如何规划PRACH根序列索引值

如何规划PRACH根序列索引值

PRACH原理及其规划方法；PhysicalRandomAccessChan；PRACH的规划概述；作用：PRACH信道用作随机接入，是用户进行初始；原理：用户使用PRACH信道上的Preamble；Preamble序列承载在接入信道中，pream；其中Nzc＝839，该序列实际是一个虚数数列，简；每个小区使用64个preamble，使用时在其中；例如010

PRACH原理及其规划方法
Physical Random Access Channel物理随机接入信道
PRACH的规划概述
作用：PRACH信道用作随机接入，是用户进行初始连接、切换、连接重建立，重新恢复上行同步的唯一途径。UE通过上行RACH来达到与LTE系统之间的上行接入和同步。
原理：用户使用PRACH信道上的Preamble码接入，每个小区的Preamble码为64个。 Preamble由ZC根序列(长度839)循环移位产生，PRACH信道的规划主要规划Ncs的大小（循环移位长度）、起始/终止根序列逻辑编号。 Preamble的sequence序列的产生过程
Preamble序列承载在接入信道中，preamle序列是有ZC序列推出来的，推导公式如下：

其中Nzc ＝ 839，该序列实际是一个虚数数列，简单理解用序列的每个单元是32bit的一个数，该数表示的虚数，高16为实部，低16位为虚部，整个理解成一个数也行。
每个小区使用64个preamble，使用时在其中选取一个进行接入，64个preamble的产生是首先使用一个ZC根产生一个839的序列，然后通过Ncs参数对这个序列进行循环移位，如果移位步长较大而不够64个preamble，则再拿一个根序列的ZC序列进行循环移位，直到满足个数要求。这么做的原因是不同的循环位移步长和小区接入半径有关，所以有不同的Ncs参数，Ncs是通过系统消息广播下来的。最初选择的根也是通过配置下来的。 简单理解：
例如 01011100110表示0号preamble，往右循环移位1位00101110011表示1号，往右循环移位1位10010111001表示2号
PRACH规划步骤：（华为)
Step1:根据小区半径决定Ncs取值；按小区接入半径10km来考虑，Ncs取值为93；其中Ncs与小区半径的约束关系为：

Step2: 839/93结果向下取整结果为9，这意味着每个索引可产生9个前导序列，64个前导序列就需要8个根序列索引；
Step3:这意味着可供的根序列索引为0,8,16?832共104个可用根序列索引； Step4：根据可用的根序列索引，在所有小区之间进行分配，原理类似于PCI分配方法

LTE中的PRACH
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。
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 1 random access configuration for preamble
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。
对于高速移动环境下的UE，由于Doppler效应，会破坏ZC序列不同循环移位之间的正交性，此时，LTE中定义了特殊的规则来生成ZC序列的移位。SIB2中的highSpeedFlag来指明小区是否支持高速移动下ZC序列循环移位的选择。