LTE-TDD随机接入过程-前导码Preamble的格式与时频位置.doc

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1、·1.什么是前导码Preamble前导码Preamble是UE在物理随机接入信道中发送的实际容，由长度为Tcp的循环前缀CP和长度为Tseq的序列Sequence组成。2.前导码Preamble格式 LTE-TDD的前导码有5种格式，分别是PreambleFormat0/1/2/3/4，如下图所示。从上面协议给出的这表格中，可以推导出以下几个信息：（1）每种前导码格式占用的子帧个数。因为TDD-LTE的每个子帧时长是30720Ts，从表中可以得出，前导码格式0的Preamble时间=3168Ts+

2、24576Ts=27744Ts<30720Ts，只需要占用1个上行子帧，同样可以计算得到，前导码格式1、2需要占用2个上行子帧，前导码格式3则需要占用3个上行子帧才能发完。特殊地，前导码格式4只能在UpPTS中使用，即LTE-FDD没有格式4。示意图如下。Word资料·（2）每种前导码支持的最大小区半径。因为每个子帧的长度是30720Ts，去掉前导码占用的时间，那么前导码格式0还剩下的保护时间GT=（30720-3168-24576）Ts=2976Ts=2976*[1/(15000*2048)]s

3、=96.875us。之所以空出一部分的保护间隔，在于随机接入之前，UE还没有和eNB完成上行同步，UE在小区中的位置还不确定，因此需要预留一段时间，以避免和其他子帧发生干扰。考虑eNB和UE之间的往返传输，因此最大小区半径=(3.0*10^8)m/s*96.875us/2= 14.53km。同理，可以计算得到其他前导码格式的最大小区覆盖半径。因此，不同的小区覆盖半径，可以选择不同的前导码格式。这也是为什么前导码要分不同格式的原因。（3）每种PRACH的持续时间。比如Preamble格式0，它的前导

4、码持续时间=（3168+24576）Ts=0.9031ms，这与协议36101-6.3.4.2.1的数据相符。同时，从这个持续时间也可以印证每种前导码格式所占的子帧个数。（4）前导码格式4的使用。上面的表中可以看到，格式4的前导码时长=（448+4096）Ts=4544Ts。协议明确规定，格式4只能在4384Ts或5120Ts的UpPTS上传输。36211-Table4.2-1给出了各种特殊子帧配置下的Ts长度。从表格中可以看到，当下行CP=上行CP=normalCP的时候，特殊子帧配置5、6、7

5、、8配置的UpPTS时长满足条件；当下行CP=上行CP=extendedCP的时候，特殊子帧配置4、5、6配置的UpPTS时长满足条件。Word资料·特殊子帧配置Specialsubframeconfiguration参数在SIB1的TDD-Config信元中，如下图。UE在解码SSS（SecondarySynchronizationSignal，辅同步信号，以后再写这块容）的时候，可以确定下行normalCP值。SIB中的ul-CyclicPrefixLength参数用于配置上行CP类型。一般情

6、况下，上行和下行的CP类型相同。Word资料·需要注意的是，当CP类型为normal时，UpPTS的长度=4384Ts<格式4的前导码时长4544Ts，所以协议规定了，前导码格式4时，Preamble数据从UpPTS结束前的4832Ts处开始，因此这个时候需要占用部分GP（GuardPeriod）时间。如下图所示。可以推导出，格式4的小区最大覆盖半径是(4832-4544)Ts*(3.0*10^8)/2=1.406km。Word资料·经过上述几个步骤的推导和说明，可以整理得到下面这个表格。上面已经

7、说过，不同的GT保护时间决定了小区的最大覆盖半径，GT时间越长，小区的覆盖面积越大，这个结论从下图这示意图中也可以看出来。三个不同位置的UE1/2/3同时向eNB发送前导码，那么eNB首先会收到近端UE1的请求，最后收到UE3Word资料·的前导码。如果有个UE4，距离比UE3还要远，此时eNB无法收到完整的前导码，UE4将无法接入到该小区。3.UE和eNB确定当前使用哪种前导码PRACHconfigurationIndex参数决定了前导码的格式。从协议表格Table5.7.1-3中可以看到，PR

8、ACHconfigurationIndex值为0~19时，使用PreambleFormat0；PRACHconfigurationIndex值为20~29时，使用PreambleFormat1；PRACHconfigurationIndex值为30~39时，使用PreambleFormat2；PRACHconfigurationIndex值为40~47时，使用PreambleFormat3；PRACHconfigurationIndex值为48~57时，使用PreambleForm