*本文如果沒有特別說明，指的都是36；如果是38，則會明確指出。
隨機接入的目的
在小區搜索過程之後，UE已經與小區取得了下行同步，因此UE能夠接收下行數據。但UE只有與小區取得上行同步，才能進行上行傳輸。UE通過隨機接入過程（Random Access Procedure）與小區建立連接並取得上行同步。
隨機接入的主要目的：（1）獲得上行同步；（2）爲UE分配一個唯一的標識C-RNTI。
隨機接入的原因（觸發條件）
隨機接入過程通常由以下6類事件之一觸發：(見36.300的10.1.5節)
- 初始接入時建立無線連接：UE會從RRC_IDLE態到RRC_CONNECTED態；
- RRC連接重建過程（RRC Connection Re-establishment procedure）：以便UE在無線鏈路失敗（Radio Link Failure）後重建無線連接。
- 切換（handover）：此時UE需要與新的小區建立上行同步。
- RRC_CONNECTED態下，下行數據到達（此時需要回復ACK/NACK）時，上行處於“不同步”狀態；
- RRC_CONNECTED態下，上行數據到達（例：需要上報測量報告或發送用戶數據）時，上行處於“不同步”狀態或沒有可用的PUCCH資源用於SR傳輸（此時允許已經處於上行同步狀態的UE使用RACH來替代SR的作用）；
- RRC_CONNECTED態下，爲了定位UE，需要timing advance。
但是38.300另外添加了三件事情：
- 從RRC_INACTIVE狀態的變化
- 需要其他心痛信息SI
- beam失敗恢復
隨機接入的方式
隨機接入過程有2種不同的方式：
- 基於競爭（Contention based）：應用於之前介紹的前5種事件；
- 基於非競爭（Non-Contention based或Contention-Free based）：只應用於之前介紹的36系列的 (3)、(4) 、(6)三種事件。
隨機接入的步驟
步驟一 UE發送preamble
隨機接入過程的步驟一就是UE發送random access preamble。Preamble的主要作用是告訴eNodeB有一個隨機接入請求，並使得eNodeB能估計其與UE之間的傳輸時延，以便eNodeB校準uplink timing並將校準信息通過timing advance command告知UE。
（Preamable 是個複雜的過程，以後有機會再整理）一些重要性結論如下：
- preamble由2部分組成：循環前綴（CP）和preamble序列（如36.211的Figure 5.7.1-1所示）。
- Preamble在PRACH上傳輸。eNodeB會通過廣播系統信息SIB2來通知所有的UE，允許在哪些時頻資源上傳輸preamble。（由prach-ConfigIndex和prach-FreqOffset字段決定，詳見36.211的5.7節）
- 每個小區有64個可用的preamble序列，UE會選擇其中一個（或由eNodeB指定）在PRACH上傳輸。這些序列可以分成兩部分，一部分用於基於競爭的隨機接入，另一部分用於基於非競爭的隨機接入。用於基於競爭的隨機接入的preamble序列又可分爲兩組：group A和group B（group B可能不存在）
- （關於preamble的選擇：詳見36.321的5.1.2節）Group A/B中的preamble序列本身並沒有太大區別，只有它們的劃分纔是有意義的，用於告訴eNodeB後續的資源需求。
- 如果UE進行的是基於非競爭的隨機接入，例如handover，使用的preamble是由eNodeB直接指定的（見36.331的RACH-ConfigDedicated，以及36.212的5.3.3.1.3節中關於PDCCH order的介紹）。爲了避免衝突，此時使用的preamble是除group A和group B外的預留preamble。
- PRACH用於傳輸random access preamble。
- PRACH在頻域上佔6個連續的RB。
- 簡單地說：eNodeB通過廣播SIB2發送RACH-ConfigCommon，告訴UE preamble的分組、Msg3大小的閾值、功率配置等信息。UE發起隨機接入時，根據可能的Msg3大小以及pathloss等，選擇合適的preamble。
步驟二 eNodeB發送Random Access Response
UE發送了preamble之後，將在RAR時間窗（RA Response window）內監聽PDCCH，以接收對應RA-RNTI的RAR（此時不考慮可能出現的measurement gap）。如果在此RAR時間窗內沒有接收到eNodeB回覆的RAR，則認爲此次隨機接入過程失敗。
RAR時間窗起始於發送preamble的子幀（如果preamble在時域上跨多個子幀，則以最後一個子幀計算） + 3個子幀，並持續ra-ResponseWindowSize個子幀。
步驟三 UE發送Msg3
基於非競爭的隨機接入， preamble是某個UE專用的，所以不存在衝突；又因爲該UE已經擁有在接入小區內的唯一標誌C-RNTI，所以也不需要eNodeB給它分配C-RNTI。因此，只有基於競爭的隨機接入才需要步驟三和步驟四。
注：（1）使用基於非競爭的隨機接入的UE必定原本處於RRC_CONNECTED態；（2）handover時，UE在目標小區使用的C-RNTI是通過RRCConnectionReconfiguration中的MobilityControlInfo的newUE-Identity來配置的。
之所以將第3條消息稱爲Msg3而不是某一條具體消息的原因在於，根據UE狀態的不同和應用場景的不同，這條消息也可能不同，因此統稱爲Msg3，即第3條消息。
RAR與對應的Msg3之間的timing關係可參見12.2.4.4節的介紹。
Msg3在UL-SCH上傳輸，使用HARQ，且RAR中帶的UL grant指定的用於Msg3的TB大小至少爲80比特。（見36.300的10.1.5.1節）
Msg3中需要包含一個重要信息：每個UE唯一的標誌。該標誌將用於步驟四的衝突解決。
步驟四：eNodeB發送contention resolution
在步驟三中已經介紹過，UE會在Msg3有攜帶自己唯一的標誌： C-RNTI或來自核心網的UE標誌（S-TMSI或一個隨機數）。eNodeB在衝突解決機制中，會在Msg4（我們把步驟四的消息稱爲Msg4）中攜帶該唯一的標誌以指定勝出的UE。而其它沒有在衝突解決中勝出的UE將重新發起隨機接入。