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本文主要描述不同場景下競爭接入和非競爭接入流程的不同。在文章《LTE-TDD隨機接入過程(1)-目的和分類》裏已經提到,隨機接入可以分爲兩種:競爭型的接入和非競爭型的接入。
競爭型的場景包括:
(1)UE的初始接入
(2)UE的重建
(3)UE有上行數據發送,但檢測到上行失步
(4)UE有上行數據發送,但沒有SR資源
(5)切換
(6)eNB有下行數據發送,但檢測到上行失步
非競爭型的場景除了包括上面的(5)和(6)之外,還包括定位過程。本文不討論定位過程,只分場景描述(1)~(6)中競爭和非競爭接入的流程。
1.UE發起初始接入
UE初始發起接入的主要流程如下圖所示。
UE初始接入時,並沒有CRNTI信息,因此MSG3和MSG4都需要使用TCRNTI加擾、解擾,並最終轉爲CRNTI。同時,在攜帶MSG3、MAC層組裝的MAC PDU中,也不會攜帶CRNTI的MAC控制字段。
因爲不同的UE,可能在相同的時頻位置上發送相同的前導碼,因此某個UE雖然發送了MSG3消息,也收到了來自網側的ACK信息,網側也有可能並沒有真正的允許該UE接入。此時UE還需要通過解碼MSG4中的競爭解決標識(UE contention Resolution Identity,通過MAC PDU封裝MSG3的碼流),來判斷網側是否確認了本UE的接入。因爲不同UE的MSG3碼流不同,因此UE可以將之前發送的MSG3碼流(RRCConnectSetup消息)和隨MSG4一起下發的MAC PDU中的競爭解決信元相比較,看是否完全相同,來判斷本UE是否完成了競爭接入過程。
2.UE重建
引起UE重建的原因有很多,無論是哪種原因,重建之前的那個時刻,UE已經發生了失步,因此需要通過隨機接入來獲取TA。這種場景下隨機接入的主要流程如下圖所示。因爲MSG3和MSG4的HARQ-ACK與上文的初始接入場景相同,爲了精簡流程,下圖中省去了這兩條ACK信息的交互,不影響理解。
此時MSG4的加擾、解擾使用的是TCRNTI。因爲系統已經具有了CRNTI,因此在隨機接入完成後,TCRNTI將被丟棄,不會覆蓋已有的CRNTI,後續流程使用老的CRNTI進行加擾、解擾。
The Temporary C-RNTI is promoted to C-RNTI for a UE which detects RA success and does not already have a C-RNTI; it is dropped by others. A UE which detects RA success and already has a C-RNTI, resumes using its C-RNTI. |
重建請求消息RRCConnectionReestablishmentRequest裏已經攜帶了CRNTI信息,eNB側根據該CRNTI和之前分配的TCRNTI,就能區分出本次競爭過程的UE具體是哪個UE,因此UE在發送MSG3的MAC PDU中,是不需要發送CRNTI的MAC CE控制信元的。
3.UE有上行數據發送,但上行失步或沒有SR資源
這兩種場景下的競爭接入過程的主要流程都可以用下圖表示。
特別的,由於在這兩種場景下,UE側的RRC沒有上行消息,不能在RRC層消息中攜帶UE標識CRNTI,因此UE需要利用RAR中分配的UL_GRANT,向eNB發送一個標識UE的CRNTI CE(即MSG3),後續的MSG4使用已有的CRNTI加擾,如果UE能解碼成功,則意味着完成了競爭解決過程。
4.切換
切換的場景優先使用非競爭接入過程,如果不能執行非競爭過程,則執行競爭過程。
下圖是非競爭過程的主要流程圖。
因爲是非競爭過程,源eNB將在RRCConnectionReconfiguration消息中下發UE使用的前導碼(前導碼值不能是0),具體如下。
如果不能進行非競爭接入,則需要執行競爭接入。下圖是競爭過程的主要流程圖,不攜帶前導碼或前導碼值填0,表示UE需要執行競爭接入。
因爲是競爭接入,所以源eNB發送的重配置消息裏不帶前導碼信元或帶的Preamble值爲0。另外,因爲切換前的CRNTI是存在的,因此MSG4使用已有的CRNTI加擾、解擾,而不使用TCRNTI。
5.eNB有下行數據,但檢測到上行失步
本場景同樣優先使用非競爭接入過程,如果不能執行非競爭過程,則執行競爭過程。
下圖是非競爭過程的主要流程圖。
這種場景下,UE使用的非競爭前導碼preamble在PDCCH Order中攜帶,即eNB通過填寫特定的DCI1A信息來編碼Preamble信息,Preamble值不能填0,具體可以參考博文《LTE-TDD隨機接入過程(4)-RIV的解析和Preamble資源的選擇》。
如果不能進行非競爭接入,則需要執行競爭接入。下圖是競爭過程的主要流程圖,此時需要將Preamble值填0。
6.參考文獻
(1)3GPP TS 36.300 V9.10.0 (2012-12) Overall description
(2)http://www.sharetechnote.com/