UE在idle态有新的数据要发送（上行）
↔ ↔
UE eNB
UE is OFF
Power On UE< Frequency Search >< Cell Search > : Normally a UE would find multiple cells in this process< Cell Selection >
MIB decoding
SIB deconding
Now UE is in IDLE Mode
<User make a call>←
1、Msg1（发送preamble码）→
2、RAR←
3、Msg3（Rrc Connection Request）（携带了BSR）→
4、Msg4（Rrc Connection Setup）←
5、Rrc Connection Complete（包含service request）→
6、DownLinkTransportMsg(Authentication Request)←
7、UpLinkTransportMsg(Authentication Response)→
8、DownLinkTransportMsg(Nas_SecurityCommand)←
9、UpLinkTranportMsg(Nas_SecurityComplete)→
10、UECapabilityEnquiry←
11、UECapabilityInformation→
12、RRC_SecurityModeCommand←
13、RRC_SecurityModeComplete→
14、RrcConnectionReconfiguration←
15、RrcConnectionReconfigurationComplete→
16、PDCCH DCI0←
17、UE DATA transition→
18、Ack/Nack(PHICH)←
User stop call and UE gets into IDLE mode
1、开机后找网络，UE处于idle态，如有业务需要传输，需要先经过随机接入接入到网络。
1-5、完成随机接入[2]。
基于竞争的随机接入方式，1）UE等待发送前导序列的时间（跟RA的配置有关，假设10ms内配置两个接入时隙，则需要的平均时长为2.5ms），一般检测到PDCCH；2）发送preamble需要约1ms（通常为一个子帧，有些配置下需要多个子帧），并在N+3个子帧监听RAR；3）eNB等待接收前导序列，并对RA进行处理，检测等，并反馈给UE定时提前，backoff等消息5ms[3]，启动竞争解决定时器；4）UE接收到消息解码并发送RRC connection request2.5ms；5）eNB等待接收（会有重传，重传次数、信号的处理能力决定了时延的大小）2ms；6）UE发送竞争解决。
时延大于2.5+1+5+2.5+2=12ms
按照文献[1]中的仿真结果，可以知道，LTE FDD系统在基于竞争的随机接入中，PRACH configuration index 为0,3,6,9时，Number of available preamble 为60，RAR Window Size=5fubframes ，Contention Resolution Timer=10subframe，maximum number of preamble retransmissions = 10，Backoff Indicator=20ms，仿真结果表明:
a)当有250个arrivals需要接入时，每无线帧配置三个RA子帧时the average access delay大于50ms；每两个无线帧配置一个RA子帧时the average access delay大于170ms；
b)当有500个arrivals需要接入时，每无线帧配置三个RA子帧时the average access delay大于100ms；每两个无线帧配置一个RA子帧时the average access delay大于270ms；
c)当有1000个arrivals需要接入时，每无线帧配置三个RA子帧时the average access delay大于150ms；每无线帧配置一个RA子帧时the average access delay大于280ms；
6-13、完成鉴权和安全认证；
14-15、完成DRB的建立；
16、等待资源分配结果（侦听PDCCH DCI FORMAT0信息）;
17、在分配的资源上传输上行数据，如果需要反馈信息，等待反馈信息；
18、对传输的信息进行反馈；
19、重复17之后
UE在connected态有新的数据要发送（上行）
↔↔
UEeNB
RACH成功之后，UE有新数据要发送时，根据上层的配置，UE按照一定的周期和子帧位置上通过PUCCH中的控制消息UCI传输SR
<ue in connected mode>
1、UE发送Schedule Request（PUCCH 0）→
2、Scheduling Grant（PDCCH DCI0）←
3、Buffer State Report（PUSCH）→
4、PDCCH DCI0←
5、UE DATA transition→
6、Ack/Nack(PHICH)←
1、UE根据SIB消息配置的SR周期，在PUCCH 0配置的SR资源上，申请上行资源；
2、ENB收到后，对其作出反馈，通知UE上报BSR；
3、UE BSR上报；
4、ENB根据BSR大小等进行资源分配；
5、UE根据检测到的PDCCH信息进行数据传输；
6、ENB反馈UE发送数据是否正确；
7、重复5之后，UE重传或者传输新资源；
Average delay 主要体现在SR的配置周期(TDD系统与帧结构配置有关)，假定SR配置周期非常小，那么就可以及时传输消息。SR配置如下：
UE-specific SR periodicity and subframe offset configuration[3]
SR configuration Index
SR periodicity (ms)
SR subframe offset
0 – 45
5 – 1410
15 – 3420
35 – 7440
75 – 15480
155 – 1562
1571
UE在idle态有新的数据要发送（下行）
↔ ↔
UE eNB
UE is OFF
Power On UE< Frequency Search >< Cell Search > : Normally a UE would find multiple cells in this process< Cell Selection >
MIB decoding
SIB deconding
Now UE is in IDLE Mode
1、<
aging>←
2、Msg1（发送preamble码）→
3、RAR←
4、Msg3（Rrc Connection Request）（携带了BSR）→
5、Msg4（Rrc Connection Setup）←
6、Rrc Connection Complete→
7、DownLinkTransportMsg(Authentication Request)←
8、UpLinkTransportMsg(Authentication Response)→
9、DownLinkTransportMsg(Nas_SecurityCommand)←
10、UpLinkTranportMsg(Nas_SecurityComplete)→
11、UECapabilityEnquiry←
12、UECapabilityInformation→
13、RRC_SecurityModeCommand←
14、RRC_SecurityModeComplete→
15、RrcConnectionReconfiguration（ENB发送CRS请求CSI测量）←
16、RrcConnectionReconfigurationComplete（PUCCH或者PUSCH上进行CQI上报过程）→
17、PDCCH根据CQI信息分配下行资源←
18、PDSCH上进行下行资源传输←
19、UE接收下行资源并对在PUCCH上进行反馈→
User stop call and UE gets into IDLE mode
1、Enb下发给UE寻呼消息，UE接收paging消息
2-6、随机接入过程；
7-14、鉴权和安全认证过程；
15-16、DRB建立过程（上报CQI信息）；
17、根据PUCCH周期性或者非周期性（由上层指示信息配置）上报的CQI进行资源分配；
18、UE盲检测并解析下行资源，如果许反馈，则反馈NACK/ACK信息；
19、重复17之后，ENB重传或者传输新数据；
Average delay 主要体现paging 周期（SIB2广播）；3GPP36.331中定义的defaultPagingCycle为rf32, rf64, rf128, rf256；
随机接入时延同上行数据到达过程；
UE在connected态有新的数据要发送（下行）
↔ ↔
UE根据周期/非周期上报的PUCCH信息获取CQIeNB
Now UE is in Connected Mode
1、PDCCH根据CQI信息分配下行资源←
2、PDSCH上进行下行资源传输←
3、UE接收下行资源并对在PUCCH上进行反馈→
User stop call and UE gets into IDLE mode
1、ENB根据下行信道的质量好坏自适应地分配下行资源（针对 UE选择不同的载波和slot）下行链路中，E-UTRAN在每个TTI动态地给UE分配资源（PRBs & MCS）
2、 ENB在下行信道传输数据
Physical channel: PDSCH
根据资源分配的结果在PDSCH上填充数据, 并在PDCCH上传输相应的C-RNTI。
3、UE根据检测PDCCH信道，解码对应的PDSCH信息。UE根据PDCCH告知的DCI format在common search spaces中接收PDSCH 广播控制信息。此外，UE通过PDCCH UE specific search spaces接收PDSCH数据传输，UE接收数据并判断是否需要发送请求重传指示
4、ENB重传数据/发送新数据
[reference]
1、Laya A, Alonso L, Alonso-Zarate J,“Is the Random Access Channel of LTE and LTE-A Suitable for M2M Communications? A Survey of Alternatives”, IEEE Commun. Surveys Tutorials, pp. 1–13, Dec. 2013.
2、3GPP TS 36.321”Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);Medium Access Control (MAC) protocol specification”Rel.9, Sep. 2011.
3、3GPP TS 36.213”Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA)
hysical layer procedures” Rel.10, 2011.
4、3GPP TS36.331, “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio Resource Control (RRC) protocol specification”
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