LTE网络中TA的概念及距离计算之令狐采学创编
LTE网络基础知识简介
LTE网络基础知识简介目录一、LTE网络概述 (2)1.1 LTE概念及发展历程 (3)1.2 LTE技术优势与演进 (4)二、LTE网络架构 (5)2.1 EPC网络组成 (7)2.2 UTRAN网络组成 (8)2.3 eNB与gNB的关系及切换 (9)三、LTE关键技术 (11)四、LTE网络规划与部署 (12)4.1 需求分析 (13)4.2 网络设计 (14)4.3 部署策略 (16)五、LTE网络测试与优化 (17)5.1 测试目的与方法 (18)5.2 关键性能指标(KPI)分析 (19)5.3 网络优化策略 (20)六、LTE与其他无线通信技术的比较 (22)6.1 与2G/3G的比较 (23)6.2 与Wi-Fi的比较 (24)七、LTE未来发展趋势 (26)7.1 5G技术发展与LTE演进 (27)7.2 IoT与LTE的关系 (28)八、总结与展望 (29)8.1 LTE技术成果总结 (30)8.2 对未来LTE发展的展望 (32)一、LTE网络概述LTE(LongTerm Evolution,长期演进)是一种基于新一代无线通信技术的4G移动通信标准。
它采用了全球通用的频段和编码技术,可以实现高速、低时延、大连接数的移动通信服务。
LTE网络在全球范围内得到了广泛的应用和推广,为用户提供了更加便捷、高效的移动互联网体验。
LTE是3G(第三代移动通信技术)的升级版,相较于3G,LTE在数据传输速度、时延、网络容量等方面都有显著提升。
LTE也是4G(第四代移动通信技术)的基础,两者共享相同的技术规范和频谱资源。
LTE可以看作是4G的一个过渡阶段,为后续5G网络的发展奠定了基础。
高速:LTE网络的最大下行速率可达100Mbps,上传速率可达50Mbps,大大满足了用户的上网需求。
低时延:LTE网络的空口时延较低,一般在10ms左右,用户体验较好。
大连接数:LTE网络具有较高的并发连接能力,可支持数百万人同时在线。
lte系统中ta的范围
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。
LTE网络中TA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*=。
移动通信网络规划:LTE TA规划
TA规划--规划原则
(3)地理位置区分 地理位置区分主要充分利用地理环境减少终端位置更新和系统负荷。
其原则同LA/RA类似。例如,利用河流、山脉等作为位置区域的边界,尽 量不要将位置区域的边界划分话务量较高的区域,在地理上应该保持连续。
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为终端分配一个新的邻区列表。 (4 ))终端也可以发起周期性的TA更新,以便和网络保持紧密联系。
TA规划--规划原则
➢ 在进行TA规划时,需要遵循以下3点原则。
(1)与4G协同 由于5G网络覆盖受限,终端会频繁地在5G与4G系统间进行互操作,从而引发
系统重选和位置更新流程,导致终端耗电。因此在网络规划时,TA尽量与4G相同。 (2)覆盖范围合理
Cell2 Cell1
TA2 Cell3
…. Celln
……
Cell2 Cell1
TA1 Cell3
…. Celln
……
默认TA list
(1)网络需要终端加入时,通过邻区列表进行寻呼,快速地找到终端。 (2)终端可以在邻区列表中自由地移动,以减少与网络的频繁交互。 (3)当终端制定一个不在其上注册的邻区列表时,需要发起TA更新,MME
LTE TA规划
目录
01
TA规划-定义
02
5G系统中TA的作用
03
5G TA规划原则
TA规划-定义
➢ TA(Trace Area)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。
lte系统中ta的范围 -回复
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。
移动通信网络规划:LTE小区TA规划
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。
LTE网络中TA的概念及距离计算
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。
LTE网络中TA的概念及距离计算上课讲义
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。
LTE的载波聚合技术CA之令狐采学创编
LTE的载波聚合技术令狐采学人们对数据速率的要求越来越高,载波聚合(Carrier Aggregation ,CA) 成为运营商面向未来的必然选择。
什么是载波聚合?简单一点说,就是把零碎的LTE频段合并成一个“虚拟”的更宽的频段,以提高数据速率。
我们先来看看全球CA发展历程。
1),韩国SK电信首次商用CA,其将800MHZ频段和1.8GHZ频段聚合为一个20MHZ频段,以获得下行峰值速率150Mbps。
LGU+一个月后跟进。
2)11月,英国运营商EE宣布完成interband 40 MHz载波聚合,理论速率可达300Mpbs。
3)12月,澳大利亚运营商Optus首次完成在TDLTE上载波聚合。
紧随其后,日本软银、香港CSL、澳大利亚Telstra等也相继部署或商用载波聚合。
刚开始,载波聚合部署仅限于2载波。
,韩国SK电信、LGU+成功演示了3载波聚合。
随着技术的不断演进,相信未来还有更多CC的载波聚合。
当然还包括TDD和FDD、LTE 和WiFi之间的载波聚合。
中国电信在9月成功演示了FDD和TDD的载波聚合,这也是载波聚合路上一个新的里程碑。
为了说清楚载波聚合,我们首先来了解一下LTE的频段分配。
载波聚合的分类载波聚合主要分为intraband 和 interband载波聚合,其中intraband载波聚合又分为连续(contiguous)和非连续(noncontiguous)。
对于intraband CA (contiguous)中心频点间隔要满足300kHz的整数倍,即Nx300 kHz。
对于intraband 非连续载波聚合,该间隔为一个或多个GAP (s)。
3GPP关于载波聚合的定义下图是3GPP关于载波聚合从Re10到Re12的定义历程。
3GPP Rel10定义了bands 1 (FDD) 和 band 40 (TDD)的intraband 连续载波,分别命名为CA_1C 和CA_40C。
TD-LTE网络TA和TA
一、TA 及 TA list 规划原则
1、TA 及 TA list 概念 跟踪区(Tracking Area)是 LTE 系统为 UE 的位置管理设立的概念。TA 功能与
3G 系统的位置区(LA)和路由区(RA)类似。通过 TA 信息核心网络能够获知处于空 闲态的 UE 的位置,并且在有数据业务需求时,对 UE 进行寻呼。 码(TAC)标识,TAC 在小区的系统消息(SIB1)中广播。 一个 TA 可包含一个或多个小区,而一个小区只能归属于一个 TA。TA 用 TA LTE 系统引入了 TA list 的概念,一个 TA list 包含 1~16 个 TA。MME 可以为每
2、TA 及 TA list 规划建议 TA 及 TA list 包含的小区数目应该从单小区的寻呼容量和单小区寻呼需求两个 方面考虑。
(1) 单小区寻呼容量核算 呼阻塞要求、eNB 的硬件处理能力以及 MME 的最大寻呼能力。 PDCCH 的寻呼负荷 影响单小区寻呼容量的因素有: PDCCH 的寻呼负荷、PDSCH 的寻呼负荷、寻
系统通过 P-RNTI 加扰的 PDCCH 来寻呼 UE,PDCCH 上携带的信息只是通知 UE 去接收寻呼消息,并不承载具体的寻呼消息, 因此 PDCCH 的资源并不影响寻呼容 量。 PDSCH 的寻呼负荷 PDSCH 除了承载寻呼消息外,还需要承载数据业务信息。为了保证用户的数 据业务体验,用于承载寻呼消息的 PDSCH 资源不能过大,建议不超过总资源的 2%。 按照 TD-LTE 典型配置进行核算,即系统带宽 20M,上下行配比为 1:3,特 殊时隙配比为 6:6:2,PDCCH 占用 3 个 OFDM 符号,DRX=128,nB=T,则一个子 帧中 PDSCH 的总 PRB 数目为: 100*6+100*1*0.3*2=660(PRB) 则寻呼可以占用的 PRB 数为: 660*2%=13.2(PRB) 为了保证边缘用户能正确的接收到寻呼消息, 建议采用 QPSK 调制方式和 0.1 码率的编码方式(MCS0)来传输寻呼消息。根据 3GPP36.231 标准,在 MCS0 时 13 个 PRB 可以承载长度为 344bit 的传输数据块。 PO 寻呼消息条数 × 41 2。反推得到每个 PO 承载的寻呼消息条数为(344 – 2)/41=8.3。则由于 PDSCH 的限制,则相应的寻呼容量为: 小区寻呼容量 = 每无线帧中的寻呼子帧数×每寻呼子帧允许的寻呼到达率× (1000ms/10ms)= 830 次/秒 寻呼阻塞要求 假设用户寻呼服从泊松分布, 则可采用如下寻呼拥塞公式 (爱尔兰 B 公式) : 根据协议定义, 每条寻呼消息信元需要 41bit, 每 PO 寻呼消息的 bit 数 = 每
2.TA的计算原理-1201
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网络中TS的含义:在LTE网络中有一个最基本的时间单元:Ts,无论帧长(=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。
虽然规范中定义了Ts公式,但没有给出明确的解释,这个公式缘何而来,刚接触时会有点陌生。
有两点可以帮助更好的理解Ts的含义。
第一,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。
LTE容量+距离算法
一、速率计算在LTE的帧结构中,都有资源块的概念。
一个资源块的带宽为180kHz,由12个带宽为15kHz的子载波组成,在时域上为一个时隙(0.5ms),所以1个RB在时频上实际上是1个0.5ms,带宽180kHz的载波。
有两种循环前缀,一种是一般循环前缀(Normal CP),一个时隙里可以传7个OFDM;另一种是扩展循环前缀(Extended CP),一个时隙里可以传6个OFDM。
Extended CP可以更好的抑制多径延迟造成的符号间干扰、载频间干扰,但是它一个时隙只能传6个OFDM,和Normal CP相比代价是更低的系统容量,在LTE中默认使用Normal CP。
一个OFDM符号的数据承载能力就取决于调制方式,分别为2/4/6个bit(对应QPSK,16QAM,64QAM)。
LTE在20MHz带宽下RB数为100个,在1.4MHz带宽时为6个,1.4MHz定义为最小频宽是因为PBCH,PSCH,SSCH最少都要占用6个RB。
在20MHz带宽的情况下,可以有的RB数目=20MHz/180KHz=111个,要除去冗余可用的RB数也就是100个。
一个时隙(0.5ms)内传输7个OFDM符号,即在1ms内传输14个OFDM符号,一个资源块(RB)有12个子载波(即每个OFDM在频域上也就是15KHZ),所以1ms内(二个RB)的OFDM个数为=14*12=168个,它下行采用OFDM技术,每个OFDM包含6个bits,则20M带宽时下行速率为:<OFDM的bits数>*<1ms(2个RB)中的OFDM数>*<20M带宽的RB个数>*<1000ms/s>=6*168*100*1000=100800000Bits/s=100Mb 因为我们前面说了,20MHz带宽理论值可以有111个RB的,所以LTE 20M带宽下可以达到的速率也有可能超过100Mb。
LTE网络中TA的概念及距离计算
正在GSM搜集中,1TA表征的距离约莫正在550m,那么正在LTE搜集中TA下令对付应距离是怎么样预计?之阳早格格创做(正在LTE搜集中有一个最基础的时间单元:Ts,无线帧少(=307200*Ts)、时隙少度(=15360*Ts)、循环前缀少度(=144*Ts大概者512*Ts)皆是通过TS定义的.那么Ts值是几呢?底下等式透彻给出了Ts的定义.Ts =1/(15000*2048) 单位是:秒预计截止约莫时间为32.6纳秒.典型中定义了Ts公式,Ts 的含意如下.LTE系统中OFDM标记死成所采与的FFT SIZE为2048(以20MHZ戴宽为例),采样频次为15kHz,那么20M戴宽的采样率=15kHz*2048=3.072MHz,那样Ts不妨明白为OFDM标记的采样周期,即一个OFDM标记的周期为Ts=1/15000*2048 )* 最先,TA表征的是UE与天线端心之间的距离.1Ts对付应的时间提前量距离等于:(3*10^8*1/(15000*2048))/2=4.89m.含意便是距离=传播速度(光速)*1Ts/2(上下止路径战).TA下令值对付应的距离皆是参照1Ts去预计的.* 正在随机接进历程中:eNodeB丈量到上止PRACH前导序列,正在RAR(随机接进赞同)的MAC payload中携戴11bit疑息,TA的范畴正在0~1282之间,根据RAR(随机接进赞同)中TA 值,UE安排上止收射时间Nta=TA*16Ts,值恒为正.比圆:TA=1,那么Nta=1*16Ts,表征的距离为16*4.89m=78.12m,共时不妨预计得到正在初初接进阶段,UE与搜集的最大接进距离=1282*78.12m=100.156km.* 正在接易举止中:周期性的TA下令正在Mac层的疑息为6bit,即TA的范畴正在0~63之间.TA下令表征Nta的安排量.Nta_新 = Nta_旧 +(TA31)*16,时间提前量值大概为正大概背.根据公式不妨算出最小的TA距离为31*16*4.89m=2.42Km,最大TA距离为32*16*4.89m=2.5Km.1. What is TAUE从搜集侧接支TA下令,安排上止PUCCH/PUSCH/SRS的收射时间,手段是为了与消UE之间分歧的传输时延,使得分歧UE的上止旗号到达eNodeB的时间对付齐,包管上止正接性,降矮小区内搞扰.TA: Timing Advance, 定时提前,普遍用于UE上止传输,指为了将UE上止包正在期视的时间到达eNB,预估由于距离引起的射频传输时延,提前相当令间收出数据包.TAC: Timing Advance Command,定时提前下令,eNB 通过收支TAC给UE,告知UE定时提前的时间大小.2. Why need TA上止传输的一个要害特性是分歧UE正在时频上正接多址接进(orthogonal multiple access),即去自共一小区的分歧UE的上止传输之间互不搞扰.为了包管上止传输的正接性,预防小区内(intracell)搞扰,eNodeB央供去自共一子帧然而分歧频域资材(分歧的RB)的分歧UE的旗号到达eNodeB的时间基础上是对付齐的.eNodeB只消正在CP(Cyclic Prefix)范畴内接支到UE所收支的上止数据,便不妨透彻天解码上止数据,果此,上止共步央供去自共一子帧的分歧UE的旗号到达eNodeB的时间皆降正在CP之内.为了包管接支侧(eNodeB侧)的时间共步,LTE提出了上止定时提前(Uplink Timing Advance)的体制.正在UE侧瞅去,timing advance真量上是接支到下止子帧的起初时间与传输上止子帧的时间之间的一个背偏偏移(negative offset).eNodeB通过适合天统制每个UE的偏偏移,不妨统制去自分歧UE的上止旗号到达eNodeB的时间.对付于离eNodeB较近的UE,由于有较大的传输延缓,便要比离eNodeB较近的UE提前收支上止数据.图1 上止传输的timing对付齐图1(a)中指出了不举止上止定时提前所制成的做用.从图1(b)中不妨瞅出,eNodeB侧的上止子帧战下止子帧的timing是相共的,而UE侧的上止子帧战下止子帧的timing之间有偏偏移.共时不妨瞅出:分歧UE有各自分歧的uplinktiming advance,也即unlink timing advance是UE级的摆设.3. How measure TAeNodeB通过丈量UE的上止传输去决定每个UE的timingadvance值.果此,只消UE有上止传输, eNodeB便不妨用去预计timing advance值.表里上,UE收支的所有旗号(SRS/DMRS/CQI/ACK/NACK/PUSCH等)皆可用于丈量timingadvance.正在随机接进历程中,eNodeB通过丈量接支到的preamble去决定timing advance值.4. When send TA上止共步的粒度为16Ts(0.52 ms).关于Ts,睹36.211的第4章.上止timing的不决定性正比于小区半径,每1 km有约莫6.7μs的传输延缓(6.7μs / km),LTE中小区最大半径为100 km,故最大传输延缓靠近0.67 ms.上止共步的粒度为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,该当是更透彻的预计,然而预计要领便是那样的,天然还要将解码时间思量正在内)eNodeB通过二种办法给UE收支TimingAdvance Command:1. 正在随机接进历程,通过RAR的Timing Advance Command字段收支给UE那中情况下,eNodeB通过丈量接支到的preamble去决定timing advance值,RAR的Timing Advance Command字段共11 bit,对付应TA索引值的范畴是0~1282.图2 MAC RARfeild对付于随机接进而止,TA值乘以16Ts,便得到相对付于目前上止timing所需的本量安排值NTA=TA*16(单位为Ts).尔称那个历程为“初初上止共步历程”.2. 正在RRC_CONNECTED态,通过TAC MACCE收支TA给UE虽然正在随机接进历程中,UE与eNodeB博得了上止共步,然而上止旗号到达eNodeB的timing大概会随着时间爆收变更:下速移动中的UE,比圆运止中的下铁上的UE,其与eNodeB的传输延缓会不竭变更;目前传输路径消得,切换到新的的传输路径.比圆正在修筑物散集的皆会,走到修筑的转角时,那种情况便很大概爆收;UE的晶振偏偏移,万古间的偏偏移乏积大概引导上止定时堕落;由于UE移动而引导的多普勒频移等.果此,UE需要不竭天革新其上止定时提前量,以脆持上止共步.LTE中,eNodeB使用一种关环体制去安排上止定时提前量.eNodeB鉴于丈量对付应UE的上止传输去决定每个UE 的timingadvance值.果此,只消UE有上止传输, eNodeB 便不妨用去预计timing advance值.表里上,UE收支的所有旗号(SRS/DMRS/CQI/ACK/NACK/PUSCH等)皆可用于丈量timingadvance.如果某个特定UE需要矫正,则eNodeB会收支一个Timing Advance Command 给该UE,央供其安排上止传输timing.该Timing Advance Command 是通过Timing Advance Command MAC control element收支给UE的.Timing Advance Command MAC controlelement由LCID值为11101(睹36.321的Table 6.2.11)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不妨瞅出,Timing Advance Command字段共6 bit,对付应TA索引值TA的范畴是0~63.UE侧会保存迩去一次timing advance安排值NTA,old,当UE支到新的Timing Advance Command而得到TA后,会预计出最新的timing advance安排值NTA,new = NTA,old + (TA31) * 16 (单位为Ts).尔称那个历程为“上止共步革新历程”.5. Related paramterseNodeB会通过RRC疑令给UE摆设一个timer(正在MAC层,称为timeAlignmentTimer),UE使用该timier正在MAC层决定上止是可共步.需要注意的是:该timer有Cellspecific级别战UEspecific级别之分.eNodeB通过SystemInformationBlockType2的timeAlignmentTimerCommon字段去摆设的Cellspecific级别的timer;eNodeB通过MACMainConfig的timeAlignmentTimerDedicated字段去摆设UEspecific级别的timer.6. UE behavior如果UE正在子帧n支到Timing Advance Command,则UE会从子帧n + 6开初应用该timing安排值.如果UE正在子帧n战子帧n + 1收支的PUCCH/PUSCH/SRS由于timing安排的本果出现沉叠,则UE将真足收支子帧n的真量,而不收支子帧n + 1中沉叠的部分.UE支到Timing Advance Command后,会安排PCell的PUCCH/PUSCH/SRS的上止收支时间.而SCell的PUSCH/SRS(SCell不收支PUCCH)的上止收支时间安排量与PCell相共.(睹36.213的4.2.3节)从上头的介绍不妨瞅出,PCell战SCell共用一条Timing Advance Command正在载波散合中,UE大概需要往多个小区(大概称为component carrier)收支上止数据,正在表里上,由于分歧小区的物理位子(interband CA)大概分歧,每个小区皆需要给该UE收支各自的Timing Advance Command.然而是那种典型的安置本去不罕睹,载波散合的小区常常物理位子上相近且共步,果此为了简化LTE的安排,所有散合的小区共用一条timing advance command.前里已经介绍过,上止定时提前的安排量是相对付于接支到的下止子帧的timing的,果此正在UE不支到Timing Advance Command的时间,UE需要追踪下止timing 的变更,以便自动安排上止传输的timing.(详睹36.133的7.1.2节)7. Out of syncUE正在MAC层怎么样推断上止共步/得步(详睹36.321的5.2节):eNB会通过RRC疑令给UE摆设一个timer(正在MAC 层,称为timeAlignmentTimer),UE使用该timier正在MAC层决定上止是可共步.需要注意的是:该timer有Cellspecific级别战UEspecific级别之分.eNodeB通过SystemInformationBlockType2的timeAlignmentTimerCommon字段去摆设的Cellspecific级别的timer;eNodeB通过MACMainConfig的timeAlignmentTimerDedicated字段去摆设UEspecific级别的timer.如果UE摆设了UEspecific的timer,则UE使用该timer 值,可则UE使用Cellspecific的timer值.当UE支到Timing Advance Command(去自RAR大概Timing Advance Command MAC controlelement),UE会开用大概沉开该timer.如果该timer超时,则认为上止得步,UE会浑空HARQ buffer,报告RRC层释搁PUCCH/SRS,并浑空所有摆设的DL assignment战UL grant.当该timer正在运止时,UE认为上止是共步的;而当该timer不运止,即上止得步时,UE正在上止只可收支preamble.另有一种情况下,UE认为上止共步状态由“共步”形成“分歧步”:非共步Handover.8. eNB implementation由于分歧的厂商真止办法大概分歧,那里只介绍一些可借镜的搞法.(1)由于UE必须正在timeAlignmentTimer超时之前接支到Timing Advance Command,可则会认为上止得步.所以eNodeB需要包管正在该timer时间范畴内(常常要比该timer小,果为要预留一些时间给传输延缓战UE编解码等)给UE收支Timing Advance Command,以便UE革新上止定时偏偏沉开该timer.所以eNodeB必须保存迩去一次乐成天给该UE收支了Timing Advance Command(即eNodeB支到了对付应下止传输的ACK)的子帧号,以便预计该时间范畴.(2)从(1)中不妨瞅出,正在eNodeB侧正在MAC 层也该当为每个UE维护一个类似timeAlignmentTimer的timer,以包管正在该timer超时之前给UE收支Timing Advance Command.eNodeB何时开用/沉开该timer呢?部分认为不妨正在UE随机接进乐成中后开用,并正在支到对付应Timing Advance Command MAC controlelement的ACK/NACK后沉开.注意timer的起初位子该当从迩去一次乐成天给该UE收支了Timing Advance Command的子帧(而不是支到对付应ACK的子帧).(3)从上头的介绍不妨瞅出, UE正在子帧n支到Timing Advance Command后,会从子帧n + 6才开初应用该timing安排值.也便是道,eNodeB正在子帧n收支了某个UE的Timing Advance Command之后,正在子帧n + 6之前(不包罗n + 6子帧)的时间内,是不会去丈量该UE的上止timing的.(4)正在子帧n + 6之后,eNodeB大概需要丈量多个上止timing瞬时值以做仄衡处理,以便得到最后的安排量,也便是道,eNodeB大概正在n + 6子帧后的某段时间内,是不会收支Timing Advance Command的.当丈量完成后,eNodeB正在之后的某身材帧将Timing Advance Command MAC control element收给UE.(5)eNodeB正在物理层(L1层)该当也会推断UE 正在上止是可共步(简直怎么样推断尔也不领会,有位读者介绍过该厂家的真止体制,供大家参照:物理层会根据UL旗号去预计sinr(也用于估算TA 值),如果算出的sinr 值过矮,物理层便会认为UL 得步),如果分歧步,应告知MAC层.。
lte系统中ta的范围
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
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容量+距离算法
一、速率计算在LTE的帧结构中,都有资源块的概念。
一个资源块的带宽为180kHz,由12个带宽为15kHz的子载波组成,在时域上为一个时隙(0.5ms),所以1个RB在时频上实际上是1个0.5ms,带宽180kHz的载波。
有两种循环前缀,一种是一般循环前缀(Normal CP),一个时隙里可以传7个OFDM;另一种是扩展循环前缀(Extended CP),一个时隙里可以传6个OFDM。
Extended CP可以更好的抑制多径延迟造成的符号间干扰、载频间干扰,但是它一个时隙只能传6个OFDM,和Normal CP相比代价是更低的系统容量,在LTE中默认使用Normal CP。
一个OFDM符号的数据承载能力就取决于调制方式,分别为2/4/6个bit(对应QPSK,16QAM,64QAM)。
LTE在20MHz带宽下RB数为100个,在1.4MHz带宽时为6个,1.4MHz定义为最小频宽是因为PBCH,PSCH,SSCH最少都要占用6个RB。
在20MHz带宽的情况下,可以有的RB数目=20MHz/180KHz=111个,要除去冗余可用的RB数也就是100个。
一个时隙(0.5ms)内传输7个OFDM符号,即在1ms内传输14个OFDM符号,一个资源块(RB)有12个子载波(即每个OFDM在频域上也就是15KHZ),所以1ms内(二个RB)的OFDM个数为=14*12=168个,它下行采用OFDM技术,每个OFDM包含6个bits,则20M带宽时下行速率为:<OFDM的bits数>*<1ms(2个RB)中的OFDM数>*<20M带宽的RB个数>*<1000ms/s>=6*168*100*1000=100800000Bits/s=100Mb 因为我们前面说了,20MHz带宽理论值可以有111个RB的,所以LTE 20M带宽下可以达到的速率也有可能超过100Mb。
lte ta范围
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 MIMO 模式的学习理解之令狐采学创编欧阳引擎
MIMO 学习心得 Ellen wang欧阳引擎(2021.01.01)LTE的7个传输模式中6 个分别应用了四种MIMO技术方案:传输分集(TD),波束赋型(Beamforming),空间复用(SM),多用户MIMO(MUMIMO):1.为普通单天线传输模式。
2.TransmitDiversity 模式:分2发送天线的SFBC,和4发送天线的SFBC+FSTD两种方案。
2发送天线的SFBC : SFBC是由STBC(Space Time BlockCode)演变而来,由于OFDM一个slot的符号数为奇数,因此不适于使用STBC,但频域资源是以RB=12个子载波来分配的,因此可以用连续两个子载波来代替连续两个时域符号,从而组成SFBC。
而当使用4发送天线时,SFBC+FSTD(Frequency SwitchedTransmit Diversity)被采用。
3.SMopen loop,UE仅仅反馈信道的RI(Rank Indicator)。
此时基站会使用CDD(Cycle Delay Diversity)技术。
4.SMclose loop,UE根据信道估计的结果反馈合适的PMI(Precoding Matrix Indicator)。
(如利用系统容量最大计算合适的PMI)5.MUMIMO,该方案将相同的时频资源通过空分,分配给不同的用户。
6.close loop rank1——SM or BF,UE反馈信道信息使得基站选择合适的Precoding。
7.UE Special RS——BF,和BeamForming的前一种方式不同,这种方式无需UE反馈信道信息,而是基站通过上行信号进行方向估计,并在下行信号中插入UE Special RS。
基站可以让UE汇报UE Special RS估计出的CQI。
空间复用是为了提高传输数据数量,基于多码字的同时传输,即多个相互独立的数据流通过映射到不同的层,再由不同的天线发送出去。
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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?令狐采学(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 +(TA31)*16,时间提前量值可能为正或负。
例如:TA=30,那么Nta_新 = Nta_旧 +(3031)*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 36.2134.2.31. 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(intracell)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 6.2.11)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 + (TA31) * 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Cellspecific级别和UEspecific 级别之分。
eNodeB通过SystemInformationBlockType2的timeAlignmentTimerCommon字段来配置的Cellspecific级别的timer;eNodeB通过MACMainConfig的timeAlignmentTimerDedicated字段来配置UEspecific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(interband 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。