物理随机接入信道优化策略

在LTE上行链路中，随机接入传输是真正的非同步传输。虽然在通过RACH进行传输之前，终端设备与接收到的下行链路信号进行了同步，但终端设备无法确定它与基站之间的距离。因此，在RACH传输中，仍然存在着由双向传输导致的定时不确定性。

设计科学的物理随机接入信道（Physical Random Access Channel，PRACH）经常出现是正常的，根据路径衰耗和上行链路定时不确定性，并考虑到定时估计充分精确，PRACH能提供足够数目的随机接入机会，且支持理想蜂窝覆盖范围。此外，针对诸多场景，PRACH应当是可配置的，无论是RACH负荷方面，还是物理环境方面。例如，我们要求LTE支持蜂窝覆盖范围达到100km，此时双向传输时延为667μs，这有利于确定MAC层中的定时提前信令范围。

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图5-31 FDD中的LTERACH前导格式

在LTE帧结构类型1（FDD）中，仅有一个PRACH资源可以配置到子帧中。PRACH资源的周期可以根据预期的RACH净荷确定，且PRACH资源的出现周期范围为每个子帖（5ms）一次到20ms一次PRACH传输是由一个前导序列和一个具有4种不同格式的循环前缀构成的，如图5-31所示。由于环境种类多样，因而需要多种前导格式。例如，根据增长的定时不确定性容限，前导格式1和3中使用的长循环前缀（CP）有助于扩大蜂窝覆盖范围，而格式2和3中不断重复的前导序列用于补偿增加的路径衰耗。每个非同步前导后的保护周期是非常必要的，但目前标准中未给出明确规定，但RACH在子帧结构中的位置提供了足够长的保护周期。对于每个蜂窝来说，需要配置64个前导序列，因而每个PRACH资源存在着64个随机接入机会。PRACH占用了1.08MHz的带宽，它能够为定时估计提供比较合理的分辨率。