LTE网络中TA的概念及距离计算
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LA(位置区:LAI = PLMN + LAC)是2G和3G时代电路域的概念,它使移动交换机(MSC/SEVER)能及时知道终端的位置,当寻呼终端时,移动交换中心就在该终端的位置区中的所有小区进行搜索。
在一个位置区内终端不需位置更新;在跨LA移动时,需要发起LA更新过程,以便网络知道终端的位置区;同时终端为了和网络侧保持紧密联系,需要周期性LA更新过程。
RA(路由区:RAI = PLMN+ LAC + RAC)是2G时代和3G时代分组域的概念,它使SGSN 能及时知道终端的位置,终端要发起数据传输前,须向SGSN 和HLR注册,并寻呼路由区内终端。
终端可以在一个RA内不需要做RA 更新;在跨路由区移动时将发生RA 更新;同时需要进行周期性RA更新。
TA的作用跟踪区(Tracking Area)是LTE系统为UE的位置管理新设立的概念。
当UE处于空闲状态时,核心网络能够知道UE所在的跟踪区,同时当处于空闲状态的UE需要被寻呼时,必须在UE所注册的跟踪区的所有小区进行寻呼。
TA是小区级的配置,多个小区可以配置相同的TA,且一个小区只能属于一个TA。
TAI是LTE的跟踪区标识(Tracking Area Identity),是由PLMN和TAC组成。
TAI = PLMN + TAC(Tracking Area Code)∙多个TA组成一个TA列表,同时分配给一个UE,UE在该TA列表(TA List)内移动时不需要执行TA更新,以减少与网络的频繁交互;∙当UE进入不在其所注册的TA列表中的新TA区域时,需要执行TA更新,MME给UE重新分配一组TA,新分配的TA也可包含原有TA列表中的一些TA;∙每个小区只属于一个TA。
CSFB对TA List的影响CSFB开启时,手机位置信息同时需要再MME和MSC进行更新,因此TA和LA要保证一定的对应关系。
基于这个原因,MME无法开启智能TA LIST功能,因为一旦开启这个功能,MSC侧无法及时更新响应的LA信息(在TA LIST内的LTE用户移动时无需和核心网交互信令),进而造成不能及时响应语音寻呼消息。
LTE系统中TA的范围一、什么是TA?TA全称为Timing Advance,是LTE系统中的一个重要参数。
它用于控制UE(User Equipment)在时域上的传输时机,以保证上下行数据的准确传输。
TA的范围指的是UE在时域上可以进行调整的范围。
二、TA的作用TA的作用是解决无线传输中的时延问题。
在LTE系统中,无线传输需要经过空中接口,而信号的传播速度是有限的,因此在传输过程中会产生一定的时延。
为了保证数据的准确传输,UE需要根据网络的指令来调整自身的传输时机。
三、TA的计算方法TA的计算方法是根据UE与基站之间的距离来确定的。
在LTE系统中,基站会测量UE与基站之间的信号传播时延,然后将该时延转换为TA值。
UE根据接收到的TA值来调整自身的传输时机,以确保数据的准确传输。
四、TA的范围TA的范围是一个相对值,它的取值范围是0到63。
TA的单位是时隙(Ts),每个时隙的时长是1/15毫秒。
TA的范围表示了UE在时域上可以进行调整的范围,具体的调整范围由TA值决定。
TA的范围可以分为两个部分:负范围和正范围。
负范围表示UE需要提前发送数据,而正范围表示UE需要延迟发送数据。
TA的负范围是从-63到-1,表示UE需要提前发送数据。
负范围的取值越小,表示UE需要提前发送的时间越长。
TA的正范围是从1到63,表示UE需要延迟发送数据。
正范围的取值越大,表示UE需要延迟发送的时间越长。
五、TA的影响因素TA的取值受到多个因素的影响,主要包括以下几个方面:1.UE与基站之间的距离:UE与基站之间的距离越远,信号传播时延越长,TA的取值就会越大。
2.信号传播环境:信号传播环境的复杂程度也会影响TA的取值。
例如,信号传播环境中存在多径效应时,信号传播的路径会增加,导致信号传播时延增加,从而影响TA的取值。
3.基站的配置:基站的配置也会对TA的取值产生影响。
例如,基站的天线配置、功率配置等都会对信号传播时延产生影响,从而影响TA的取值。
在GSM网络中,1TA表征的距离大约在550m,那么在LTE网络中TA命令对应距离是如何计算(在LTE网络中有一个最基本的时间单元:Ts,无线帧长(=307200*Ts)、时隙长度(=15360*Ts)、循环前缀长度(=144*Ts或者512*Ts)都是通过TS定义的。
那么Ts 值是多少呢下面等式明确给出了Ts的定义。
Ts =1/(15000*2048) 单位是:秒计算结果大约时间为纳秒。
规范中定义了Ts公式,Ts的含义如下。
LTE系统中OFDM符号生成所采用的FFT SIZE为2048(以20MHZ带宽为例),采样频率为15kHz,那么20M带宽的采样率=15kHz*2048=,这样Ts可以理解为OFDM符号的采样周期,即一个OFDM符号的周期为Ts=1/15000*2048 )* 首先,TA表征的是UE与天线端口之间的距离。
1Ts对应的时间提前量距离等于:(3*10^8*1/(15000*2048))/2=。
含义就是距离=传播速度(光速)*1Ts/2(上下行路径和)。
TA命令值对应的距离都是参照1Ts来计算的。
* 在随机接入过程中:eNodeB测量到上行PRACH前导序列,在RAR(随机接入响应)的MAC payload 中携带11bit信息,TA的范围在0~1282之间,根据RAR(随机接入响应)中TA值,UE调整上行发射时间Nta=TA*16Ts,值恒为正。
例如:TA=1,那么Nta=1*16Ts,表征的距离为16*=,同时可以计算得到在初始接入阶段,UE与网络的最大接入距离=1282*=。
* 在业务进行中:周期性的TA命令在Mac层的信息为6bit,即TA的范围在0~63之间。
TA命令表征Nta的调整量。
Nta_新= Nta_旧+(TA-31)*16,时间提前量值可能为正或负。
例如:TA=30,那么Nta_新= Nta_旧+(30-31)*16Ts,距离等于-1*16*=根据公式可以算出最小的TA距离为-31*16*=,最大TA距离为32*16*=。
lte系统中ta的范围-回复LTE(Long Term Evolution)是一种通信技术标准,用于第四代移动通信系统(4G)。
在LTE系统中,TA(Timing Advance,时序提前)是一个关键参数,用于控制移动设备与基站之间的时延,并确保无线信号的准确传输。
本文将一步一步回答关于LTE系统中TA的范围的问题。
第一步:了解TA的定义和作用TA是一个用于控制时延的参数,它决定了移动设备何时发送信号以及接收信号的时间。
TA的值由基站发送给移动设备,并用于在时域上同步无线信号的传输。
TA的作用是确保信号在无线传输过程中的时序一致,从而提高通信质量和系统性能。
第二步:确定TA的单位和范围在LTE系统中,TA的单位为微秒(μs)。
它的范围取决于系统的物理层参数设置和网络拓扑。
第三步:了解TA的原理和计算方式TA的值由基站根据移动设备与基站之间的距离计算得出。
在LTE系统中,基站通过测量移动设备发送的参考信号的传播时间来计算TA的值。
根据信号的传播速度和传播时间,基站可以推算出移动设备与基站之间的距离。
然后,基站根据距离计算出合适的TA值,并将其发送给移动设备。
计算TA的方式如下:1. 基站发送一个参考信号到移动设备。
2. 移动设备测量信号的到达时间。
3. 移动设备将测量到的到达时间发送回基站。
4. 基站根据到达时间和信号的传播速度计算出距离。
5. 基站根据距离计算出TA的值,并将其发送给移动设备。
第四步:了解TA的取值范围TA的取值范围在LTE系统中是有限的,通常在0到63之间。
在标准的LTE FDD系统中,TA的取值范围是0到63之间的整数。
TA的具体取值范围是由系统设计和协议规范决定的,可以根据具体的系统需求进行调整。
第五步:理解TA的影响因素TA的值受多种因素的影响,包括信号传播速度、网络拓扑、基站密度等。
TA的值越小,说明移动设备离基站越近;而TA的值越大,说明移动设备离基站越远。
因此,TA的值可以用于评估移动设备与基站之间的距离。
LTE网络中TA的概念及距离计算TA(Timing Advance)是LTE网络中的一个概念,用于协调UE (User Equipment,用户设备)和基站之间的时钟同步,并帮助UE在发送上行信号时,根据信号的延迟和基站的接收时间来计算出合适的发送时刻,以确保信号到达基站时的时序一致性。
在LTE网络中,为了保证一个UE的上行信号能够在同一时刻到达基站进行处理,TA的概念被引入。
TA代表了UE相对于基站的距离,以时间的单位来表示,单位为“支持的子载波SD(sub-frame)”。
一个子载波的时间长度为约1/14毫秒。
TA的值可正可负,正值表示UE比基站更远的距离,负值表示UE比基站更近的距离。
通过调整TA的值,可以使UE的上行信号在合适的时刻到达基站,避免与其他UE的信号冲突。
TA的值需要通过特定的算法进行计算。
LTE标准中定义了一种根据接收到的下行信号时间戳和发送上行信号时刻的延迟来计算TA的方法。
具体计算过程如下:1.UE接收到基站的下行信号,并获取信号的时间戳。
2.UE根据时间戳和自身的时钟来计算下行信号的延迟。
3.UE根据延迟的值和TA的单位来计算出TA的初步值。
4.UE发送上行信号,并将TA的初步值发送给基站。
5.基站接收到UE的上行信号,并从中提取出TA的初步值。
6.基站根据TA的初步值以及基站的时钟来计算出UE相对于基站的精确距离。
7.基站将计算出的距离值传输给UE,UE更新TA的值。
在实际距离计算中,由于信号传播过程中的干扰和信道衰落等因素的存在,基站很难精确地测量到UE与基站之间的绝对距离。
因此,TA可以看作是一种基于时间的近似距离度量,用于实现时序一致性。
总结起来,TA是LTE网络中用于协调UE和基站之间时钟同步的概念。
通过计算UE相对于基站的距离,调整UE的发送时刻,以保证信号的时序一致性。
尽管TA不能精确反映UE与基站的绝对距离,但在实际的LTE网络中,TA是一种有效的距离计算手段,为网络的正常运行提供了重要的支持。
L T E网络中T A的概念及距离计算在GSM网络中,1TA表征的距离大约在550m,那么在LTE网络中TA命令对应距离是如何计算?(在LTE网络中有一个最基本的时间单元:Ts,无线帧长(=307200*Ts)、时隙长度(=15360*Ts)、循环前缀长度(=144*Ts或者512*Ts)都是通过TS定义的。
那么Ts值是多少呢?下面等式明确给出了Ts的定义。
Ts =1/(15000*2048) 单位是:秒计算结果大约时间为32.6纳秒。
规范中定义了Ts公式,Ts的含义如下。
LTE系统中OFDM符号生成所采用的FFT SIZE为2048(以20MHZ带宽为例),采样频率为15kHz,那么20M带宽的采样率=15kHz*2048=3.072MHz,这样Ts可以理解为OFDM符号的采样周期,即一个OFDM符号的周期为Ts=1/15000*2048 )* 首先,TA表征的是UE与天线端口之间的距离。
1Ts对应的时间提前量距离等于:(3*10^8*1/(15000*2048))/2=4.89m。
含义就是距离=传播速度(光速)*1Ts/2(上下行路径和)。
TA命令值对应的距离都是参照1Ts来计算的。
* 在随机接入过程中:eNodeB测量到上行PRACH前导序列,在RAR(随机接入响应)的MAC payload中携带11bit信息,TA的范围在0~1282之间,根据RAR(随机接入响应)中TA值,UE调整上行发射时间Nta=TA*16Ts,值恒为正。
例如:TA=1,那么Nta=1*16Ts,表征的距离为16*4.89m=78.12m,同时可以计算得到在初始接入阶段,UE与网络的最大接入距离=1282*78.12m=100.156km。
* 在业务进行中:周期性的TA命令在Mac层的信息为6bit,即TA的范围在0~63之间。
TA命令表征Nta的调整量。
Nta_新 = Nta_旧 +(TA-31)*16,时间提前量值可能为正或负。
产生TA的原因
由于终端与基站存在一定的空口传播时延(Round trip delay),使得终端的时间同步点会与基站的时间不同点不一致。
为了消除终端与基站间的时间同步偏差,终端需要在发射信号前进行时间调整,按基站的时间同步点来发射,即Timing
Advance (TA),以保证终端的信号能准确的落入基站的接收时间窗内。
TA的
值可正可负,正值的话,说明终端的发射时间要提前;负值的话,说明终端的发射
时间要滞后。
此外,由于终端的移动,会导致终端的空口传播时延的不断变化,从而造成TA 值不断的变化。
所以基站还需要周期性检测终端的TA值。
2)关于TA与小区覆盖的计算
TA的最小时间单位是TS(sampling time),以LTE 20M为例,TS = 1/30.72MHz = 32.552ns。
协议规定,TA的调整量是以16TS为步长的,则TA
的调整单位是16Ts = 0.5208us。
从一个TA调整单位对应的one-way trip delay
= 0.5208*3x108/2 = 78.12m。
协议规定,TA的初始调整量最大为1282x16Ts,则对应最大的小区覆盖半径为1282x78.12 = 100.15KM。
lte系统中ta的范围LTE(Long Term Evolution)是一种移动通信标准,是第四代通信系统(4G)的一部分。
在LTE系统中,TA(Timing Advance)是一个与信号传播时间有关的技术参数。
TA的范围是在指定时隙内,基站和终端设备之间能够支持的最大时延。
首先,我们需要了解LTE系统中时隙的概念。
时隙是时间上的分割单位,是用来组织和调度无线资源的。
在LTE系统中,1毫秒(ms)被分成了10个子帧,每个子帧又被分成了一些时隙。
具体来说,一个子帧包含10个时隙,每个时隙的时长为0.1ms。
TA是一个用来解决时延问题的技术指标。
在无线通信中,信号需要在空气中传播一段距离,然后到达接收设备。
这个传播过程的时间就是时延。
时延是通信中的一个关键问题,它会影响信号的到达时间,从而影响通信质量和速度。
在LTE系统中,TA的范围是一个正整数,表示从基站发出信号到终端设备接收到信号所需要的时间。
TA的单位是时隙数,一个时隙的时长为0.1ms。
TA的取值范围是0到63,即TA可以有64个不同的取值。
TA的取值越大,表示信号的传播时间越长,终端设备距离基站越远。
当终端设备与基站之间的距离增加时,TA的取值也会随之增加。
TA的取值与距离之间存在一个线性关系,即距离增加一定的值,TA的取值也会增加相同的数量。
TA的范围是根据无线信道的特性来确定的。
由于无线信道中信号的传播速度是有限的,所以TA的范围是有一个上限的。
一般来说,LTE系统中TA 的范围在20到30之间。
TA的范围对LTE系统的性能和覆盖范围有着重要的影响。
如果TA的范围太小,就意味着终端设备与基站之间的距离不能太远,LTE系统的覆盖范围将受到限制。
如果TA的范围太大,就意味着终端设备与基站之间的距离可以很远,但同时也会增加时延,影响通信的速度和质量。
为了在LTE系统中实现更好的性能和覆盖范围,运营商和设备厂商会根据实际情况来设置TA的范围。
lte系统中ta的范围-回复题目:LTE系统中TA的范围及其功能的解析引言:随着通信技术的不断进步,移动通信领域的发展已经进入到第四代移动通信技术——Long Term Evolution(LTE)时代。
在LTE系统中,Time Alignment(TA,时间对齐)是一项重要的技术,它能够使得信号的传输更加稳定和可靠。
本文将从TA的定义、TA的范围以及TA的功能三个方面进行详细的介绍。
一、TA的定义时间对齐(Time Alignment,TA)是指调整信号中的时钟周期,使得接收端和发送端的时钟保持同步。
在LTE系统中,由于信号传输中存在多径传播和信号延迟等因素,容易产生时延,这就导致了接收端和发送端之间的时钟不一致。
因此,TA技术应运而生,通过调整发送端的时钟周期,使得接收端的时钟能够与其同步,从而保证信号的稳定传输。
二、TA的范围TA的范围是指TA在应用中的具体作用范围,涉及到调整时钟周期的时间范围和距离范围。
1. 时间范围:在LTE系统中,TA的时间范围一般是在0到255之间的整数,单位为子帧(Subframe)。
子帧是一个时长为1毫秒的时间单元,每个子帧包含14个子帧,每个子帧的时长为71.4微秒。
TA的取值范围代表了时钟周期的调整范围,较小的值表示时钟调整的快速,较大的值表示时钟调整的较慢。
在实际应用中,TA的取值一般会根据具体的场景和需求进行调整。
2. 距离范围:TA的距离范围是指在移动通信中,TA技术能够适应的距离范围。
在LTE 系统中,由于多径效应和信号传输延迟的存在,不同用户间的距离会导致不同的时延。
因此,TA技术被广泛应用于距离较远、信号传输时延较大的场景,以保证信号的稳定传输和接收。
三、TA的功能TA技术在LTE系统中发挥着重要的功能作用,具体体现在以下几个方面:1. 抑制多径干扰:在移动通信中,多径传播是由于信号在传输过程中经过不同的路径,导致传输路径长度和传播时间不同。
这会造成接收端信号的失真和干扰。
lte ta范围LTE TA范围是指LTE(Long Term Evolution)中的TA(Timing Advance)参数的取值范围。
TA参数是LTE系统中用来衡量无线信号传播时延的重要指标,它与用户设备与基站之间的距离有关。
TA 范围的大小直接影响到系统的性能和覆盖范围。
LTE系统中,基站和用户设备之间的时延是通过TA参数来进行补偿的。
TA参数的单位是“距离间隔”(distance step),用来表示用户设备距离基站的距离。
在LTE系统中,TA参数的取值范围为0到63,对应的实际距离范围可以通过公式计算得出。
在LTE系统中,TA参数的取值是根据用户设备和基站之间的距离来确定的。
当用户设备距离基站较近时,TA参数的取值较小;当用户设备距离基站较远时,TA参数的取值较大。
这是因为信号传播的时延随着距离的增加而增加,为了保证时隙边界的对齐,需要通过调整TA参数来进行补偿。
TA参数的取值范围可以反映LTE系统的覆盖范围。
当TA参数的取值范围较小时,意味着系统的覆盖范围较小,用户设备离基站较远时信号质量会下降,可能会导致通信质量下降。
而当TA参数的取值范围较大时,意味着系统的覆盖范围较大,用户设备离基站较远时仍能保持较好的通信质量。
TA参数的取值范围还与LTE系统的时隙结构有关。
LTE系统中的时隙结构是通过不同的时隙配置来实现的,不同的时隙配置对应着不同的TA参数取值范围。
在LTE系统中,时隙的长度是固定的,但是时隙的个数可以根据需求进行配置。
当时隙个数较少时,TA参数的取值范围会较大;当时隙个数较多时,TA参数的取值范围会较小。
TA参数的取值范围对于LTE系统的性能和覆盖范围有重要影响。
在LTE网络规划和优化中,需要根据实际情况来确定TA参数的取值范围,以保证系统的性能和覆盖范围达到最优。
LTE TA范围是LTE系统中的一个重要参数,它反映了用户设备距离基站的距离范围。
TA参数的取值范围直接影响到系统的性能和覆盖范围,需要根据实际情况进行调整和优化。
LTE小区TA规划一、TA的定义TA(Tracking area跟踪区)是LTE分组域的位置区,用于终端的位置管理,寻呼消息下发。
TAI (Tracking Area Identity)是TA 的标识,在PLMN中唯一标识一个TA。
当UE从一个TA进入另一个TA时,将进行TA根据更新。
为了降低频繁TA更新的发生,在LTE中引入TA List(TA列表/TAL),即多个TA构成的一个集合。
在TA list内不进行TAU,以减少与网络的频繁交互。
当UE进入不在其所注册的TA列表中的新TA区域时,需要执行TA更新,MME给UE重新分配一组TA,新分配的TA也可包含原有TA列表中的一些TA;这里特别注意的是默认TA list下包含一个TA。
二、TA寻呼过程处于Idle模式下的终端,可以使用非连续接收(DRX)的方式去监听寻呼消息。
终端在一个DRX的周期内,只在相应的寻呼无线帧(PF)上的寻呼时刻(PO)去监听PDCCH上是否携带有P-RNTI,进而去判断相应的PDSCH上是否有承载寻呼消息。
如果在PDCCH上携带有P-RNTI,就按照指示的PDSCH的参数去接收PDSCH物理信道上的数据;而如果终端在PDCCH 上未解析出P-RNTI,可以依照DRX周期进入休眠。
P-RNTI(Paging RNTI) 固定取值为FFFE。
每个寻呼消息中包含一个寻呼记录列表(Paging Record List),该列表包含所有此次被寻呼的UE记录,每条寻呼记录含有用于寻呼的UE标识(IMSI或者S-TMSI) 。
在寻呼消息中,如果所指示的CN域是PS,并且Paging ID是S-TMSI,则表示本次寻呼是一个正常的业务呼叫;当网络发生错误需要恢复时(例如S-TMSI不可用),发起IMSI寻呼,同时终端需要重新做一次附着(Attach)过程;考虑到寻呼信息的设计方便,将最大寻呼记录定为16,即每次最多16个UE被同时寻呼。
在GSM网络中,1TA表征的距离大约在550m,那么在LTE网络中TA命令对应距离是如何计算?(在LTE网络中有一个最基本的时间单元:Ts,无线帧长(=307200*Ts)、时隙长度(=15360*Ts)、循环前缀长度(=144*Ts或者512*Ts)都是通过TS定义的。
那么Ts值是多少呢?下面等式明确给出了Ts的定义。
Ts =1/(15000*2048) 单位是:秒计算结果大约时间为32.6纳秒。
规范中定义了Ts公式,Ts的含义如下。
LTE系统中OFDM符号生成所采用的FFT SIZE为2048(以20MHZ带宽为例),采样频率为15kHz,那么20M带宽的采样率=15kHz*2048=3.072MHz,这样Ts可以理解为OFDM符号的采样周期,即一个OFDM符号的周期为Ts=1/15000*2048 ) * 首先,TA表征的是UE与天线端口之间的距离。
1Ts对应的时间提前量距离等于:(3*10^8*1/(15000*2048))/2=4.89m。
含义就是距离=传播速度(光速)*1Ts/2(上下行路径和)。
TA命令值对应的距离都是参照1Ts来计算的。
* 在随机接入过程中:eNodeB测量到上行PRACH前导序列,在RAR(随机接入响应)的MAC payload中携带11bit信息,TA的范围在0~1282之间,根据RAR(随机接入响应)中TA值,UE调整上行发射时间Nta=TA*16Ts,值恒为正。
例如:TA=1,那么Nta=1*16Ts,表征的距离为16*4.89m=78.12m,同时可以计算得到在初始接入阶段,UE与网络的最大接入距离=1282*78.12m=100.156km。
* 在业务进行中:周期性的TA命令在Mac层的信息为6bit,即TA的范围在0~63之间。
TA命令表征Nta的调整量。
Nta_新= Nta_旧+(TA-31)*16,时间提前量值可能为正或负。
例如:TA=30,那么Nta_新= Nta_旧+(30-31)*16Ts,距离等于-1*16*4.89m=-78.12m根据公式可以算出最小的TA距离为-31*16*4.89m=-2.42Km,最大TA距离为32*16*4.89m=2.5Km。
参考文献:3GPP 36.213-4.2.31. What is TAUE从网络侧接收TA命令,调整上行PUCCH/PUSCH/SRS的发射时间,目的是为了消除UE之间不同的传输时延,使得不同UE的上行信号到达eNodeB 的时间对齐,保证上行正交性,降低小区内干扰。
TA: Timing Advance, 定时提前,一般用于UE上行传输,指为了将UE上行包在希望的时间到达eNB,预估由于距离引起的射频传输时延,提前相应时间发出数据包。
TAC: Timing Advance Command,定时提前命令,eNB通过发送TAC给UE,告知UE 定时提前的时间大小。
2. Why need TA上行传输的一个重要特征是不同UE在时频上正交多址接入(orthogonal multiple access),即来自同一小区的不同UE的上行传输之间互不干扰。
为了保证上行传输的正交性,避免小区内(intra-cell)干扰,eNodeB要求来自同一子帧但不同频域资源(不同的RB)的不同UE的信号到达eNodeB的时间基本上是对齐的。
eNodeB只要在CP(Cyclic Prefix)范围内接收到UE所发送的上行数据,就能够正确地解码上行数据,因此,上行同步要求来自同一子帧的不同UE的信号到达eNodeB的时间都落在CP之内。
为了保证接收侧(eNodeB侧)的时间同步,LTE提出了上行定时提前(Uplink Timing Advance)的机制。
在UE侧看来,timing advance本质上是接收到下行子帧的起始时间与传输上行子帧的时间之间的一个负偏移(negative offset)。
eNodeB通过适当地控制每个UE的偏移,可以控制来自不同UE的上行信号到达eNodeB的时间。
对于离eNodeB较远的UE,由于有较大的传输延迟,就要比离eNodeB较近的UE提前发送上行数据。
图1 上行传输的timing对齐图1(a)中指出了不进行上行定时提前所造成的影响。
从图1(b)中可以看出,eNodeB侧的上行子帧和下行子帧的timing是相同的,而UE 侧的上行子帧和下行子帧的timing之间有偏移。
同时可以看出:不同UE有各自不同的uplinktiming advance,也即unlink timing advance是UE级的配置。
3. How measure TAeNodeB通过测量UE的上行传输来确定每个UE的timingadvance值。
因此,只要UE有上行传输,eNodeB就可以用来估计timing advance值。
理论上,UE发送的任何信号(SRS/DMRS/CQI/ACK/NACK/PUSCH等)都可用于测量timingadvance。
在随机接入过程中,eNodeB通过测量接收到的preamble来确定timing advance值。
4. When send TA上行同步的粒度为16Ts(0.52 ms)。
关于Ts,见36.211的第4章。
上行timing的不确定性正比于小区半径,每1 km有大约6.7μs的传输延迟(6.7μs / km),LTE中小区最大半径为100 km,故最大传输延迟接近0.67 ms。
上行同步的粒度为Ts (0.52 ms),故TA的最大值约为(0.67 * 1000)/0.52 ≈1288。
(TA的最大值为1282,应该是更精确的计算,但计算方法就是这样的,当然还要将解码时间考虑在内)eNodeB通过两种方式给UE发送TimingAdvance Command:1. 在随机接入过程,通过RAR的Timing Advance Command字段发送给UE这中情况下,eNodeB通过测量接收到的preamble来确定timing advance值,RAR 的Timing Advance Command字段共11 bit,对应TA索引值的范围是0~1282。
图2 MAC RARfeild对于随机接入而言,TA值乘以16Ts,就得到相对于当前上行timing所需的实际调整值NTA=TA*16(单位为Ts)。
我称这个过程为“初始上行同步过程”。
2. 在RRC_CONNECTED态,通过TAC MACCE发送TA给UE虽然在随机接入过程中,UE与eNodeB取得了上行同步,但上行信号到达eNodeB 的timing可能会随着时间发生变化:- 高速移动中的UE,例如运行中的高铁上的UE,其与eNodeB的传输延迟会不断变化;- 当前传输路径消失,切换到新的的传输路径。
例如在建筑物密集的城市,走到建筑的转角时,这种情况就很可能发生;- UE的晶振偏移,长时间的偏移累积可能导致上行定时出错;- 由于UE移动而导致的多普勒频移等。
因此,UE需要不断地更新其上行定时提前量,以保持上行同步。
LTE中,eNodeB 使用一种闭环机制来调整上行定时提前量。
eNodeB基于测量对应UE的上行传输来确定每个UE的timingadvance值。
因此,只要UE有上行传输,eNodeB就可以用来估计timing advance值。
理论上,UE发送的任何信号(SRS/DMRS/CQI/ACK/NACK/PUSCH等)都可用于测量timingadvance。
如果某个特定UE需要校正,则eNodeB会发送一个Timing Advance Command 给该UE,要求其调整上行传输timing。
该Timing Advance Command 是通过Timing Advance Command MAC control element发送给UE的。
Timing Advance Command MAC controlelement由LCID值为11101(见36.321的Table 6.2.1-1)的MAC PDU subhead指示,且其结构如下(R表示预留bit,设为0):图3:TimingAdvance Command MAC control element可以看出,Timing Advance Command字段共6 bit,对应TA索引值TA的范围是0~63。
UE侧会保存最近一次timing advance调整值NTA,old,当UE收到新的Timing Advance Command而得到TA后,会计算出最新的timing advance调整值NTA,new = NTA,old + (TA-31) * 16 (单位为Ts)。
我称这个过程为“上行同步更新过程”。
5. Related paramterseNodeB会通过RRC信令给UE配置一个timer(在MAC层,称为timeAlignmentTimer),UE使用该timier在MAC层确定上行是否同步。
需要注意的是:该timer有Cell-specific级别和UE-specific级别之分。
eNodeB通过SystemInformationBlockType2的timeAlignmentTimerCommon字段来配置的Cell-specific级别的timer;eNodeB通过MAC-MainConfig的timeAlignmentTimerDedicated字段来配置UE-specific级别的timer。
6. UE behavior如果UE在子帧n收到Timing Advance Command,则UE会从子帧n + 6开始应用该timing调整值。
如果UE在子帧n和子帧n + 1发送的PUCCH/PUSCH/SRS由于timing调整的原因出现重叠,则UE将完全发送子帧n的内容,而不发送子帧n + 1中重叠的部分。
UE收到Timing Advance Command后,会调整PCell的PUCCH/PUSCH/SRS的上行发送时间。
而SCell的PUSCH/SRS(SCell不发送PUCCH)的上行发送时间调整量与PCell相同。
(见36.213的4.2.3节)从上面的介绍可以看出,PCell和SCell共用一条Timing Advance Command在载波聚合中,UE可能需要往多个小区(或称为component carrier)发送上行数据,在理论上,由于不同小区的物理位置(inter-band CA)可能不同,每个小区都需要给该UE发送各自的Timing Advance Command。
但是这种类型的部署并不常见,载波聚合的小区通常物理位置上相近且同步,因此为了简化LTE的设计,所有聚合的小区共用一条timing advance command。