NR/5G - Timing Advance

为什么需要Timing Advance？

 

UE通过基站下发的下行同步信号获得与基站的下行同步，后续通过基站下发的其他参考信号，维持与基站的同步。同时，基站也需要与UE进行上行同步，控制UE的发送信号位置使其接收到的UE信号在基站的期望范围之内。

 

如下图所示，基站和UE是通过preamble序列完成上行同步。不同UE由于距离基站的距离不同，因此在同步接收系统中，即基站期望各个UE的发送在同一时间点接收到，各个UE的发送提前量也不一样。

  

初始TA

在38.211协议中4.3.1节中的描述可以知道，UE发送的提前量是相对于下行定时而言的，Timing Advance由两部分组成。

UE发送的第一个上行信号是PRACH，对于PRACH的发送时间点，在38.211协议中5.3.2节有描述到，此时认为NTA = 0。

那么对于NTA,offset，该值n-TimingAdvanceOffset 可以在系统消息中配置。

 

 

如果n-TimingAdvanceOffset没有配置，在38.213协议4.2节中描述，又需要参照38.133协议中7.1.2节中的表格来确定该值。不过对于下面这个表格的描述，对于Note1中的描述，对于FR1使用的是默认值25600，但是对于表格第二列以及第一列中区分是否和LTE-NR共存，还没明白其中的含义。

 

 

时间单位说明

NR中的时间基本单位是Tc。

对于不同的子载波间隔，指示的实际调整量不一样，对于子载波间隔为(2^u)*15KHz，调整的基本单位是16*64*Tc/(2^u)，

转换可以知道，调整的基本单位/颗粒度是16 Ts/2u

 

         

UE如何获取TimingAdvance Command？

第一个TA Command携带在MSG2中，即RACH Response（RAR）中。

RAR中的Timing Advance Command为12比特，表示的范围为 = 0, 1, 2, ..., 3846,对于子载波间隔为  (2^u)*15KHz，则对应于Preamble的初始TA值，其调整值为

 

 

在进入连接态之后，通过DL-SCH中的MAC CE携带Timing Advance Command。

该调整量是相对于上一次的调整量而言的，是一个相对值。

 

 

 调整量为正值，则代表还要继续提前发送，为负值则表示需要延后。

 

 

TA Command的生效时间，在Slot#n上接收到Timing Advance Command，那么在Slot#（n+k+1），k值的确定比LTE中的更复杂些，后续再学习总结。

 

TimeAlignmentTimer

在38.321中的5.2节中关于TA Timer维护，在MAC层会维护一个timeAlignmentTimer，该Timer为在common和dedicated中均有配置，如果dedicated中配置且不为infinity，则使用dedicated中的配置，否则使用common中的配置。

 

 

 

如果timeAlignmentTimer的值为infinity，则表示该timer为无限长，则在UE侧就无定时器超时之说了。

 

此时UE无法通过这个Timer来判断是否已经上行失步了，但是UE会一直进行下行定时的跟踪，下行能够正常接收，如果网络侧有数据到达需要发送给UE，那么都会有对应的上行发送，此时网络可以通过PDCCH order（UE下行接收正常）方式通知UE进行随机接入，进行上行同步。

 

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