《移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)及技術(shù)》課件第七章

第７章3GPP長期演進(jìn)技術(shù)——LTE7.1LTE概述7.2LTE網(wǎng)絡(luò)7.3LTE關(guān)鍵技術(shù)7.1LTE概述

LTE(LongTermEvolution，長期演進(jìn))項(xiàng)目是3G的演進(jìn)，始于2004年3GPP的多倫多會(huì)議。LTE并非人們普遍誤解的4G技術(shù)，而是3G與4G技術(shù)之間的一個(gè)過渡，是3.9G的全球標(biāo)準(zhǔn)，它改進(jìn)并增強(qiáng)了3G的空中接入技術(shù)，采用OFDM和MIMO作為其無線網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。

LTE在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行326Mb/s與上行86Mb/s的峰值速率，改善了小區(qū)邊緣用戶的性能，提高了小區(qū)容量和降低系統(tǒng)延遲。

經(jīng)過幾年的發(fā)展，LTE標(biāo)準(zhǔn)已接近完成，LTE作為一個(gè)即將被廣泛使用的通信標(biāo)準(zhǔn)，勢必成為我國通信產(chǎn)業(yè)屆關(guān)注的

焦點(diǎn)。

LTE是3GPP在移動(dòng)通信寬帶化的趨勢下，為了對(duì)抗WiMAX等移動(dòng)寬帶無線接入技術(shù)的市場挑戰(zhàn)，在十幾年超3G研究的技術(shù)儲(chǔ)備的基礎(chǔ)上研發(fā)的“準(zhǔn)4G”技術(shù)。LTE在空中接口方面采用的是正交頻分多址(OFDM)，替代了碼分多址(CDMA)作為多址技術(shù)，并采用了多輸入/多輸出(MIMO)技術(shù)和自適應(yīng)技術(shù)提高數(shù)據(jù)傳輸和系統(tǒng)的性能。在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面，LTE取消了UMTS標(biāo)準(zhǔn)長期采用的無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)節(jié)點(diǎn)，而是采用的是全新的扁平結(jié)構(gòu)。

LTE受到重視，是因?yàn)樗谙到y(tǒng)性能要求、網(wǎng)絡(luò)的部署場景、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、業(yè)務(wù)支持能力等方面具有更好的技術(shù)特征。

(1)通信速率提高，下行峰值速率為100Mb/s，上行為

50Mb/s。

(2)提高了頻譜效率，下行鏈路為5?bit/s·Hz－1，上行鏈路為2.5?bit/s·Hz－1。

(3)以分組域業(yè)務(wù)為主要目標(biāo)，系統(tǒng)在整體架構(gòu)上將基于分組交換。

(4)?QoS保證，通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)和嚴(yán)格的QoS機(jī)制，保證實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。

(5)以分組域業(yè)務(wù)為主要目標(biāo)，系統(tǒng)在整體架構(gòu)上將基于分組交換。

(6)降低無線網(wǎng)絡(luò)時(shí)延。

(7)增加的小區(qū)邊界比特速率。

(8)強(qiáng)調(diào)向下兼容，支持已有的3G通信系統(tǒng)和非3GPP規(guī)范系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)作。

與3G相比，LTE更具有技術(shù)優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在：高速據(jù)速率、分組傳送、延遲降低、廣域覆蓋和向下兼容。

7.2LTE網(wǎng)絡(luò)

1.?LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

LTE既包含無線接入技術(shù)演進(jìn)，也包含系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn)(SAE)，后者含有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆纸M交換核心網(wǎng)(EvolvedPacketCore，EPC)。LTE和SAE共同構(gòu)成了演進(jìn)分組系統(tǒng)(EvolvedPacketSystem，EPS)。EPS是由核心網(wǎng)(EPC)和接入網(wǎng)(E-UTRAN)組成的。LTE的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖7-2-1所示。圖7-2-1LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由7-2-1可以看出，EPS是由核心網(wǎng)和接入網(wǎng)構(gòu)成的。接入網(wǎng)是由eNodeB構(gòu)成的，eNodeB之間由X2接口相互連接。接入網(wǎng)和核心網(wǎng)之間通過S1接口進(jìn)行連接，確切地說，是每個(gè)eNodeB和核心網(wǎng)通過S1接口連接。

1)核心網(wǎng)(EPC)

LTE的核心網(wǎng)負(fù)責(zé)對(duì)用戶終端的全面控制和有關(guān)承載的建立。EPS主要的邏輯節(jié)點(diǎn)有：PDN網(wǎng)關(guān)(P-GW)、業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)(S-GW)、移動(dòng)管理實(shí)體(MME)。

(1)?P-GW。P-GW負(fù)責(zé)用戶IP地址分配和QoS保證，并進(jìn)行基于流量的計(jì)費(fèi)。

(2)?S-GW。用戶IP數(shù)據(jù)包通過S-GW發(fā)送。當(dāng)用戶在eNodeB之間移動(dòng)時(shí)，S-GW作為數(shù)據(jù)承載的本地移動(dòng)性管理實(shí)體；當(dāng)用戶處于空閑狀態(tài)時(shí)，將保留承載信息并臨時(shí)把下行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在緩存區(qū)里，以便MME開始尋呼UE時(shí)重新建立承載。此外，S-GW在拜訪網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行一些管理功能，如收集計(jì)費(fèi)信息及合法監(jiān)聽等。

(3)?MME。MME是處理UE和核心網(wǎng)絡(luò)間信令交互的控制節(jié)點(diǎn)。MME可執(zhí)行的主要功能包括：①與承載相關(guān)的功能，包括建立、維護(hù)和釋放承載；②與連接相關(guān)的功能，包括連接建立和網(wǎng)絡(luò)與UE間通信的安全機(jī)制。

2)接入網(wǎng)(E-UTRAN)

LTE的接入網(wǎng)是由eNodeB構(gòu)成，eNodeB提供了以下功能：

(1)無線資源管理，包括無線承載控制、無線許可控制、連接移動(dòng)性控制、上行和下行資源動(dòng)態(tài)分配；

(2)用戶數(shù)據(jù)流IP頭壓縮和加密；

(3)?UE附著時(shí)MME選擇功能；

(4)用戶面數(shù)據(jù)向S-GW的路由功能；

(5)尋呼消息的調(diào)度和發(fā)送功能；

(6)廣播消息的調(diào)度和發(fā)送功能；

(7)用于移動(dòng)性和調(diào)度的測量和測量報(bào)告配置功能；

(8)上行傳輸層數(shù)據(jù)包的分類標(biāo)示。

2.網(wǎng)絡(luò)連接接口

1)?S1接口

(1)?EPS承載業(yè)務(wù)管理功能：LTE使用獨(dú)立的專用流程來分別進(jìn)行承載的建立、更改和釋放。對(duì)于每個(gè)請(qǐng)求建立的承載，傳輸層地址和隧道端點(diǎn)在“承載設(shè)置請(qǐng)求”消息中提供給eNodeB，以提示S-GW中承載的終點(diǎn)，即上行用戶平面數(shù)據(jù)必須發(fā)送到的地方。

(2)通過S1尋呼功能空間模式下的UE新建一個(gè)連接，MME向UE跟蹤區(qū)域內(nèi)所有相關(guān)的eNodeB發(fā)送尋呼請(qǐng)求。當(dāng)收到“尋呼請(qǐng)求”信息時(shí)，eNodeB在消息中所有跟蹤區(qū)域內(nèi)的小區(qū)通過無線接口尋呼UE。通過UE的SAE—臨時(shí)移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)來尋呼?！皩ず粽?qǐng)求消息還包含一個(gè)UE識(shí)別索引值，eNodeB用它來計(jì)算所尋呼UE的尋呼時(shí)機(jī)。此時(shí)UE將切換到監(jiān)聽尋呼信息狀態(tài)。

2)?X2接口

(1)支持UE在EMM-CONNECTED狀態(tài)時(shí)的LTE系統(tǒng)內(nèi)部移動(dòng)。

(2)上下文從源eNodeB傳達(dá)到目的eNodeB。

(3)控制源eNodeB到目的的用戶面通道。

(4)切換取消，上行負(fù)載管理功能。

(5)一般性的X2管理和錯(cuò)誤處理功能。

7.3LTE關(guān)鍵技術(shù)

1.?OFDM技術(shù)

OFDM作為LTE下行鏈路多址接入核心技術(shù)的原因主要有以下幾個(gè)方面：

(1)?OFDM是一項(xiàng)成熟的技術(shù)；

(2)雖然發(fā)射機(jī)復(fù)雜度高，但由于接收機(jī)復(fù)雜度低，OFDM已得到了廣泛的部署，特別適合于廣播或下行鏈路；

(3)能夠通過FFT有效地實(shí)現(xiàn)；

(4)實(shí)現(xiàn)了寬帶高速傳輸；

(5)使用CP抑制ISI，能夠使用快處理；

(6)利用正交的子載波避免子載波間保護(hù)帶所造成的頻譜浪費(fèi)；

(7)參數(shù)化使得設(shè)計(jì)師根據(jù)具體情況在多普勒容錯(cuò)和延遲擴(kuò)展間達(dá)到平衡；

(8)可以直接擴(kuò)展到多址接入方案——OFDMA。

1)?OFDM的基本原理

20世紀(jì)70年代，S.B.Weinstein提出了用離散傅里葉變換(DFT)實(shí)現(xiàn)多載波調(diào)制，為OFDM的實(shí)用化奠定了基礎(chǔ)。OFDM是一種在實(shí)現(xiàn)中極具吸引力的多載波傳輸特例。在OFDM系統(tǒng)中，頻率選擇性寬帶信道被劃分為重疊但正交的非頻率選擇性窄帶信道，圖7-3-1所示是傳統(tǒng)的頻分復(fù)用與正交頻分復(fù)用帶寬利用率比較。

圖7-3-1OFDM和FDM帶寬利用率比較

OFDM是多載波調(diào)制的一種，其基本思想就是把數(shù)據(jù)流串/并變換為N路速率較低的子數(shù)據(jù)流，用它們分別調(diào)制N路子載波后再進(jìn)行并行傳輸。圖7-3-2是OFDM系統(tǒng)收發(fā)結(jié)構(gòu)圖。發(fā)送端將被傳輸?shù)臄?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成子載波幅度和相位的映射，并進(jìn)行IDFT變換將數(shù)據(jù)的頻譜表達(dá)式變到時(shí)域上。IFFT變換與IDFT變換的作用相同，只是它具有更高的計(jì)算效率。

圖7-3-2OFDM系統(tǒng)收發(fā)結(jié)構(gòu)圖

2)?FFT的實(shí)現(xiàn)

對(duì)于N比較大的系統(tǒng)來說，OFDM復(fù)等效基帶信號(hào)可以采用離散傅里葉逆變換(IDFT)方法來實(shí)現(xiàn)。為了敘述的簡潔，對(duì)于信號(hào)s(t)以T/N的速率進(jìn)行抽樣，即令t=kT/N(k=0，1，…，

N－1)，則得到(0≤k≤N－1)(7-3-1)由上式可以看到，sk等效為對(duì)di進(jìn)行IDFT運(yùn)算。同樣在接收端，為了恢復(fù)出原始的數(shù)據(jù)符號(hào)di，可以對(duì)sk進(jìn)行逆變換，即DFT得到(0≤i≤N－1)(7-3-2)根據(jù)以上分析可以看到，OFDM系統(tǒng)的調(diào)制和解調(diào)可以分別由IDFT和DFT來代替。

3)保護(hù)間隔、循環(huán)前綴和子載波的選擇

應(yīng)用OFDM的一個(gè)重要原因在于它可以有效地對(duì)抗多徑時(shí)延擴(kuò)展。通過把輸入數(shù)據(jù)流串/并變換到N個(gè)并行的子信道中，使得每一個(gè)調(diào)制子載波的數(shù)據(jù)周期可以擴(kuò)大為原始數(shù)據(jù)符號(hào)周期的N倍，因此時(shí)延擴(kuò)展與符號(hào)周期的數(shù)值比也同樣降低了1/N倍。為了最大限度地消除符號(hào)間干擾，還可以在每個(gè)OFDM符號(hào)之間插入保護(hù)間隔(GuardInterval)，而且該保護(hù)間隔長度Tg一般要大于無線信道中的最大時(shí)延擴(kuò)展，這樣一個(gè)符號(hào)的多徑分量就不會(huì)對(duì)下一個(gè)符號(hào)造成干擾。在這段保護(hù)間隔內(nèi)可以不插任何信號(hào)，即是一段空白的傳輸時(shí)段。然而在這種情況下，由于多徑傳播的影響，會(huì)產(chǎn)生載波間干擾(ICI)，即子載波之間的正交性遭到破壞后，不同的子載波之間產(chǎn)生干擾。這種效應(yīng)如圖7-3-3所示。由于每個(gè)OFDM符號(hào)中都包括所有的非零子載波信號(hào)，而且也可同時(shí)出現(xiàn)該OFDM符號(hào)的時(shí)延信號(hào)，圖7-3-3給出了第一子載波和第二子載波的時(shí)延信號(hào)。從圖中可以看到，由于在FFT運(yùn)算時(shí)間長度內(nèi)，第一子載波和第二子載波之間的周期個(gè)數(shù)之差不再是整數(shù)，因此當(dāng)接收機(jī)試圖對(duì)第一個(gè)子載波進(jìn)行解調(diào)時(shí)，第二子載波會(huì)對(duì)第一子載波造成干擾。同樣，當(dāng)接收機(jī)對(duì)第二子載波進(jìn)行解調(diào)時(shí)，也會(huì)存在來自第一子載波的干擾。

圖7-3-3多徑情況下，空閑保護(hù)間隔在子載波間造成的干擾在系統(tǒng)帶寬和數(shù)據(jù)傳輸速率都給定的情況下，OFDM信號(hào)的符號(hào)速率將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于單載波的傳輸模式。例如，在單載波BPSK調(diào)制模式下，符號(hào)速率就相當(dāng)于傳輸?shù)谋忍厮俾?；而在OFDM中，系統(tǒng)帶寬由N個(gè)子載波占用，符號(hào)速率則是單載波傳輸模式的1/n。正是因?yàn)檫@種低符號(hào)速率使OFDM系統(tǒng)可以自然地抵抗多徑傳播導(dǎo)致的符號(hào)間干擾(ISI)。另外，通過在每個(gè)符號(hào)的起始位置增加保護(hù)間隔可以進(jìn)一步抵制ISI，還可以減少在接收端的定時(shí)偏移錯(cuò)誤。這種保護(hù)間隔是一種循環(huán)復(fù)制，增加了符號(hào)的波形長度：在符號(hào)的數(shù)據(jù)部分，每一個(gè)子載波內(nèi)有一個(gè)整數(shù)倍的循環(huán)，此種符號(hào)的復(fù)制產(chǎn)生了一個(gè)循環(huán)的信號(hào)，即將每個(gè)OFDM符號(hào)的后Tg時(shí)間中的樣點(diǎn)復(fù)制到OFDM符號(hào)的前面，形成前綴，在交接點(diǎn)沒有任何的間斷，因此將一個(gè)符號(hào)的尾端復(fù)制并補(bǔ)充到起始點(diǎn)，增加了符號(hào)時(shí)間的長度。圖7-3-4顯示了保護(hù)間隔的插入。圖7-3-4加入保護(hù)間隔的OFDM符號(hào)

OFDM符號(hào)的總長度為Ts=Tg+TFFT，其中，Tg為采樣的保護(hù)間隔長度，TFFT為FFT變換產(chǎn)生的無保護(hù)間隔的OFDM符號(hào)長度，則在接收端采樣開始的時(shí)刻Tx應(yīng)該滿足下式：

τmax<Tx<Tg(7-3-3)

其中，τmax是信道的最大多徑時(shí)延擴(kuò)展。當(dāng)采樣滿足該式時(shí)，由于前一個(gè)符號(hào)的干擾只會(huì)在存在于?[0，τmax]，當(dāng)子載波個(gè)數(shù)比較大時(shí)，OFDM的符號(hào)周期Ts相對(duì)于信道的脈沖響應(yīng)長度τmax很大，則符號(hào)間干擾(ISI)的影響很??；而如果相鄰OFDM符號(hào)之間的保護(hù)間隔Tg滿足Tg≥τmax的要求，則可以完全克服ISI的影響。

OFDM系統(tǒng)加入保護(hù)間隔之后，會(huì)帶來功率和信息速率的損失，其中，功率損失可以定義為(7-3-4)從式(7-3-4)可以看到，當(dāng)保護(hù)間隔占到20%?時(shí)，功率損失也不到1?dB，但是帶來的信息速率損失達(dá)20%。在傳統(tǒng)的單載波系統(tǒng)中，升余弦濾波也會(huì)帶來信息速率(帶寬)的損失，這個(gè)損失與滾降系數(shù)有關(guān)。

OFDM系統(tǒng)中插入保護(hù)間隔后會(huì)帶來系統(tǒng)功率和信息速率的損失，但可以消除ISI和多徑所造成的ICI的影響，因此，為提高系統(tǒng)性能加入保護(hù)間隔也是有必要的。加入保護(hù)間隔之后基于IDFT(IFFT)的OFDM系統(tǒng)框圖可以表示為圖7-3-5。

圖7-3-5加入保護(hù)間隔OFDM系統(tǒng)

4)子載波的調(diào)制與解調(diào)

一個(gè)OFDM符號(hào)之內(nèi)包含多個(gè)經(jīng)過相移鍵控(PSK)或者

正交幅度調(diào)制(QAM)的子載波。其中，N表示子載波的個(gè)數(shù)，T表示OFDM符號(hào)的持續(xù)時(shí)間(周期)，di(i=0，1，2，…，

N－1)是分配給每個(gè)子信道的數(shù)據(jù)符號(hào)，fi是第i個(gè)子載波的載波頻率，rect(t)=1，|t|≤T/2，則從t=ts開始的OFDM符號(hào)可以表示為

一旦將要傳輸?shù)谋忍胤峙涞礁鱾€(gè)子載波上，某一種調(diào)制模式則將它們映射為子載波的幅度和相位，通常采用等效基帶信號(hào)來描述OFDM的輸出信號(hào)，即其中，s(t)的實(shí)部和虛部分別對(duì)應(yīng)于OFDM符號(hào)的同相(In-phase)和正交(Quadrature-phase)分量，在實(shí)際中可以分別與相應(yīng)子載波的cos分量和sin分量相乘，構(gòu)成最終的子信道信號(hào)和合成的OFDM符號(hào)。圖7-3-6所示為OFDM系統(tǒng)子載波調(diào)制和解調(diào)框圖。

圖7-3-6子載波調(diào)制與子載波解調(diào)假設(shè)有Nt個(gè)發(fā)射天線，Nr個(gè)接收天線，發(fā)射天線陣列上的信號(hào)表示為

s(t)?=?[s1(t)，s2(t)，…，]T

接收天線陣列上的信號(hào)表示為

y(t)?=?[y1(t)，y2(t)，…，(t)]T

其中，sm(t)(m?=?1，2，…，Nt)表示發(fā)射端第m個(gè)天線端口的信號(hào)，yn(t)表示接收端第n個(gè)端口的信號(hào)。發(fā)射天線和接收天線之間的信道矩陣可以描述為(7-3-7)其中，抽頭矩陣為(7-3-8)抽頭矩陣是復(fù)數(shù)矩陣，它描述了在時(shí)延為t時(shí)所考慮的收發(fā)天線陣列之間的線性變換。其中，式(7-3-8)中表示第Nt根發(fā)射天線到第Nr根接收天線之間的復(fù)傳輸系數(shù)。式(7-3-7)表示了簡單的抽頭時(shí)延模型，不過這里L(fēng)個(gè)時(shí)延的信道系數(shù)是用矩陣來表示的，如圖7-3-7所示。

圖7-3-7MIMO信道抽頭時(shí)延模型

(1)空間復(fù)用：工作在MIMO天線配置下，能夠在不增加帶寬的條件下，相比SISO系統(tǒng)成倍地提升信息傳輸速率，從而極大地提高了頻譜利用率。在發(fā)射端，高速率的數(shù)據(jù)流被分割為多個(gè)較低速率的子數(shù)據(jù)流，不同的子數(shù)據(jù)流在不同的發(fā)射天線上的相同頻段上發(fā)射出去。

(2)空間分集：利用不同地點(diǎn)接收到的信號(hào)衰落相互獨(dú)立這個(gè)特性來抵消衰落的功能?？臻g分集分為空間分集發(fā)送和空間分集接收兩個(gè)系統(tǒng)。

空間分集接收是在空間不同的垂直高度上設(shè)置幾副天線，同時(shí)接收一個(gè)發(fā)射天線的微波信號(hào)，然后合成或選擇其中一個(gè)強(qiáng)信號(hào)，這種方式稱為空間分集接收。

3.?MIMO-OFDM系統(tǒng)

MIMO-OFDM技術(shù)是在OFDM技術(shù)的基礎(chǔ)上結(jié)合多天線技術(shù)發(fā)展而成的，因此它的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和OFDM相似。

MIMO-OFDM系統(tǒng)模型如圖7-3-8所示。

圖7-3-8MIMO-OFDM系統(tǒng)模型圖7-3-8就是一個(gè)典型的Nt×Nr的MIMO-OFDM系統(tǒng)模型，從圖中可以看出，發(fā)射端的信息比特流首先經(jīng)過映射調(diào)制，調(diào)制方式一般是多進(jìn)制的PSK，然后經(jīng)過MIMO編碼器，變成Nt路并行的數(shù)據(jù)流，分別對(duì)應(yīng)Nt根發(fā)射天線。每路數(shù)據(jù)被分為一組OFDM符號(hào)，然后進(jìn)行IFFT變換到時(shí)域，添加循環(huán)前綴，然后由各路對(duì)應(yīng)的天線同時(shí)發(fā)射出去。如果假設(shè)OFDM系統(tǒng)的載波數(shù)為N，循環(huán)前綴個(gè)數(shù)為Ng，那么在發(fā)射時(shí)共有(N+Ng)×Nt個(gè)OFDM采樣同時(shí)發(fā)出，并把

這(N+Ng)×Nt個(gè)采樣表示成(N+Ng)·Nt維的列向量形式，即

(7-3-9)

同樣，接收信號(hào)可以表示為(N+Ng)·Nr維列向量形式：(7-3-10)其中，信息比特流為(7-3-11)由式(7-3-11)可以得到MIMO-OFDM系統(tǒng)在離散時(shí)間上的輸入/輸出關(guān)系，用矩陣表示為

y=hx+n(7-3-12)

其中，信道h是一個(gè)(M·Nr)×(M·Nt)的矩陣，M=N+Ng，該矩陣由Nr×Nt個(gè)子塊構(gòu)成，每個(gè)子塊都與單天線OFDM系統(tǒng)中的信道形式是一樣的。

4.隨機(jī)接入

1)基于競爭的隨機(jī)接入過程

基于競爭的隨機(jī)接入過程分為傳輸前導(dǎo)序列、隨機(jī)接入響應(yīng)、發(fā)送Layer2/Layer3消息、發(fā)送競爭決議消息四步：

(1)傳輸前導(dǎo)序列。UE從64-Ncf個(gè)用于物理隨機(jī)接入信道基于競爭的簽名中選取一個(gè)，其中Ncf是eNodeB保留為用于非競爭的簽名個(gè)數(shù)。用于基于競爭的簽名序列又被分為兩個(gè)子組，因此選擇的簽名序列可以攜帶1比特信息來標(biāo)識(shí)需要在發(fā)送Layer2/Layer3消息這步中傳輸信息的傳輸資源總量的相關(guān)信息。廣播信道系統(tǒng)信息標(biāo)識(shí)了兩個(gè)子組各包含哪些簽名，以及各子組的名稱。UE針對(duì)適當(dāng)?shù)腞ACH情況確定所需傳輸資源的大小，同時(shí)考慮觀察的下行無線信道情況，從子組中選擇一個(gè)簽名。eNodeB根據(jù)每個(gè)組的觀察控制每個(gè)子組的簽名個(gè)數(shù)。

(2)隨機(jī)接入響應(yīng)。eNodeB在物理下行共享信道上發(fā)送隨機(jī)接入響應(yīng)，它包含了ID地址和隨機(jī)接入無線標(biāo)識(shí)，用于識(shí)別傳輸前導(dǎo)序列的時(shí)頻時(shí)隙。如果多個(gè)UE由于在相同前導(dǎo)序列時(shí)頻資源內(nèi)選擇相同簽名而導(dǎo)致沖突，它們會(huì)各自接到隨機(jī)接入響應(yīng)(RAR)。

RAR攜帶了檢測到的前導(dǎo)序列標(biāo)識(shí)、用于同步來自UE的連續(xù)上行傳輸定時(shí)對(duì)齊指令、步驟(3)中信息準(zhǔn)許傳輸?shù)某跏忌闲匈Y源以及臨時(shí)小區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)臨時(shí)標(biāo)識(shí)。RAR可以包含一個(gè)“重傳延時(shí)指令符”，eNodeB可以通過設(shè)定重傳延時(shí)指令符來指示UE在重試隨機(jī)接入前將重傳延遲一個(gè)周期時(shí)間。

(3)發(fā)送Layer2/Layer3消息。這個(gè)消息是在PUSCH上首個(gè)調(diào)度的上行傳輸，使用了混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求(HARQ)技術(shù)。它傳送了確切的隨機(jī)接入過程消息，如RRC連接請(qǐng)求、跟蹤區(qū)

域更新或調(diào)度請(qǐng)求等。在空閑模式下還包含臨時(shí)C-RNTI(小區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)臨時(shí)標(biāo)識(shí))和48?bit的競爭解