一、隨機接入的目的
隨機接入流程是執行在attach流程之前，用於UE與eNB建立無線鏈路，獲取/恢復上行同步。由於用戶的隨機性、無線環境的復雜性決定了這種接入的發起及采用的資源也具有隨機性，它使終端與網絡建立通信連接成為可能。
二、隨機接入的種類與應用場景
隨機接入的種類分為兩種：基於競爭和基於非競爭。其區別為針對兩種流程選擇隨機接入前綴的方式不同。
基於競爭為UE從基於沖突的隨機接入前綴中依照一定算法隨機選擇一個隨機前綴。基於非競爭是基站側通過下行專用信令給UE指派非沖突的隨機接入前綴。
1.基於競爭的隨機接入場景
1）RRC_IDLE狀態下的初始接入
2）無線鏈路出錯以后的初始接入
3）UE有上行數據發送，但檢測到上行失步
RRC_CONNECTED狀態下，當有上行數據傳輸時，例如在上行失步后“non-synchronised”， 或者沒有PUCCH資源用於發送調度請求消息，也就是說在這個時候除了通過隨機接入的方式外，沒有其它途徑告訴eNB，UE存在上行數據需要發送；
2.基於非競爭的隨機接入場景
1）UE有下行數據發送，但檢測到上行失步
RRC_CONNECTED狀態下，當下行有數據傳輸時，這時上行失步“non-synchronised”，因為數據的傳輸除了接收外，還需要確認，如果上行失步的話，eNB無法保證能夠收到UE的確認信息，因為這時下行還是同步的，因此可以通過下行消息告訴UE發起隨機接入需要使用的資源，比如前導序列以及發送時機等，因為這些資源都是雙方已知的，因此不需要通過競爭的方式接入系統；
2）切換后，接入新小區
切換過程中的隨機接入，在切換的過程中，目標eNB可以通過服務eNB來告訴UE它可以使用的資源；
三、基於競爭的隨機接入流程
基於競爭隨機接入流程說明：
1）MSG1：UE在RACH上發送隨機接入前綴，攜帶preamble碼；RACH(Random Access CHannel)：隨機接入信道，處於上行傳輸信道，該信道承載有限的控制信息，並且具有沖突碰撞特征。[隨機接入前導碼]
2）MSG2：eNB側接收到MSG1后，在DL-SCH上發送在MAC層產生隨機接入響應（RAR），RAR響應中攜帶了TA調整和上行授權指令以及T-CRNTI（臨時CRNTI）；[隨機接入響應]
DL-SCH(Uplink Shared CHannel)：下行共享信道，處於下行傳輸信道。TA(Timing Advance)用來保證eNB的時間同步。
3）MSG3（連接建立請求）：UE收到MSG2后，判斷是否屬於自己的RAR消息（利用preamble ID核對），並發送MSG3消息，攜帶UE-ID。UE的RRC層產生RRC Connection Request 並映射到UL –SCH上的CCCH邏輯信道上發送；[調度傳輸]
CCCH(Common Control Channel)：公共控制信道，處於邏輯信道。
4）MSG4(RRC連接建立)：RRC Contention Resolution 由eNB的RRC層產生，並在映射到DL –SCH上的CCCH or DCCH(FFS)邏輯信道上發送，UE正確接收MSG4完成競爭解決。[競爭解決]
1.在隨機接入過程中，MSG1和MSG2是低層消息，L3層看不到，所以在信令跟蹤上，UE入網的第一條信令便是MSG3(RRC_CONN_REQ)
2.MSG2消息由eNB的MAC層產生，並由DL_SCH承載，一條MSG2消息可以同時對應多個UE的隨機接入請求響應。
3.eNB使用PDCCH調度MSG2，並通過RA-RNTI進行尋址，RA-RNTI由承載MSG1的PRACH時頻資源位置確定；
4.MSG2包含上行傳輸定時提前量、為MSG3分配的上行資源、臨時C-RNTI等；
5.UE在接收MSG2后，在其分配的上行資源上傳輸MSG3。
6.針對不同的場景，Msg3包含不同的內容:
初始接入：攜帶RRC層生成的RRC連接請求，包含UE的S-TMSI或隨機數；
連接重建：攜帶RRC層生成的RRC連接重建請求，C-RNTI和PCI；
切換：傳輸RRC層生成的RRC切換完成消息以及UE的C-RNTI；
上/下行數據到達：傳輸UE的C-RNTI；
| 競爭解決 |
初始接入和連接重建場景 |
切換，上/下行數據到達場景 |
| 競爭判定 |
MSG4攜帶成功解調的MSG3消息的拷貝，UE將其與自身在MSG3中發送的高層標識進行比較，兩者相同則判定為競爭成功 |
UE如果在PDCCH上接收到調度MSG4的命令，則競爭成功 |
| 調度 |
MSG4使用由臨時C-RNTI加擾的PDCCH調度 |
eNB使用C-RNTI加擾的PDCCH調度MSG4 |
| C-RNTI |
MSG2中下發的臨時C-RNTI在競爭成功后升級為UE的C-RNTI |
UE之前已分配C-RNTI，在MSG3中也將其傳給eNB。競爭解決后，臨時C-RNTI被收回，繼續使用UE原C-RNTI |
四、基於非競爭的隨機接入過程
基於非競爭隨機接入流程說明：
1）MSG0：eNB 通過下行專用信令給UE指派非沖突的隨機接入前綴（non-contention Random Access Preamble ），這個前綴不在BCH上廣播的集合中。BCH(Broadcast CHannel)：廣播信道，處於下行傳輸信道。
2） MSG1：UE在RACH上發送指派的隨機接入前綴。
3）MSG2：ENB的MAC層產生隨機接入響應，並在DL-SCH上發送。對於非競爭隨機接入過程，preamble碼由ENB分配，到RAR正確接受后就結束。
UE根據eNB的指示，在指定的PRACH上使用指定的Preamble碼發起隨機接入
MSG0：隨機接入指示消息
對於切換場景，eNB通過RRC信令通知UE；
對於下行數據到達和輔助定位場景，eNB通過PDCCH通知UE；
MSG1：發送Preamble碼
UE在eNB指定的PRACH信道資源上用指定的Preamble碼發起隨機接入
MSG2：隨機接入響應
MSG2與競爭機制的格式與內容完全一樣，可以響應多個UE發送的MSG1
五、信令流程
例子：基於競爭的隨機接入流程，具體是：UE在IDLE模式下，需要發送或接收業務數據時，發起service request過程（值得強調的是這流程之前是隨機接入流程）。
准備階段：在Sequans 4G DM tool選擇LTE-MAC，cli，log，rrc-active-fam，rrcAsnMsg，ppu-rnti
下面詳細的信令流程：
1）具體的LTE-MAC，和LTE的流程
2）具體的RNTI變化
