随机接入信号是由CP(长度为TCP)、前导序列(长度为TSEQ)和GT (长度为 )三个部分组成,前导序列与PRACH时隙长度的差为GT,用于对抗多径干扰的保护,以抵消传播时延。一般来说较长的序列,能获得较好的覆盖范围,但较好的覆盖范围需要较长的CP和GT来抵消相应的往返时延,即小区覆盖范围越大,传输时延越长,需要的GT越大,为适应不同的覆盖要求,36.211协议规定了五种格式的PRACH 循环前缀长度、序列长度、以及GT长度如下表。
Preamble格式和小区覆盖范围的关系约束原则为: 小区内边缘用户的传输时延需要在GT内部,才能保证PRACH能正常接收,且不干扰其他的子帧。即需要满足的关系为 ,
其中,TTCP 为循环前缀CP的长度;
TGT为保护间隔;
TRTT为最大往返时间。
根据以上关系,可以得到各种格式下所支持小区的最大半径(考虑 )如表:
前导格式 | CP长度(Ts/ ) | GT长度 | ( ) | |
---|---|---|---|---|
0 | 3168/103.13 | 2976/96.88 | 6.25 | 14.53 |
1 | 21024/684.38 | 15840/515.63 | 16.67 | 77.34 |
2 | 6240/203.13 | 6048/196.88 | 6.25 | 29.53 |
3 | 21024/684.38 | 21984/715.63 | 16.67 | 100.16 |
4 | 448/14.583 | 288/9.375 | 5 | 1.406 |
具体可以叙述为:
Preamble 格式 0:持续1ms,序列长度800us,适用于小、中型的小区,最大小区半径14.53km,此格式看满足网络覆盖的多数场景。
Preamble 格式 1:持续2ms,序列长度800us,适用于大型的小区,最大小区半径为77.34km。
Preamble 格式 2:持续2ms,序列长度1600us,适用于中型小区,最大小区半径为29.53km。
Preamble 格式 3:持续3ms,序列长度1600us,适用于超大型小区,最大小区半径为100.16km;一般用于海面、孤岛等需要超长距离覆盖的场景。
Preamble 格式 4: TDD模式专用的格式,持续时间157.292μs( 2个OFDM符号的突发),适用于小型小区,小区半径≤1.4km,一般应用于短距离覆盖,特别是密集市区、室内覆盖或热点补充覆盖等场景。它是对半径较小的小区的一种优化,可以在不占用正常时隙资源的情况下,利用很小的资源承载PRACH信道,有助于提高系统上行吞吐量,某种程度上也可以认为有助于提高上行业务信道的覆盖性能。