5G NR 定時提前 從協議信令到演算法實現 (2)

2021-08-15 18:03:01 字數 1697 閱讀 8664

【宣告】:本文為原創文章,發表於wingsofsilence的csdn部落格。

1) prach 通道

在初始接入過程中,trp通過測量rach訊號pdp能量的峰值所在的位置來確定ta值。在之後介紹prach時會進行更加詳細的介紹。 

2)pusch/pucch/srs等

時域檢測: 在接收端將估計的參考訊號的通道通過ifft變換變到時域,然後尋找主徑所在的位置,與原本位置的差值便是ta的數值。這種方法的原理很直觀,畫一下通道的衝激響應圖就可以很明顯的看到ta的影響。

頻域檢測:時域上的時間變化在頻域上對應著相位旋轉。因此,在全頻帶上,對相鄰的參考訊號估計出相位差,兩兩估計出乙個,然後再對所有的相位差取平均,得到ta值。頻域的方法不需要進行ifft變換,複雜度更小一些。但是效能很大程度上依賴通道估計的結果。通道初步估計時,通常會採用ls的方法,這種方法在低訊雜比時效能較差,因此頻域檢測的方法,如下圖所示,在低訊雜比時的ta估計結果誤差會比較大。

提公升精度的方法,是採用更大的頻寬,這樣計算出來的用於平均的相位差會更多,即樣本點多,平均的結果也會更加準確。

ta值對應的距離是參照1ts來計算的。含義就是距離=傳播速度(光速)*1ts/2 (上下行路徑和)。假設子載波間隔15 khz, fft 大小為2048,1 ts對應的時間提前量距離等於: (3*10^8 * 1 / (15000*2048))/2=4.89m。

在lte的隨機接入過程中:ta值上報的範圍在0~1282之間,根據rar中的ta值,ue調整上行發射時間n_ta = ta*16ts,值恒為正。例如:ta = 1,那麼n_ta = 1*16ts,表徵的距離為16*4.89 m = 78.12 m,同時可以計算得到在初始接入階段,ue與網路的最大接入距離 = 1282*78.12 m  = 100.156 km。 

(參考:

在5g中,n_ta的單位變為 tc,計算公式改為n_ta = ta* 16*64* tc /2^u

。與lte的16 ts 不同, nr ta的顆粒度隨著子載波間隔和系統頻寬變化。 系統頻寬可以有fft尺寸來表徵。

case no

sc(khz)

uta granularity in tc

fft size

ts vs tc

ta granularity in ts

1120

316*8 tc

1024

1 ts = 16 tc

8 ts

2120

316*8 tc

2048

1 ts = 8 tc

16 ts330

116*32 tc

4096

1 ts = 16 tc

32 ts

通常,如果進行ta估計的演算法固定,ta估計的誤差隨著snr的增大而自然的減少。 誤差在不同頻寬的情況下也有變化。頻寬大時,可以進行平均的樣本點變多, 估計的自然更加準確一些。 但進行上報時, 需要對ta進行處理, 從上邊**也可以看出,case 1 比case 2 的顆粒度小,如果估計誤差同為10ts, 進行量化處理時,case 1 的誤差會更大( 10/8 > 10/16 )。 所以,在nr中,對於小prb的情況,ta估計的誤差會比較大。

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