1、在GSM網(wǎng)絡(luò)中，1TA表征的距離大約在550m,那么在LTE網(wǎng)絡(luò)中TA命令對應(yīng)距 離是如何計算？(在LTE網(wǎng)絡(luò)中有一個最基本的時間單元:Ts,無線幀長(=307200*Ts).時隙長 度(=15360*Ts).循環(huán)前綴長度(=144*Ts或者512*Ts)都是通過TS定義的。那么 Ts值是多少呢？下面等式明確給出了 Ts的定義。Ts =1/ (15000*2048)單位是：秒計算結(jié)果大約時間為32. 6納秒。規(guī)范中定義了 Ts公式，Ts的含義如下。LTE系統(tǒng)中OFDM符號生成所釆用的FFT SIZE為2048 (以20MHZ帶寬為 例)，采樣頻率為15kHz,那么20M帶寬的采樣率=15kHz

2、*2048=3. 072MHz,這樣 Ts可以理解為OFDM符號的釆樣周期，即一個OFDM符號的周期為 Ts=l/15000*2048 )*首先，TA表征的是UE與天線端口之間的距離。ITS對應(yīng)的時間提前量距離等于：(3*108*1/(15000*2048)/2=4. 89皿。含義就是距離二傳播速度(光速)*lTs/2 (上 下行路徑和)。TA命令值對應(yīng)的距離都是參照ITS來計算的。*在隨機接入過程中：eNodeB測量到上行PRACH前導(dǎo)序列，在RAR (隨機接入響應(yīng))的MAC payload中攜帶libit信息，TA的范M在01282之間，根RAR (隨機接入響 應(yīng))中TA值，UE調(diào)整上行發(fā)

3、射時間Nta=TA*16Ts,值恒為正。例如：TA=lr 那么 Nta=l*16Ts,表征的距離為 16*4. 89in=78.12m.同 時可以計算得到在初始接入階段，UE與網(wǎng)絡(luò)的最大接入距離=1282*78. 12in=100. 156km。*在業(yè)務(wù)進行中：周期性的TA命令在Mac層的信息為6bit,即TA的范圍在063之間。 TA命令表征Nta的調(diào)整量。丸匚新=Nta日+ (TA-31) *16,時間提 前量值可能為正或負(fù)。例如：TA二30,那么 Xtj新=Xta_I0 + (30-31) *16Ts,距離等于 -1*16*4. 89in=-7& 12m根據(jù)公式可以算出最小的TA距離為-

4、31*16*4. 89m=-2. 42Kin,最大TA距離為 32*16*4. 89m=2. 5Kmo參考文獻(xiàn)：3GPP 36. 213-4. 2. 3is*wlreLTETiming Advance1 What is TAUE從網(wǎng)絡(luò)側(cè)接收TA命令，調(diào)整上行PUCCH/PUSCH/SRS的發(fā)射時間，EI的是 為了消除狂之間不同的傳輸時延，使得不同UE的上行信號到達(dá)eXodeB的時間 對齊，保證上行正交性，降低小區(qū)內(nèi)干擾。TA: Timing Advance,定時提前，一般用于UE上行傳輸，指為了將UE I:行包在希 望的時間到達(dá)eNB,預(yù)估由于距離引起的射頻傳輸時延，提前相應(yīng)時間發(fā)出數(shù)據(jù)包。T

5、AC: Timing Advance Command, 時提前命令-eNB 通過發(fā)送 TAC 給 UE,告知 UE定時提前的時間大小。2. Why need TA上行傳輸?shù)囊粋€重要特征是不同UE在時頻上正交多址接入(orthogonal multiple access),即來自同一小區(qū)的不同UE的上行傳輸之間互不干擾。為了保證上行傳輸?shù)恼恍?，避免小區(qū)內(nèi)(intra-cell)干擾，eNodeB要求來自同一 子幀但不同頻域資源(不同的RB)的不同UE的信號到達(dá)eNodeB的時間基本上是對齊的。eNodeB只要在CP (Cyclic Prefix)范用內(nèi)接收到UE所發(fā)送的上行數(shù)據(jù)，就能夠正確地解

6、 碼上行數(shù)據(jù)，因此，上行同步要求來自同一子幀的不同UE的信號到達(dá)eNodeB的時間都落 在CPZ內(nèi)。為了保證接收側(cè)(eNodeB側(cè))的時間同步，LTE提出了上行立時提前(UplinkTiming Advance)的機制在UE側(cè)看來，timing advance本質(zhì)上是接收到下行子幀的起始時間與傳輸上行子幀 的時間之間的一個負(fù)偏移(negative offset) . eNodeB通過適當(dāng)?shù)乜刂泼總€UE的偏務(wù)， 可以控制來自不同UE的上行信號到達(dá)eNodeB的時間。對于離eNodeB較遠(yuǎn)的UE,由于 有較大的傳輸延遲，就要比離eNodeB較近的UE提前發(fā)送上行數(shù)據(jù)。ItS01T 5ueacMio

7、NB.*thort prOMXonOMy T段cvxwvvivUL tmnMd tymtalMngUt MffTtxM1vrang*rCBMdOLtrnng at rtcwwMf yr*e eHB, UL tranmiM iynottlRwx)V A TWnrQ mMlonrar* theUL tyvnMMngMrKKftftd iNe(b)Figure 18.1： Time atigrtmem of uplink (meumiviienM(a) willuwl liming advance (b) u ilh timing advance.圖1上行傳輸?shù)膖iming對齊圖1(a)中指出了不進

8、行上行企時提前所造成的影響。從圖1(b)中可以看出，eNodeB側(cè)的上行子幀和下行子幀的timing是相同的，而UE 側(cè)的上行子幀和下行子幀的timing Z間有偏移。同時可以看岀J不H UE有各自不同的uplinktiming advance-也即uniink timing advance是UE級的配置。3. How measure TAeNodeB通過測量UE的上行傳輸來確定每個UE的timingadvance值。因此，只要 UE有上行傳輸，eNodeB就可以用來估計timing advance值。理論上，UE發(fā)送的任何信 號(SRS/DMRS/CQI/ACK/NACK/PUSCH 等)都

9、可用于測M timingadvance.在隨機接入過程中t eNodeB通過測量接收到的preamble來確左timing advance值。4. When send TA上行同步的粒度為16TS（0.52 ms） O關(guān)于Ts,見36.211的第4章。上行timing的不確定性正比于小區(qū)半徑，1 km有大約6.7ps的傳輸延遲（6.7ms/ km） . LTE中小區(qū)最大半徑為100 km,故最大傳輸延遲接近0.67 ms。上行同步的粒度為 Ts（0.52 ms）,故 TA 的最大值約為（0.67* 1000）/0.521288, （TA 的最大值為 1282, 應(yīng)該是更精確的計算，但計算方法就

10、是這樣的，當(dāng)然還要將解碼時間考虎在內(nèi)）eNodeB 通過兩種方式給 UE 發(fā)送 TimingAdvance Command：1.在隨機接入過程，通過RAR的Timing Advance Command字段發(fā)送給UE 這中情況下，eNodeB通過測量接收到的preamble來確timing advance值，RAR 的Timing Advance Command字段共11 bib對應(yīng)TA索引值的范圍是0-1282.Oct1RTimi 唱 Advance CommancijTiming AdvanceCommandUL GrantOct 2Oct 3UL GrantOct 4UL GrantTem

11、porary C-RNTIOct 5Temporary C-RNTIOct 6Figure 6.1.5-3: MAC RAR圖 2 MAC RARfeild對于隨機接入而言，TA值乘以16TS,就得到相對于當(dāng)前上行timing所需的實際調(diào) 整值NTA=TAM6 （單位為Ts）。我稱這個過程為“初始上行同步過程J2在 RRC_CONNECTED 態(tài)，通過 TAC MACCE 發(fā)送 TA 給 UE雖然在隨機接入過程中，UE與eNodeB取得了上行同步，但上行借號到達(dá)eNodeB 的timing可能會隨著時間發(fā)生變化：-高速移動中的UE.例如運行中的髙鐵上的UE.貝與eNodeB的傳輸延遲會不斷 變

12、化:-當(dāng)前傳輸路徑消失，切換到新的的傳輸路徑。例如在建筑物密集的城市，走到建筑 的轉(zhuǎn)角時，這種情況就很可能發(fā)生；-UE的晶振偏移，長時間的偏移累積可能導(dǎo)致上行左時出錯：-由于UE移動而導(dǎo)致的多普勒頻移等。因此，UE需要不斷地更新其上行立時提前量，以保持上行同步。LTE中，eNodeB 使用一種閉環(huán)機制來調(diào)整上行定時提前量。eNodeB基于測量對應(yīng)UE的上行傳輸來確左毎個UE的timingadvance值。因此， 只要UE有上行傳輸，eNodeB就可以用來估if- timing advance值。理論上，UE發(fā)送的 任何信號(SRS/DMRS/CQI/ACK/NACK/PUSCH 等)都可用于測

13、S timingadvance.如果某個特立UE需要校正，則eNodeB會發(fā)送一個Timing Advance Command給 該UE,要求其調(diào)整上行傳輸timing。該Timing Advance Command是通過 Timing Advance Command MAC control element 發(fā)送給 UE 的。Timing Advance Command MAC controlelement 由 LCID 值為 11101 (見 36.321 的Table 6.2.1-1)的MAC PDU subhead指示，且其結(jié)構(gòu)如下(R表示預(yù)留bit,設(shè)為0):I III I I I I

14、 I IRRTiming Advanee CommandOct 1Figure 6.1.3.5-1: Timing Advance Command MAC control element圖 3： TimingAdvance Command MAC control element可以看出，Timing Advance Command字段共6 bit,對應(yīng)TA索引值TA的范闈是 063。UE側(cè)會保存最近一次timing advance調(diào)整值NTA,old,當(dāng)UE收到新的Timing Advance Command而得到TA后，會il算出最新的timing advance調(diào)整值 NTA,new =

15、NTAQd + (TA-31 )*16 (單位為Ts)。我稱這個過程為“上行同步更新過程”.5. Related paramterseNodeB會通過RRC信令給UE配S個timer (在MAC層，稱為 timeAlignmentTimer) , UE使用該timier在MAC層確;上行是否同步。需要注意的是：該timer有Cell-specific級別和UEspecific級別之分.eNodeB通過 System lnformationBlockType2 的 timeAlignmentTimerCommon 7 段來配置的 Cell-specific 級別的 timer： eNodeB 通

16、過 MACMainConfig 的 timeAlignmentTimerDedicated 字段來配 置 UE-specific 級別的 timer。6. UE behavior如果UE在子幀n收到Timing Advance Command,則UE會從子幀n + 6開始應(yīng)用 該timing調(diào)整值。如果UE在子幀n和子幀n + 1發(fā)送的PUCCH/PUSCH/SRS由于timing調(diào)整的原因 出現(xiàn)重疊，則UE將完全發(fā)送子幀n的內(nèi)容，而不發(fā)送子幀n + 1中重疊的部分。UE 收到 Timing Advance Command 后，會調(diào)整 PCell 的 PUCCH/PUSCH/SRS 的 上行發(fā)

17、送時間。而SCell的PUSCH/SRS （SCell不發(fā)送PUCCH）的上行發(fā)送時間調(diào)整量 與PCell相同。（見36.213的423節(jié)）從上而的介紹可以看出，PCell和SCell共用一條Timing Advance Command在載波 聚合中，UE可能需要往多個小區(qū)（或稱為component carrier）發(fā)送上行數(shù)據(jù)，在理論上， 由于不同小區(qū)的物理位置（inter-bandCA）可能不同，每個小區(qū)都需要給該UE發(fā)送齊自 的Timing Advance Commando但是這種類型的部署并不常見，載波聚合的小區(qū)通常物理 位置上相近且同步，因此為了簡化LTE的設(shè)訃，所有聚合的小區(qū)共用一

18、條timing advance command.前而已經(jīng)介紹過，上行世時提前的調(diào)整量是相對于接收到的下行子幀的timing的， 因此在UE沒有收到Timing Advance Command的時候，UE需要跟蹤下行timing的變化, 以便自動調(diào)整上行傳輸?shù)膖iming。（詳見36J33的7.1.2節(jié)）7- Out of syncUE在MAC層如何判斷上行同步佚步（詳見36.321的5.2節(jié)）： eNB會通過RRC信令給UE配置一個timer （在MAC層，稱為timeAlignmentTimer）, UE使用該timier在MAC層確定上行是否同步。需要注意的是：該timer有Cell-sp

19、ecific級別和UE-specific級別之分eNodeB通過 System lnformationBlockType2 的 timeAlignmentTimerCommon 字段來配巻的 Cell-specific 級別的 timer； eNodeB 通過 MAGMainConfig 的 timeAlignmentTimerDedicated 字段來配 置 UE-specific 級別的 timer。如果UE配置了 UEspecific的timer.則UE使用該timer值，否則UE使用Cell-specific 的timer值.當(dāng) UE 收到 Timing Advance Command

20、 (來自 RAR 或 Timing Advance Command MAC controlelement) , UE會啟動或重啟該timer。如果該timer超時.則認(rèn)為上行失步，UE 會清空HARQ buffer,通知RRC層釋放PUCCH/SRS,并淸空任何配置的DL assignment 和 UL grant。當(dāng)該timer在運行時，UE認(rèn)為上行是同步的；而當(dāng)該timer沒有運行，即上行失步時，UE 在上行只能發(fā)送preamble O還有一種情況下，UE認(rèn)為上行同步狀態(tài)由”同步變?yōu)椴煌椒峭紿andovero8. eNB implementation由于不同的廠商實現(xiàn)方式可能不同，這里

21、只介紹一些可借鑒的做法。（1）由于UE必須在timeAlignmentTimer超時之前接收到Timing Advance Command,否則會認(rèn)為上行失步。所以eNodeB需要保證在該timer時間范陽內(nèi)（通常要 比該timer小，因為要預(yù)留一些時間給傳輸延遲和UE編解碼等）給UE發(fā)送Timing Advance Command.以便UE更新上行立時并重啟該timer。所以eNodeB必須保存最近一次成功 地給該UE發(fā)送了 Timing Advance Command （即eNodeB收到了對應(yīng)下行傳輸?shù)腁CK） 的子幀號，以便計算該時間范用。（2）從（1）中可以看出，在eNodeB側(cè)在MAC層也應(yīng)該為毎個UE維護一個類似 timeAlignmentTimer 的 timer,以保證在該 timer 超時之前給 U