LTE与NR随机接入解析：从Preamble到MSG4

"随机接入学习之RAR初版" 在无线通信领域，随机接入（Random Access，简称RA）是设备（UE，User Equipment）与基站（eNodeB或gNodeB，通常简称为ENB或GNB）建立连接的第一步。这个过程在LTE（Long Term Evolution）和NR（New Radio）网络中至关重要，因为它允许UE加入网络，进行数据传输或者请求服务。本文将主要讲解LTE和NR的随机接入流程，并涉及关键参数和消息交换。 在LTE网络中，随机接入分为四个步骤： 1. UE首先发送一个随机接入前导（random access preamble）。这个前导是一个特定的码序列，其目的是通知基站有一个随机接入请求。基站通过前导估算与UE之间的时延，然后通过定时提前命令（Timing Advance Command）告诉UE如何调整其上行链路的传输时间。 2. 基站响应UE的请求，通过物理下行共享信道（PDSCH）发送一个随机接入响应（MSG2，Random Access Response）。MSG2包含了收到的前导码的标识符（RAPID）、上行时间提前量（TA）、上行PUSCH的调度信息（UL Grant）以及分配给UE的临时C-RNTI（Temporary C-RNTI）。 3. UE依据MSG2中的信息，在指定的PUSCH资源上发送MSG3，其中包含UE的唯一标识，如TMSI。如果存在多个UE使用相同的前导码，这一步会引发竞争，需要通过MSG3解决。 4. 基站识别出成功接入的UE后，会发送接入成功的MSG4，其中包含基于UE的MSG3信息的确认。 在随机接入过程中，几个关键参数值得注意： - BI（Backoff Indicator）：指示下一次随机接入尝试的延迟时间，用于避免过多重传导致的冲突。 - RAPID（Random Access Preamble Identifier）：用于识别UE发送的特定前导码。 在NR网络中，随机接入的过程类似，但增加了更多的RNTI（Radio Network Temporary Identifier）类型，用于不同目的的标识，如调度、控制等。RNTI的分类包括Type0、Type0A、Type1、Type2和Type3等，每种类型对应不同的功能。 UE在发送前导后，会在指定的RAR时间窗口内监听PDCCH，期待收到匹配其RA-RNTI的RAR消息。如果在设定时间内没有收到RAR，那么此次随机接入就会被视为失败。RAR窗口的起始时间是最早的用于接收RAR的CORESET的第一个符号。 随机接入是无线通信中非常基础且关键的一部分，它确保了UE能够有效并及时地接入网络，从而进行后续的数据传输和服务请求。理解并优化这一过程对于提高网络效率和用户体验具有重要意义。