NR/5G - Timing Advance

爲什麼需要Timing Advance?

 

UE通過基站下發的下行同步信號獲得與基站的下行同步,後續通過基站下發的其他參考信號,維持與基站的同步。同時,基站也需要與UE進行上行同步,控制UE的發送信號位置使其接收到的UE信號在基站的期望範圍之內。

 

如下圖所示,基站和UE是通過preamble序列完成上行同步。不同UE由於距離基站的距離不同,因此在同步接收系統中,即基站期望各個UE的發送在同一時間點接收到,各個UE的發送提前量也不一樣。

  

初始TA

在38.211協議中4.3.1節中的描述可以知道,UE發送的提前量是相對於下行定時而言的,Timing Advance由兩部分組成。

UE發送的第一個上行信號是PRACH,對於PRACH的發送時間點,在38.211協議中5.3.2節有描述到,此時認爲NTA = 0。

那麼對於NTA,offset,該值n-TimingAdvanceOffset 可以在系統消息中配置。

 

 

如果n-TimingAdvanceOffset沒有配置,在38.213協議4.2節中描述,又需要參照38.133協議中7.1.2節中的表格來確定該值。不過對於下面這個表格的描述,對於Note1中的描述,對於FR1使用的是默認值25600,但是對於表格第二列以及第一列中區分是否和LTE-NR共存,還沒明白其中的含義。

 

 

時間單位說明

NR中的時間基本單位是Tc。

對於不同的子載波間隔,指示的實際調整量不一樣,對於子載波間隔爲(2^u)*15KHz,調整的基本單位是16*64*Tc/(2^u),

轉換可以知道,調整的基本單位/顆粒度是16 Ts/2u

 

         

UE如何獲取TimingAdvance Command?

第一個TA Command攜帶在MSG2中,即RACH Response(RAR)中。

RAR中的Timing Advance Command爲12比特,表示的範圍爲 = 0, 1, 2, ..., 3846,對於子載波間隔爲  (2^u)*15KHz,則對應於Preamble的初始TA值,其調整值爲

 

 

在進入連接態之後,通過DL-SCH中的MAC CE攜帶Timing Advance Command。

該調整量是相對於上一次的調整量而言的,是一個相對值。

 

 

 調整量爲正值,則代表還要繼續提前發送,爲負值則表示需要延後。

 

 

TA Command的生效時間,在Slot#n上接收到Timing Advance Command,那麼在Slot#(n+k+1),k值的確定比LTE中的更復雜些,後續再學習總結。

 

TimeAlignmentTimer

在38.321中的5.2節中關於TA Timer維護,在MAC層會維護一個timeAlignmentTimer,該Timer爲在commondedicated中均有配置,如果dedicated中配置且不爲infinity,則使用dedicated中的配置,否則使用common中的配置

 

 

 

如果timeAlignmentTimer的值爲infinity,則表示該timer爲無限長,則在UE側就無定時器超時之說了。

 

此時UE無法通過這個Timer來判斷是否已經上行失步了,但是UE會一直進行下行定時的跟蹤,下行能夠正常接收,如果網絡側有數據到達需要發送給UE,那麼都會有對應的上行發送,此時網絡可以通過PDCCH order(UE下行接收正常)方式通知UE進行隨機接入,進行上行同步。

 

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