2021年LTE中的PRACH

*欧阳光明*创编 2021.03.07

LTE中的PRACH

欧阳光明（2021.03.07）

UE通过上行RACH来达到与LTE系统之间的上行接入和同步。在FDD模式下（以下若未特别指出，均是对FDD模式而言）PRACH的大小为6个RB，每个子帧中，至多有一个PRACH

（36.211,Section 5.7.1）。TDD模式下，允许一个子帧中存在多个频分的PRACH。

PRACH中的前导序列，包含长度为 的循环前缀（CP）和长度为 的序列。如下图所示：

为了适应不同的小区大

小，LTE FDD中的PRACH定义了四种类型，

上面的图中，格式1和格式3使用了较长的CP，适用于小区半径较大的情况。格式2和格式3中重复的前导序列适用于路损较大的小区环境。格式0占据一个子帧的长度，格式1和格式2占据两个连续子帧的长度，格式3占据3个连续子帧的长度。从上图可以看出，PRACH中的CP和前导序列并没有占满整个子帧的时间，剩余的部分即为保护时间（Guard Period），这对非同步的上行PRACH来说是必要的。

*欧阳光明*创编 2021.03.07

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由MAC层触发的随机接入前导序列，只能在特定的时频资源上发送。PRACH在频域上的位置由上层半静态设定的，通过SIB2中的参数prach-FreqOffset广播，prach-FreqOffset的值代表的是物理块资源的号码，满足，取值范围在0到94之间，PRACH上不存在跳频。

SIB2中的参数prach-ConfigIndex（0到63之间取值）决定了小区中PRACH可以出现的帧和子帧的位置以及所使用的PRACH的类型。在3GPP 36.211 Table 5.7.1-2中定义。

Table 5.7.1-2: Frame structure type 1random access configuration for preamble formats 0-3.

PRACHConfiguration PreambleFormat System Subframe PRACH frame number Configuration Index number Index 0 0 Even 1 32 1 0 Even 4 33 2 0 Even 7 34 3 0 Any 1 35 4 0 Any 4 36 5 0 Any 7 37 6 0 Any 1, 6 38 7 0 Any 2 ,7 39 8 0 Any 3, 8 40 9 0 Any 1, 4, 7 41 10 0 Any 2, 5, 8 42 11 0 Any 3, 6, 9 43 12 0 Any 0, 2, 4, 44 6, 8 13 0 Any 1, 3, 5, 45 7, 9 14 0 Any 0, 1, 2, 46 3, 4, 5, PreambleFormat System Subframeframe number number 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 N/A Even Even Even Any Any Any Any Any Any Any Any Any Any Any N/A 1 4 7 1 4 7 1, 6 2 ,7 3, 8 1, 4, 7 2, 5, 8 3, 6, 9 0, 2, 4,6, 8 1, 3, 5,7, 9 N/A *欧阳光明*创编 2021.03.07

15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 N/A 1 29 30 31 *欧阳光明*创编 2021.03.07 6, 7, 8, 9 Even 9 47 2 Even 1 48 3 Even 4 49 3 Even 7 50 3 Any 1 51 3 Any 4 52 3 Any 7 53 3 Any 1, 6 54 3 Any 2 ,7 55 3 Any 3, 8 56 3 Any 1, 4, 7 57 3 Any 2, 5, 8 58 3 Any 3, 6, 9 59 3 Any 0, 2, 4, 60 N/A 6, 8 Any 1, 3, 5, 61 N/A 7, 9 N/A N/A 62 N/A Even 9 63 3 Even Even Even Even Any Any Any Any Any Any Any Any Any N/A N/A N/A Even 9 1 4 7 1 4 7 1, 6 2 ,7 3, 8 1, 4, 7 2, 5, 8 3, 6, 9 N/A N/A N/A 9 PRACH中的前导序列是由Zadoff－Chu序列经过循环移位生成的，它们源自一个或多个Zadoff－Chu序列的根序列，序列长度为839， PRACH中子载波的间隔为1.25K。一个小区中有64个前导序列，网络侧配置小区内可以使用的前导序列，并通过SIB2中的参数rootSequenceIndex（在0到837之间取值）来广播第一个ZC根序列，对根序列按一定的规则循环移位，生成相应的PRACH前导序列。由于PRACH上行传输的不同步以及不同的传输延迟，相应的循环移位之间需要有足够的间隔，并非所有的循环移位都能够作为正交序列使用。如果可用的循环移位的前导序列数目不够64个，则按一定的规则选择下一个ZC根序列，通过循环移位生成新的PRACH前导序列。

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