5G NR 定时提前 Timing advance

113 阅读 0 评论 75 点赞

我是靠谱客的博主柔弱钢笔，最近开发中收集的这篇文章主要介绍5G NR 定时提前 Timing advance，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

一、概念和原因

定时提前（Timing Advance, TA）用于UE上行传输，是指UE发送上行数据的系统帧相比对应的下行帧要提前一定的时间，具体的提前量由基站根据UE发送的随机接入前导码preamble计算，然后再通过定时提前命令（Timing Advance Command, TAC）通知给UE。
在这里插入图片描述
示意图如上所示，N_TA 是UE在定时提前命令中解析出来的量，N_TA, offset通过参数n-TimingAdvanceOffset通知UE，如果UE未收到该参数，则使用一个预设值，该预设值是与复用模式和频率范围有关的固定值，具体数值如下表所示：
在这里插入图片描述
之所以要进行定时提前，是因为如果不进行定时提前的话，UE在收到了基站发送的下行信息以后再发送上行信息，等上行信息到达基站的时候就会与发送的时刻存在一个时间差，由上下行传输总共需要的时间造成，由于不同的UE距离基站的远近不一样，所以不同UE的时间差也不一样，这样不同UE发送的上行信息会在不同的时刻到达基站，造成干扰，所以基站希望来自同一子帧的不同UE的信号到达基站的时间基本上是对齐的，只要落在CP范围内基站就能正确接收UE所发送的上行数据，因此要进行定时提前。基站通过UE发送的preamble来估算UE的定时提前量，远近不同的UE提前量也不同，然后再将TAC通知给UE，这样在基站的角度而言，所有的上下行系统帧就是对齐的。如下图左边(a)为未定时提前的情况，右边(b)为定时提前后情况。
在这里插入图片描述

二、通知过程

在随机接入中，基站通过测量接收到的preamble来确定timing advance值，并通过RAR中的Timing Advance Command发送给UE。下图所示就是MAC payload for RAR，其中会包含Timing Advance Command（TAC），共12个bits，指示范围为：
在这里插入图片描述
子载波间隔为2^u*15 kHz时，N_TA通过下式确定：

也就是说在NR中，N_TA还有子载波间隔有关，该子载波间隔取决于收到RAR后的第一个上行传输，即Msg3的子载波间隔。

虽然在随机接入中UE完成了定时提前，但是UE的位置等可能会随着时间变化，所以基站需要不断维护定时提前。对于其他情况，TAC的指示范围是：
在这里插入图片描述
N_TA通过下式确定：

其中N_TA_old是收到TAC之前使用的N_TA，N_TA_new是收到TAC后更新后的N_TA。

在除了随机接入以外的情况中，当UE在slot n收到一个定时提前命令后，在slot n+k+1时开始执行新的定时提前，其中k通过下式计算：
在这里插入图片描述
其中N_T1是对应PDSCH接收的N1个symbol的时间，N_T2是对应PUSCH发送准备的N2个symbol的时间，N_TA,max是TAC所能提供的最大timing advance，Tsf是一个子帧的时间即1ms，它的意义就是将分子上的N_T1、N_T2和N_TA,max的时间单位消掉。N1、N2的具体取值与子载波间隔和解调参考信号的位置有关，具体可参考协议[38214] 5.3章节和[38211] 7.4.1.1章节。