LTE学习理解系列

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结合这本书中相关章节的内容，但之前从未深入理解过，结合之前在工作中遇到了一些问题，突然像电光火石般突然对TDD LTE的TA、GP、TDD开关有了更深入的一点理解，对于跨行接触移动通信的我，如果将对TDD LTE的一些系统机制的学习比作是在练乾坤大挪移的话，之前一直徘徊在第一层，突然灵光一闪有所领悟，可以说已经进阶到第二层了。我将试着以最通俗易懂的方式来解释这个问题。这部分内容同样适用于TDD NR。

在LTE系统中，上、下行子帧对齐机制称为TA机制。 我们假设一个TDD切换周期为5ms包含下行时隙、特殊时隙、上行时隙。特殊时隙由三部分组成DwPTS、GP、UpPTS。在这里，我们不关注DwPTS和UpPTS是什么，我们就直接把它看成是下行和上行的组成部分就行了。因此对于一个半帧（5ms），可以以下图来进行表示 这里的第一个强调点： 这是基站侧的无线帧示意图。基站侧！基站侧！基站侧！ 终端侧不是这样的！终端侧不是这样的！终端侧不是这样的！ 重要的事情说N遍。这两句话一定要先牢记于心。 再次解释： 对于基站来说，假设： 0ms是下行起始，那么2.4ms是下行的结束，2.5ms是上行的开始，5ms是下行的结束。 5ms是下行起始，那么7.4ms是下行的结束，7.5ms是上行的开始，10ms是下行的结束。 …… 这个时间关系对于基站来说是一直不变的 那问题来了？下行是基站主动发射的，下行发射时间基站可以自主控制，但上行是基站被动接收的，实际上基站接收到上行的开始位置是不受控的，因此我们需要一套机制来约束终端发射的上行信号发射时间，保证到达基站天线口的上行数据是按照我们规定的时间到来的，这就是TA机制。

那怎么样约束终端的上行发射时间呢？

终端与基站一般都会有一定的距离，假如终端离基站3km，那么下行到达终端侧延迟了10us。那我们为了保证基站在指定的时间收到上行信号，则在终端侧，上行需要提前10us发，因为返回延迟也是10us。 也就是说，因为终端和基站的传播时延为10us，对于终端来说它的GP只有100us – 10us – 10us = 80us。这就是上下行的对齐机制，TA机制。 那如果有多个终端呢，其实也是一样的。 总的来说就是，下行滞后了多少时间，上行就要提前多少时间发。在终端侧，DwPTS与UpPTS之间的间隔并不等于GP，而是等于GP-TA（TA就是来回延时之和），因此间隔的时长是不固定的，也就是说，上行的UpPTS随着无线信号时延的长短，在时间轴上可以滑动。 这样，无论多少终端，到达基站侧的上行时隙时钟是完全重叠的。嗯嗯，话是这么说没错，那每个终端怎么知道自己什么时候要发上行信号呢？基站在下行信号中携带了对于每个终端的时间调整命令，每个终端收到这个命令后，就知道自己该什么时候发上行信号了。

至于基站计算每个终端的时间调整量的流程，这个后面还得更细致的研究，估计得乾坤大挪移第三层了吧。(┬＿┬)。

通过以上信息，我们知道TA、GP的作用。 TA机制就是为了让基站侧的上下行时隙对齐。 GP的作用就是提供覆盖范围。 我想我上面的这些解释应该比书上好理解多了吧。

那GP与TDD的覆盖范围的计算也很好理解了，覆盖的最大距离 = GP时长/2*光速。 【注意，这只是从GP一个角度来评判覆盖范围，实际还跟发射功率等其他因素有关】

在LTE系统中，无线资源以子帧为分配单位，在同一个子帧内，基站可以保证不同的终端采用不同频率的子载波，从而实现FDMA，确保不同终端的信号之间不会互相干扰。但是在前后两个子帧中，基站没有办法保证不同的终端采用不同频率的子载波，也就是说，基站有可能为分属不同用户的前后两个子帧分配同样频率的子载波。 如果多个终端的上行信号到基站侧不能重合，必然会存在两个终端前后两个子帧重叠的情况，以前对书上这句话也是无感，现在突然能够比较理解了。

因为收发都是同一个频率，基站的收发是有开关在切换的，上行的时候开低噪放，下行的时候开功放。两个开关不能同时打开，避免自激等异常情况出现。

1、基站RRU的TDD开关

站的TDD开关在射频拉远单元处（RRU），我们所说的空口也是位于RRU的天线口处，因此对于RRU的TDD开关，只要和下行和上行数据基本保持一致即可。 上行开始时提前Xus开低噪放，上行结束时延迟Xus关低噪放 下行开始时提前Xus开功放，下行结束时延迟Xus关功放 既然讲到了TDD开关，有一点也要注意，实际上基站上行结束和下行开始之间还是有一定时间的间隔的，需要给开关切换预留时间，这点务必理解。

2、直放站的TDD开关

那我们还有一种场景，就是直放站场景。直放站有近端和远端都会存在TDD开关。但直放站类似于一个信号放大器的作用，存在于基站和终端之间。 对于下行信号而言，直放站接收到基站的信号的时间还是确定的，但对于上行信号，则根据直放站与基站的距离、以及直放站自身的信号时延、以及直放站组网引发的时延值变化各种因素的影响，上行到来的时刻不会是一个确定的地方。对此，直放站的TDD开关要求在下行开关结束后，间隔不能太久就需要立刻打开上行开关，以免某些情况下收不到上行信号

1、RRU的光纤拉远距离

因为我们定义的空口在RRU的天线口处，无论RRU拉的多远，到了RRU空口处的信号上下行始终保持固定的时间间隔，不会有问题。

2、直放站光纤拉远距离 而直放站处于基站RRU和终端通路之间，因此其拉远距离受制于覆盖范围，也就是GP参数的影响。

在覆盖距离上，两者均可作为基站来源系统供用，数字光纤直放站用作载波池拉远，RRU可以作为基带池拉远。载波池拉远距离取决于小区覆盖半径和光在光纤上的传输速度；而作为基带池拉远的RUU基本不受距离限制。