Kênh PRACH để mang kênh RACH. Kênh truy nhập ngẫu nhiên (RACH) là kênh truyền tải đường lên được sủ dụng để mang thông tin điều khiển từ UE như: yêu cầu thiết lập một kết nối. Cũng có thể sử dụng kênh này để phát đi các cụm nhỏ số liệu gói từ UE trong thời gian từ 10 đến 20 ms. Để hoạt động đúng hệ thống phải thu được kênh truy nhập ngẫu nhiên từ toàn bộ cùng phủ của ô. Điều này cũng có nghĩa rằng tốc độ số liệu thực tế phải đủ thấp, ít nhất là đối với truy nhập hệ thống lần đầu và các thủ tục điều khiển khác.
Phát truy nhập ngẫu nhiên (RACH) dựa trên phương pháp ALOHA theo phân khe với chỉ thị bắt nhanh. UE có thể khởi đầu phát tại một số dịch thời quy định trước ký hiệu là các khe truy nhập. Cứ hai khung thì có 15 khe truy nhập và chúng cách nhau 5120 chip. Hình 2.8 cho thấy số thứ tự khe truy nhập và khoảng cách giữa chúng. Các lớp cao cung cấp thông tin về các khe truy nhập sử dụng ở ô hiện thời.
Hình 2.4. Số thứ tự các khe truy nhập RACH và khoảng cách giữa chúng
Cấu trúc phát truy nhập ngẫu nhiên được cho ở hình 2.5. Phát truy nhập ngẫu nhiên gồm một hay nhiều tiền tố truy nhập dì 4096 chip tương ứng với 256 lần lặp của một mã Walsh 16 chip (chữ ký) và một bản tin dài 10 hay 20 ms. UE thông báo độ dài của phần bản tin cho mạng bằng các chữ ký riêng và (hoặc) các khe truy nhập. Các lớp cao hơn sẽ quy định chữ ký và khe thời gian truy nhập nào được sử dụng cho độ dài bản tin nào. UE lựa chọn một trong số 16 chữ ký này trước khi thử truy nhập. Trước khi phát bởi UE, tiền tố được ngẫu nhiên hoá phức bởi mã ngẫu nhiên dài đường lên.
#0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8 #9 #10 #11 #12 #13 #14
5120 chip
Khung vô tuyến:10 ms Khung vô tuyến:10 ms
Khe truy nhập #0 Khe truy nhập #1 Khe truy nhập #7 Khe truy nhập #8 Khe truy nhập #14
Phát truy nhập ngẫu nhiên Phát truy nhập ngẫu nhiên
Phát truy nhập ngẫu nhiên Phát truy nhập ngẫu nhiên
Hình 2.5. Cấu trúc phát truy nhập ngẫu nhiên
Hình 2.5 mô tả cấu trúc khung vô tuyến của kênh PRACH để truyền dẫn phần bản tin của RACH. Khung vô tuyến phần bản tin 10 ms được chia thành 15 khe, mối
khe dài Tkhe = 2560 chip. Mỗi khe gồm hai phần: phần số liệu mang thông tin lớp 2 và
phần điều khiển mang thông tin lớp 1. Phần bản tin dài 20 ms gồm hai khung vô tuyến liên tiếp của phần bản tin. Phần số liệu gồm 10 × 2k bit, trong đó k = 0, 1, 2, 3; tương ứng với hệ số trải phổ là 256, 128, 64 và 32 cho phần bản tin và tốc độ bit kênh thay đổi từ 15 đến 120 kbit/s. Phần điều khiển gồm 8 bit hoa tiêu biết trước để hỗ trợ đánh giá kênh cho tách sóng nhất quán và 2 bit TFCI; tương ứng với hệ số trải phổ 256 và tốc độ bit là 15 kbit/s. Tổng số bit TFCI trong bản tin truy nhập ngẫu nhiên là 15 × 2 = 30. Giá trị của TFCI tương ứng với một khuôn dạng truyền tải nhất định của bản tin truy nhập hiện thời. Mẫu 8 bit hoa tiêu thay đổi theo từng khe và lặp lại theo khung.
Hoạt động của RACH không bao hàm điều khiển công suất, vì thế để đảm bảo mức công suất hợp lý, các tiền tố được phát với công suất tăng dần theo từng nấc, thủ tục này chỉ hợp lý cho một thời gian ngắn (một hoặc hai khung phụ thuộc vào môi trường).
Sau khi các tiền tố RACH được BTS phát hiện, nó được công nhận bằng kênh chỉ thị bắt (AICH) được phát xuống từ BTS. Sau đó phần bản tin của RACH (10 ms hoặc 20 ms) mới được phát
Tiền tố
Tiền tố Tiền tố
Tiền tố Tiền tố
Tiền tố Phân bản tin Phân bản tin
20 ms (02 khung vô tuyến) 4096 chip
Hình 2.6. Cáu trúc khung vô tuyến phần bản tin của RACH