LTE学习-RACH(1)

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RACH随机接入信道(1)

RACH（Random Access Channel）即随机接入信道，是一种上行传输信道。这是当启动UE时从UE发送到eNB的第一个消息。尽管它们使用的名称稍有不同，但在所有蜂窝技术(CDMA、GSM、WCDMA、LTE)中，都有一个特定的信号执行相同的功能。

从eNB的角度来看，它似乎是以几乎随机的方式(比如,在随机时间,随机频率上进行随机识别),因为它不知道一个用户何时会打开手机(实际上也不是完全随机的,UE和网络在时间、频率定位和可能的识别方面有一定的一致性，但是从大尺度来看，它看起来像是在随机工作)。在无线接入网络实现方面，处理RACH将是最难的工作之一。即使在协议设计方面，RACH设计也可能是最关键的部分之一。

从UE开机到决定发送RACH信号之前，有许多先决条件需要满足，以下是发送RACH信号前的步骤：
i) UE关机
ii) UE开机
iii) 频率搜索
iv) 时间和帧同步:解码PSS和SSS
v) PCI (Physical Cell ID)检测
vi) 解码MIB: UE可以在这个过程中计算出系统带宽和传输模式。(但是，正如在下行帧结构中看到的，MIB/PBCH位于中心频率附近的6RBs。因此，MIB译码的成功并不能保证整个波段的信号质量都很好)
vii) 检测CSR (Cell Specific Reference Signal，小区特定参考信号) 并且执行信道检测和信道均衡。在这个过程中, UE将会在整个系统带宽上检测/测量参考信号。所以在这步，测量测量的RSRP/RSRQ会是整个信号质量的指示器。
viii) 解码PDCCH并为SIB提取DCI信息。PDCCH分布在整个带宽上，因此整个带宽上的信号质量应该足够好。
viii) 解码SIB(SIB1应该最先解码，然后解码SIB2， 然后是剩下的SIB)
ix) 小区选择: UE可能会找到多个合适的小区, 但是UE会试着附着在优先级最高的HPLMN小区。
x) 初始化RACH过程

注意：UE可能会重复步骤iii)~viii)多次，直到找到合适的小区 。这个过程是小区搜索过程的一部分。PCI (步骤v)将作为步骤iv的结果自动产生。

RACH的作用

RACH的主要目的可以描述如下：

i) 获取UE和eNB之间的上行链路同步

ii) 获取resource for Message 3 (例如, RRC Connection Request)

在大多数通信中(无论是有线通信还是无线通信，尤其是数字通信)，最重要的前提条件是在接收端和发送端之间建立定时同步。所以无论研究什么通信技术，我们都会看到专门为特定的通信设计的某种同步机制。

在LTE的下行同步中，(发射端= eNB, 接收端 = UE)，这种同步是通过特殊的同步信道(特殊的物理信号模式)来实现的。这个下行同步信号向每个人广播，并且以一定的时间间隔一直传输。

但是在上行链路(发射端= UE, 接收端 = eNB)中，如果UE使用这种一直进行的同步机制，效率会很低(极其浪费能量，也会对其他UE造成很多干扰)，这很容易理解。在上行