LTE筆記: Random Access 的流程、形式 (form) 和每一形式的使用時機

在通訊系統中，對於閒置的 UE，不太可能透過排程給予通訊資源。因此，當 UE 要和 eNB 建立連線時，就必須使用 Random Access Procedure (RAP)。在 LTE 中以下狀況需要藉由 RAP 取得通訊資源。

1. 從 RRC idle 要初始化進行傳輸
2. RRC 連線的重建
3. UL 時，RRC 連線不同步或是沒有 PUCCH 資源
4. DL 進行時，UL 連線消失
5. 換手 (Handover)
6. 需要 Timing Advance 資訊 (定位需求)

RAP 可分為競爭式 (contention-based) 或是非競爭式 (contention free)，競爭式 RAP 是由 UE 端發起對於 Preamble 的競爭，而非競爭式 RAP 則是 eNB 指派固定範圍的 Preamble，程序如下圖。其中，上述六種狀況中，前三種只能用競爭式，後三種可以用非競爭式，考慮到有限的 Preamble 位址，通常只有 Handover 進行非競爭式 RAP。

圖、RAP的流程 (http://xdxdd.blogspot.com/2012/08/lte-random-access-procedure.html)

非競爭式 RAP，Preamble 的位址直接由 eNB 指派，在競爭式 RAP 中，UE 根據所得到的系統資訊，從 64 個 Preamble 位址選一個出來競爭 (Msg1)，若是發生碰撞，則進行 backoff，若是成功，eNB 得知 UE 資訊，並且回覆 Random Access Response (RAR) 給 UE (Msg2)，其中，包含了TA (Timing Advance) 的資訊，用以同步 UE 與 eNB 間上行資料的傳輸時間，暫時的識別符號(Temporary C-RNTI)，以及上行通道資源 (UL Grant)。UE 收到 RAR 後，將把帶 UE 資訊的 ID 在 UL Grant 上傳，若是沒有其他 UE 在 Msg1 使用相同的 Preamble，UE 就競爭到 RAP 的通訊資源。