在介绍超远覆盖特性之前，先需了解一下终端接入网络的基本过程。在任何情况下，终端同网络建立通信，都需通过RACH(随机接入信道)向网络发送一个报文来向系统申请一条信令信道，这就是随机接入的过程。根据3GPP 5G R15标准，随机接入中用户通过PRACH信道发送随机接入前导码，开始尝试接入网络。
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那什么是前导码（也叫Preamble码）？Preamble码是一个序列，用于基站区分不同的随机接入请求。3GPP根据不同的使用场景定义了多种不同前导码格式（Preamble format）。在LTE中，只使用长序列，在NR中，使用长序列和短序列。
长序列：长度839，支持源自LTE前导码的四种前导码格式，主要针对大型蜂窝部署场景。
短序列：长度139，NR中引入了9种不同的前导码格式，主要针对小型小区和室内部署场景。
针对超远覆盖特性，属于大型蜂窝部署场景，选择长序列码，常见长序列码表见下图1。
图1
由此，通过选择不同的前导码格式，可以决定不同的小区覆盖半径，从而实现超远覆盖特性。打个比方，有点类似“按需下单”。
结合终端举个例子，三个不同位置的UE1\2\3（见图2），同时向基站发送前导码，那么基站首先会收到近端UE1的前导码请求，然后是UE2的前导码请求，最后收到处于边界的UE3的前导码请求。这三个UE的前导码是接收完整的，也不会对相邻的子帧造成干扰。如果有个UE4，距离比UE3还要远，超出了小区覆盖半径，此时基站无法收到完整的前导码。因此，UE4将无法接入到该小区。
图2
进一步打开前导码分析，由图2可见，前导码由CP（循环前缀）、preamble sequence（申请接入的序列号，此文不做赘述）、GP（保护间隔）三部分组成。
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CP（循环前缀）
众所周知OFDM具有很好的正交性，能有效克服频域上自身的干扰问题，但是无法克服由于多径时延造成的子载波间的干扰（ICI）和符号间干扰（ISI）。多径时延表现为信号经过无线信道后发生的较大时延。对此在每个OFDM符号之前加入循环前缀（CP）。只要多径时延不超过CP长度，就能保证各子载波的整数波形，从而消除多径带来的子载波间的干扰（ICI）和符号间干扰（ISI）。
有些复杂举个例子，如下图3子载波1是一个没有发生延迟的信号。子载波2由于多径效应发生1/8秒的延迟，导致在接收窗口区间，无法收到前1/8的波形，但可通过循环此波形的形状，并将缺损的波形前插至空缺处，实现波形的完整性。打个比方，壁虎的小尾巴被咬了，还能再复刻出来，但被咬掉的太多（超过CP时间了），就复刻不出来了。
图3
因此CP长短会影响小区支持最大半径，CP支持小区最大半径：（CP/2*300000)KM，依据是单程路程=往返时间/2*光速。
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GP（保护间隔）
保护间隔（GP），是符号与下一个符号之间的留白时间。终端检测SSB（同步信号块，是基站侧发送的广播和同步信号）时间已经比基站侧发送时间延迟Δt，终端上行发送preamble后到达基站时间也会延迟Δt时间，当2*Δt<=GP时，基站侧能正确接收Preamble，对应小区支持最大半径：（GP/2*300000)KM。
结合图1和图3，不同format支持不同小区半径：
Format0：持续1ms，GP时长0.0968ms，CP时长0.103ms，最大小区半径：min(GP,CP-16.67μs)*300000/2=14.5KM。
图4
Format1：持续3ms，GP时长0.713ms，CP时长0.6844，该格式最大小区半径：min(GP,CP-16.67μs)*300000/2=106.9KM。
图5
根据如上数据，Format1格式即是适配海面、沙漠等超远距离覆盖定义的一种Preamble格式，此格式下最大可支持的小区半径可达100km左右，从而在协议层面实现超远覆盖特性的上限。实际测试情况下，还需考虑站点及终端的海拔高度、基站发射功率、天线增益等因素。此外，通过加大CP、GP值达到覆盖远的目的，也是需要付出代价的，导致系统开销增大、调度时延增大、速率降低等。
实测情况：
佘山岛、崇横海事开启超远特性后，4/5G平均覆盖距离扩大至30km+，4G/5G业务量增加128%+。从佘山岛至横沙渔港进行测试，在进出港15km以内海域5G下行速率70Mbps，4G下行速率20Mbps；5G上行速率20Mbps；4G上行速率达到3Mbps，VoNR语音通话清晰无断续，抖音播放流畅无卡顿。当然，这些数据离理论值仍有差距，还需持续更新。
