（UM12 7-13～7-15）
PRACH（Phy Random Access Channel）物理随机接入信道（UL）：移动台完成小区搜索后，会驻扎在一个目标小区内，发起呼叫请求，建立RRC连接。RRC的连接不仅仅满足通信的需要，在位置更新、路由区登记等过程都需要RRC的连接。作为RRC连接建立过程，从空中接口的消息来说只有二条，称为RRC连接请求和RRC连接应答消息。移动台如何发起它的随机接入或称RRC连接？类似于GSM的随机接入，由移动台抢占公共随机接入信道发起随机接入请求消息。PRACH在发送信息时分二部分，称Preamble前导部分和Message消息部分。在发起RRC连接时，移动台将在上行链路上启动开环功控，开环功控就是利用Preamble来完成的。所以在PRACH中的Preamble就是为了完成开环功控。Preamble是由物理层产生的序列，移动台将试探性地以初始功率Po发送该序列，直至下行链路上有应答，才停止发送Preamble，转为发送消息部分。由于Preamble是物理层的消息序列，所以在下行方向上得到的应答信道也应该是纯物理信道，称为AICH（DL方向）获得指示信道。所以Preamble和AICH是一对，目的就是允许用户接入。当AICH回应，移动台就获得了消息发送的初始功率值P1，允许移动台以P1功率发起随机接入请求消息。该消息一定有从逻辑信道到传输信道到物理信道的映射关系。首先作为随机接入请求消息，逻辑信道上应是CCCH（公共控制信道），它所映射的传输信道应是RACH，即CCCH → RACH → PRACH的消息部分。当发起RRC连接请求时，网络侧将会对该请求消息作出应答，应答和请求是成对出现的。PRACH的消息部分在下行链路上的响应消息仍属于公共控制信道，映射的传输信道是FACH，映射的物理信道是S-CCPCH。即CCCH → FACH →S-CCPCH。所以PRACH的消息部分和S-CCPCH成对出现。
在PRACH中，Preamble使用的是规范规定的16位比特的签名序列，重复256次形成4096chips长度的码序列。不扩频，采用25位移位寄存器的全1码加扰。由于1个TS的长度只有2560chips，4096chips无法在1个TS周期内发完，所以针对随机接入过程定义了接入时隙为20ms，接入帧为2倍的无线帧。4096chips在1个接入时隙（5120chips）中不满，有空闲期。空闲期的存在可以保证传播时延。Preamble在发送时有个初始功率值，该值与开环功控算法有关，根据实际测量到的公共导频信道上的信号强度和它得到参数之间完成一个运算来预计初始功率值，系统对发出的Preamble可能没有响应，移动台会以一定的时间间隔再次发送Preamble。直到在AICH上监控到相关指示才会发送消息部分。如何辨别AICH指示是该移动台的？这就涉及到PRACH的随机控制算法。规范中规定可用的签名序列共16种，彼此正交。移动台发起随机接入请求时，随机选择16种序列中的1种，重复256次来发送Preamble。假设目前系统可用的签名序列是4个，4个序列完全正交，每个用户随机选择。序列编码如下：
序列 1 1 1 1 → UE1
1 1 -1 -1 → UE2
1 -1 1 -1 → UE3
1 -1 -1 1 未用
假设基站侧监听到了UE1的Preamble，给出正证实+1、未监听到UE2给出无响应0、拒绝UE3时，给出负证实-1、未用视为无响应0。分别与各自的Preamble相乘运算，得到如下序列：
UE1 1 1 1 1
UE2 0 0 0 0
UE3 -1 1 -1 1
＋ 0 0 0 0
序列叠加后为 0 2 0 2 → AICH
空中接口AICH上的序列就是0202，所有移动台获得AICH上指示后，再将指示序列0202分别与各自的Preamble序列逐位相乘，结果相加后大于0，则表示系统已监听到用户信息，可以发送消息部分；结果等于0，则系统无响应，需提高发射功率作二次尝试；结果小于0，则该用户被系统拒绝接入，不再发送前导信息。
对UE1来说 0 2 0 2
x 1 1 1 1
0 ＋ 2 ＋ 0 ＋ 2 ＝ 4 > 0 则UE1允许接入。
对UE2来说 0 2 0 2
x 0 0 0 0
0 ＋ 0 ＋ 0 ＋ 0 ＝ 0 ＝ 0 则UE2无响应。
对UE3来说 0 2 0 2
x 1 -1 1 -1
0 ＋ -2 ＋ 0 ＋-2 ＝ -4 < 0 则UE3被拒绝接入。
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