LTE上行定时技术.docx

上行定时提前(Ｕplink　Timｉnｇ Advance）
       :1）为何需要上行同步；2）eNodｅB如何测量上行定时提前量并下发Timing Advaｎce Cｏｍmaｎd；３)eNodeB和UE如何判断上行失步（ｅNodｅB侧只会做一些原理性的介绍,不同厂家的实现可能不同)。
 
 　    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(intra—ｃell）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的（a）中指出了不进行上行定时提前所造成的影响。
      从图1的(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uｐlｉnk ｔｉming　advance，也即uｎｌｉnk timing adｖance是UE级的配置。
 
      前面介绍了为什么需要做uplinｋ　ｔiｍｉｎｇ　advanｃe，接下来我们来介绍eＮodｅＢ如何测量上行信号以得到每个UＥ的上行定时提前量以及如何下发Tｉmiｎｇ Aｄvaｎｃe Cｏmmanｄ给UE。
      ｅNodeB通过两种方式给UE发送Timing Adｖaｎce Commａｎd：
 　    1）在随机接入过程，eNodeB通过测量接收到preambｌｅ来确定tｉmiｎg aｄvance值，并通过ＲAR的Ｔiming Aｄｖanｃe Coｍmand字段（共1１ ｂit,对应ＴA索引值的范围是0~１２82）发送给UE。
 
图2：MAＣ RAＲ
 
      上行同步的粒度为（0。5２ ms)。对于随机接入而言,值乘以，就得到相对于当前上行timｉｎｇ所需的实际调整值(单位为)。关于，。
      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（ /　km），ＬTE中小区最大半径为１00 km,故最大传输延迟接近０．67 （0。5２ mｓ），故的最大值约为（0。67 ＊ １０00）/ ≈1２8８。（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）
      我称这个过程为“初始上行同步过程"。
 
      2）在RRC_CONNＥCＴED态，eNodｅB需要维护timｉng ａdvaｎce信息。
      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timinｇ advance值。因此,只要ＵE有上行传输， ｅNｏｄeＢ就可以用来估计
ｔiｍing　advanc