W sieciach LTE (Long-Term Evolution) RA oznacza Random Access. Dostęp swobodny to podstawowy mechanizm używany przez sprzęt użytkownika (UE), taki jak urządzenia mobilne, do inicjowania komunikacji ze stacją bazową, znany również jako rozwinięty NodeB (eNB). RA odgrywa kluczową rolę w ustanawianiu połączenia pomiędzy UE a siecią, umożliwiając UE dostęp do zasobów sieciowych i żądanie określonych usług. Przyjrzyjmy się szczegółowo procedurze Random Access w LTE:
1. Inicjowanie komunikacji:
– Inicjalizacja UE:
- Kiedy UE włącza się lub wchodzi w nowy obszar zasięgu, musi nawiązać komunikację z siecią LTE. Procedura Random Access to mechanizm, za pomocą którego UE inicjuje tę komunikację.
– Brak dedykowanych zasobów:
- W przeciwieństwie do nawiązywanych połączeń, w przypadku których przydzielane są dedykowane zasoby, procedura Random Access jest przeznaczona do sytuacji, w których UE nie ma dedykowanych zasobów przypisanych do komunikacji.
2. Procedura dostępu losowego:
– Żądanie dostępu:
- UE inicjuje procedurę dostępu swobodnego, wysyłając żądanie dostępu do eNB. To żądanie zawiera istotne informacje, takie jak tożsamość UE i powód próby dostępu.
– Rozstrzygnięcie sporu:
- Ponieważ wiele UE może próbować uzyskać dostęp do sieci jednocześnie, może wystąpić rywalizacja o zasoby. eNB wykorzystuje mechanizmy rozstrzygania sporów w celu zarządzania i rozwiązywania takich konfliktów.
– Odpowiedź z eNB:
- eNB odpowiada na żądanie dostępu UE, przydzielając zasoby i przekazując niezbędne instrukcje do dalszej komunikacji. Ta odpowiedź zawiera szczegółowe informacje na temat zasobów łącza zwrotnego przypisanych do UE.
3. Kanał dostępu swobodnego (RACH):
– Kanał warstwy fizycznej:
- Procedura dostępu swobodnego wykorzystuje kanał dostępu swobodnego (RACH) jako kanał warstwy fizycznej do przesyłania żądania dostępu z UE do eNB.
– Transmisja preambuły:
- UE wysyła preambułę losowego dostępu do RACH, aby wskazać swój zamiar uzyskania dostępu do sieci. Preambuła służy jako unikalny identyfikator UE w komórce.
– Wiele preambuł:
- LTE definiuje wiele preambuł, aby pomieścić dużą liczbę UE. UE wybiera preambułę losowo z dostępnego zestawu podczas procedury Random Access.
4. Rozstrzygnięcie sporu:
– Przesunięcie czasu:
-
Rozwiązanie
- Contention obejmuje koordynację czasu wielu UE próbujących uzyskać dostęp do sieci. Węzeł eNB może polecić UE, aby dostosowały taktowanie transmisji przy użyciu parametru znanego jako wyprzedzenie synchronizacji.
– Mechanizm wycofywania:
- Do zarządzania rywalizacją można zastosować mechanizm wycofywania. UE, które doświadczają rywalizacji, mogą się wycofać na losowy czas przed ponowną próbą dostępu, co zmniejsza prawdopodobieństwo kolizji.
5. Przyznanie dostępu i dalsza komunikacja:
– Wiadomość o przyznaniu dostępu:
- Po pomyślnym rozwiązaniu rywalizacji eNB wysyła komunikat o przyznaniu dostępu do UE. Ta wiadomość zawiera informacje o przydzielonych zasobach łącza zwrotnego oraz dodatkowe instrukcje dotyczące dalszej komunikacji.
– UE Transmisja:
- Urządzenie UE wykorzystuje przydzielone zasoby do przesyłania dodatkowych informacji, takich jak żądanie wstępnego nawiązania połączenia lub inne komunikaty sterujące.
6. Przypadki użycia i scenariusze:
– Wpis komórki:
- Dostęp losowy jest powszechnie używany, gdy UE wchodzi do nowej komórki lub włącza się, ustanawiając początkowe połączenie z siecią.
– Scenariusze przekazania:
- Dostęp swobodny może być również stosowany w niektórych scenariuszach przekazywania, gdy UE przechodzi z jednej komórki do drugiej, a sieć musi ponownie nawiązać komunikację.
Wniosek:
Podsumowując, dostęp swobodny (RA) w LTE jest krytyczną procedurą, która umożliwia sprzętowi użytkownika (UE) inicjowanie komunikacji ze stacją bazową (eNB) podczas wchodzenia do nowej komórki lub włączania zasilania. Procedura obejmuje przesłanie żądania dostępu przez UE, mechanizmy rozstrzygania rywalizacji w celu zarządzania jednoczesnymi próbami dostępu oraz alokację zasobów przez eNB. Random Access odgrywa kluczową rolę w nawiązaniu wstępnego połączenia pomiędzy UE a siecią LTE, umożliwiając późniejszą komunikację i dostęp do usług sieciowych.