不存在C-RNTI，其唯一标志就是来自核心网（S-TMSI或一个随机数）。步骤三中，msg3会将该唯一标志带给eNodeB；步骤四中，如果此UE在冲突解决中胜出，eNodeB会通过UE Contention Resolution Identity MAC Control Element 将步骤三中接收到的信息发回给UE，UE比较msg3和msg4，发现二者匹配，就知道自己接入成功了。
preambleInitialReceivedT
步骤四：eNodeB发送contention resolution
回答者：
OscarDon
回答时间：2013-12-10 22:08
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