LTE网络中TA的概念及距离计算
TA及相关的基本概念
LA（位置区：LAI = PLMN + LAC）是2G和3G时代电路域的概念，它使移动交换机（MSC/SEVER）能及时知道终端的位置，当寻呼终端时，移动交换中心就在该终端的位置区中的所有小区进行搜索。
在一个位置区内终端不需位置更新；在跨LA移动时，需要发起LA更新过程，以便网络知道终端的位置区；同时终端为了和网络侧保持紧密联系，需要周期性LA更新过程。
RA（路由区：RAI = PLMN+ LAC + RAC）是2G时代和3G时代分组域的概念，它使SGSN 能及时知道终端的位置，终端要发起数据传输前，须向SGSN 和HLR注册，并寻呼路由区内终端。
终端可以在一个RA内不需要做RA 更新；在跨路由区移动时将发生RA 更新；同时需要进行周期性RA更新。
TA的作用跟踪区（Tracking Area）是LTE系统为UE的位置管理新设立的概念。
当UE处于空闲状态时，核心网络能够知道UE所在的跟踪区，同时当处于空闲状态的UE需要被寻呼时，必须在UE所注册的跟踪区的所有小区进行寻呼。
TA是小区级的配置，多个小区可以配置相同的TA，且一个小区只能属于一个TA。
TAI是LTE的跟踪区标识（Tracking Area Identity），是由PLMN和TAC组成。
TAI = PLMN + TAC（Tracking Area Code）∙多个TA组成一个TA列表，同时分配给一个UE，UE在该TA列表（TA List）内移动时不需要执行TA更新，以减少与网络的频繁交互；∙当UE进入不在其所注册的TA列表中的新TA区域时，需要执行TA更新，MME给UE重新分配一组TA，新分配的TA也可包含原有TA列表中的一些TA；∙每个小区只属于一个TA。
CSFB对TA List的影响CSFB开启时，手机位置信息同时需要再MME和MSC进行更新，因此TA和LA要保证一定的对应关系。
基于这个原因，MME无法开启智能TA LIST功能，因为一旦开启这个功能，MSC侧无法及时更新响应的LA信息（在TA LIST内的LTE用户移动时无需和核心网交互信令），进而造成不能及时响应语音寻呼消息。
lte系统中ta的范围
LTE系统中TA的范围一、什么是TA？TA全称为Timing Advance，是LTE系统中的一个重要参数。
它用于控制UE（User Equipment）在时域上的传输时机，以保证上下行数据的准确传输。
TA的范围指的是UE在时域上可以进行调整的范围。
二、TA的作用TA的作用是解决无线传输中的时延问题。
在LTE系统中，无线传输需要经过空中接口，而信号的传播速度是有限的，因此在传输过程中会产生一定的时延。
为了保证数据的准确传输，UE需要根据网络的指令来调整自身的传输时机。
三、TA的计算方法TA的计算方法是根据UE与基站之间的距离来确定的。
在LTE系统中，基站会测量UE与基站之间的信号传播时延，然后将该时延转换为TA值。
UE根据接收到的TA值来调整自身的传输时机，以确保数据的准确传输。
四、TA的范围TA的范围是一个相对值，它的取值范围是0到63。
TA的单位是时隙（Ts），每个时隙的时长是1/15毫秒。
TA的范围表示了UE在时域上可以进行调整的范围，具体的调整范围由TA值决定。
TA的范围可以分为两个部分：负范围和正范围。
负范围表示UE需要提前发送数据，而正范围表示UE需要延迟发送数据。
TA的负范围是从-63到-1，表示UE需要提前发送数据。
负范围的取值越小，表示UE需要提前发送的时间越长。
TA的正范围是从1到63，表示UE需要延迟发送数据。
正范围的取值越大，表示UE需要延迟发送的时间越长。
五、TA的影响因素TA的取值受到多个因素的影响，主要包括以下几个方面：1.UE与基站之间的距离：UE与基站之间的距离越远，信号传播时延越长，TA的取值就会越大。
2.信号传播环境：信号传播环境的复杂程度也会影响TA的取值。
例如，信号传播环境中存在多径效应时，信号传播的路径会增加，导致信号传播时延增加，从而影响TA的取值。
3.基站的配置：基站的配置也会对TA的取值产生影响。
例如，基站的天线配置、功率配置等都会对信号传播时延产生影响，从而影响TA的取值。
LTE网络中TA的概念及距离计算
在GSM网络中，1TA表征的距离大约在550m，那么在LTE网络中TA命令对应距离是如何计算（在LTE网络中有一个最基本的时间单元:Ts,无线帧长（=307200*Ts)、时隙长度(=15360*Ts)、循环前缀长度(=144*Ts或者512*Ts)都是通过TS定义的。
那么Ts 值是多少呢下面等式明确给出了Ts的定义。
Ts =1/（15000*2048) 单位是：秒计算结果大约时间为纳秒。
规范中定义了Ts公式，Ts的含义如下。
LTE系统中OFDM符号生成所采用的FFT SIZE为2048（以20MHZ带宽为例），采样频率为15kHz，那么20M带宽的采样率=15kHz*2048=,这样Ts可以理解为OFDM符号的采样周期，即一个OFDM符号的周期为Ts=1/15000*2048 ）* 首先，TA表征的是UE与天线端口之间的距离。
1Ts对应的时间提前量距离等于：(3*10^8*1/(15000*2048))/2=。
含义就是距离=传播速度（光速）*1Ts/2(上下行路径和）。
TA命令值对应的距离都是参照1Ts来计算的。
* 在随机接入过程中：eNodeB测量到上行PRACH前导序列，在RAR（随机接入响应）的MAC payload 中携带11bit信息，TA的范围在0～1282之间，根据RAR（随机接入响应）中TA值，UE调整上行发射时间Nta=TA*16Ts，值恒为正。
例如：TA=1，那么Nta=1*16Ts,表征的距离为16*=，同时可以计算得到在初始接入阶段，UE与网络的最大接入距离=1282*=。
* 在业务进行中：周期性的TA命令在Mac层的信息为6bit，即TA的范围在0～63之间。
TA命令表征Nta的调整量。
Nta_新= Nta_旧+（TA-31）*16，时间提前量值可能为正或负。
例如：TA=30，那么Nta_新= Nta_旧+（30-31）*16Ts，距离等于-1*16*=根据公式可以算出最小的TA距离为-31*16*=，最大TA距离为32*16*=。
移动通信网络规划：LTE TA规划
TA规划--规划原则
(3）地理位置区分 地理位置区分主要充分利用地理环境减少终端位置更新和系统负荷。
其原则同LA/RA类似。例如，利用河流、山脉等作为位置区域的边界，尽 量不要将位置区域的边界划分话务量较高的区域，在地理上应该保持连续。
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为终端分配一个新的邻区列表。 (4 ))终端也可以发起周期性的TA更新，以便和网络保持紧密联系。
TA规划--规划原则
➢ 在进行TA规划时，需要遵循以下3点原则。
(1)与4G协同 由于5G网络覆盖受限，终端会频繁地在5G与4G系统间进行互操作，从而引发
系统重选和位置更新流程，导致终端耗电。因此在网络规划时，TA尽量与4G相同。 (2)覆盖范围合理
Cell2 Cell1
TA2 Cell3
…. Celln
……
Cell2 Cell1
TA1 Cell3
…. Celln
……
默认TA list
(1)网络需要终端加入时，通过邻区列表进行寻呼，快速地找到终端。 (2)终端可以在邻区列表中自由地移动，以减少与网络的频繁交互。 (3)当终端制定一个不在其上注册的邻区列表时，需要发起TA更新，MME
LTE TA规划
目录
01
TA规划-定义
02
5G系统中TA的作用
03
5G TA规划原则
TA规划-定义
➢ TA(Trace Area)是LTE分组域的位置区，用于终端的位置管理，寻呼消息下发。TAI (Tracking Area Identity)是TA 的标识，在PLMN中唯一标识一个TA。
lte系统中ta的范围 -回复
lte系统中ta的范围-回复LTE（Long Term Evolution）是一种通信技术标准，用于第四代移动通信系统（4G）。
在LTE系统中，TA（Timing Advance，时序提前）是一个关键参数，用于控制移动设备与基站之间的时延，并确保无线信号的准确传输。
本文将一步一步回答关于LTE系统中TA的范围的问题。
第一步：了解TA的定义和作用TA是一个用于控制时延的参数，它决定了移动设备何时发送信号以及接收信号的时间。
TA的值由基站发送给移动设备，并用于在时域上同步无线信号的传输。
TA的作用是确保信号在无线传输过程中的时序一致，从而提高通信质量和系统性能。
第二步：确定TA的单位和范围在LTE系统中，TA的单位为微秒（μs）。
它的范围取决于系统的物理层参数设置和网络拓扑。
第三步：了解TA的原理和计算方式TA的值由基站根据移动设备与基站之间的距离计算得出。
在LTE系统中，基站通过测量移动设备发送的参考信号的传播时间来计算TA的值。
根据信号的传播速度和传播时间，基站可以推算出移动设备与基站之间的距离。
然后，基站根据距离计算出合适的TA值，并将其发送给移动设备。
计算TA的方式如下：1. 基站发送一个参考信号到移动设备。
2. 移动设备测量信号的到达时间。
3. 移动设备将测量到的到达时间发送回基站。
4. 基站根据到达时间和信号的传播速度计算出距离。
5. 基站根据距离计算出TA的值，并将其发送给移动设备。
第四步：了解TA的取值范围TA的取值范围在LTE系统中是有限的，通常在0到63之间。
在标准的LTE FDD系统中，TA的取值范围是0到63之间的整数。
TA的具体取值范围是由系统设计和协议规范决定的，可以根据具体的系统需求进行调整。
第五步：理解TA的影响因素TA的值受多种因素的影响，包括信号传播速度、网络拓扑、基站密度等。
TA的值越小，说明移动设备离基站越近；而TA的值越大，说明移动设备离基站越远。
因此，TA的值可以用于评估移动设备与基站之间的距离。
TD-LTE网络TA和TA list规划
TDL覆盖面积（km2）
GSM基站数
LTE基站数
不重合占比
区域1
1.428
1.564
18
12
22.7%
区域2
3.785
3.794
38
27
14.7%
平均值
18.7%
同样选取成都三环内（一般城区）两个较极端的LAC区域进行仿真，区域一面积较小，形状狭长，基站数目较少，区域二面积较大，形状方正，基站数目较多：
LA覆盖区域：
TA覆盖区域：
不重合区域：
统计结果显示，区域一的不重合比例为13.2%，区域二的不重合比例为7%，平均不重合比例为10.1%。
LTE系统引入了TA list的概念，一个TA list包含1~16个TA。MME可以为每一个UE分配一个TA list，并发送给UE保存。UE在该TAlist内移动时不需要执行TAlist更新；当UE进入不在其所注册的TAlist中的新TA区域时，需要执行TAlist更新，此时MME为UE重新分配一组TA形成新的TAlist。在有业务需求时，网络会在TA list所包含的所有小区内向UE发送寻呼消息。
结合以上五点，单小区寻呼容量上限= min（PDCCH限制下寻呼容量，PDSCH限制下寻呼容量，寻呼阻塞限制下寻呼容量，eNB处理能力限制下寻呼容量，MME处理能力限制下寻呼容量）=min(Infinite，830，1195，600，6000)=600次/秒。
(8)
预测单小区的寻呼需求需要分别预测单小区的用户数目以及单用户的寻呼模型。
487
162
2035
1720
573
TAL分裂倍数
-
8
-
17
TD-LTE网络TA和TA
延时到下一个 PO 发送。
寻呼相关参数及推荐配置如下： defaultPagingCycle nB 参数名称 可选配置 32、64、128、256 帧 1/8T, 1/16T, 1/32T 推荐配置 128（1.28 秒）
4T,2T, T, 1/2T, 1/4T, T （T 为一个 DRX 周期 包含的帧数）
SGSN-MME 的能力也会限制寻呼容量，其能力和 SCTP/S1 板子数量相关,目前 产业能力，1 块 SCTP/S1 板子可以同时处理 6000 个寻呼消息。 结合以上五点，单小区寻呼容量上限 = min（PDCCH 限制下寻呼容量，PDSCH 限制下寻呼容量， 寻呼阻塞限制下寻呼容量， eNB 处理能力限制下寻呼容量， MME 处理能力限制下寻呼容量） =min(Infinite， 830， 1195， 600， 6000)=600 次/秒。 (2) 单小区寻呼需求预测 预测单小区的寻呼需求需要分别预测单小区的用户数目以及单用户的寻呼 模型。 单小区的用户数目 单小区用户数目 Numue/cell 可用以下公式预测： S 为覆盖面积， 小区用户数：
开销就会增加； (3) 应设置在低话务区域 TA 的边界决定了 TA list 的边界。为减小位置更新的频率，TA 边界不应设在 高话务量区域及高速移动等区域， 并应尽量设在天然屏障位置 （如山川、 河流等） 。 在市区和城郊交界区域，一般将 TA 区的边界放在外围一线的基站处，而不 是放在话务密集的城郊结合部，避免结合部用户频繁位置更新。 同时， TA 划分尽量不要以街道为界， 一般要求 TA 边界不与街道平行或垂直， 而是斜交。此外，TA 边界应该与用户流的方向（或者说是话务流的方向）垂直 而不是平行，避免产生乒乓效应的位置或路由更新。 3、TA list 规划原则 由于网络的最终位置管理是以 TA list 为单位的，因此 TA list 的规划要满足两 个基本原则： (1) TA list 不能过大 TA list 过大则 TA list 中包含的小区过多， 寻呼负荷随之增加， 可能造成寻呼滞后， 延迟端到端的接续时长，直接影响用户感知； (2) TA list 不能过小 令开销，同时，UE 在 TA 更新过程中是不可及，用户感知也会随之降低。 (3) 应设置在低话务区域 如果 TA 未能设置在低话务区域，必须保证 TA list 位于低话务区。 TA list 过小则位置更新的频率会加大，这不仅会增加 UE 的功耗，增加网络信
TD-LTE网络TA和TA_list规划和部分重点知识点
1. CSFB
集团已决策采用CSFB技术作为目前TD-LTE的语音解决方案之一。
CSFB通过在MME和MSC之间建立SGs接口来实现。MME中存有LA与TAlist的映射表，在进行位置更新时，MME根据UE所在的TAlist查找到相应的LA，通过SGs接口向此LA对应的MSC发送信息，执行联合附着。
100*6+100*1*0.3*2=660（PRB）
则寻呼可以占用的PRB数为：
660*2%=13.2（PRB）
为了保证边缘用户能正确的接收到寻呼消息，建议采用QPSK调制方式和0.1码率的编码方式（MCS0）来传输寻呼消息。根据3GPP36.231标准，在MCS0时13个PRB可以承载长度为344bit的传输数据块。
PDSCH的寻呼负荷
PDSCH除了承载寻呼消息外，还需要承载数据业务信息。为了保证用户的数据业务体验，用于承载寻呼消息的PDSCH资源不能过大，建议不超过总资源的2%。
按照TD-LTE典型配置进行核算，即系统带宽20M，上下行配比为1：3，特殊时隙配比为6：6：2，PDCCH占用3个OFDM符号，DRX=128，nB=T，则一个子帧中PDSCH的总PRB数目为：
每一个PO最多只能发送16条寻呼记录。若需要发送的寻呼记录过多，会被延时到下一个PO发送。
寻呼相关参数及推荐配置如下：
参数名称
可选配置
推荐配置
defaultPagingCycle
32、64、128、256帧
128（1.28秒）
nB
4T,2T, T, 1/2T, 1/4T, 1/8T, 1/16T, 1/32T
结合以上五点，单小区寻呼容量上限= min（PDCCH限制下寻呼容量，PDSCH限制下寻呼容量，寻呼阻塞限制下寻呼容量，eNB处理能力限制下寻呼容量，MME处理能力限制下寻呼容量）=min(Infinite，830，1195，600，6000)=600次/秒。
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在GSM网络中，1TA表征的距离大约在550m，那么在LTE网络中TA命令对应距离是如何计算?（在LTE网络中有一个最基本的时间单元:Ts,无线帧长（=307200*Ts)、时隙长度(=15360*Ts)、循环前缀长度(=144*Ts或者512*Ts)都是通过TS定义的。
那么Ts值是多少呢？下面等式明确给出了Ts的定义。
Ts =1/（15000*2048) 单位是：秒计算结果大约时间为32.6纳秒。
规范中定义了Ts公式，Ts的含义如下。
LTE系统中OFDM符号生成所采用的FFT SIZE为2048（以20MHZ带宽为例），采样频率为15kHz，那么20M带宽的采样率=15kHz*2048=3.072MHz,这样Ts可以理解为OFDM符号的采样周期，即一个OFDM符号的周期为Ts=1/15000*2048 ） * 首先，TA表征的是UE与天线端口之间的距离。
1Ts对应的时间提前量距离等于：(3*10^8*1/(15000*2048))/2=4.89m。
含义就是距离=传播速度（光速）*1Ts/2(上下行路径和）。
TA命令值对应的距离都是参照1Ts来计算的。
* 在随机接入过程中：eNodeB测量到上行PRACH前导序列，在RAR（随机接入响应）的MAC payload中携带11bit信息，TA的范围在0～1282之间，根据RAR（随机接入响应）中TA值，UE调整上行发射时间Nta=TA*16Ts，值恒为正。
例如：TA=1，那么Nta=1*16Ts,表征的距离为16*4.89m=78.12m，同时可以计算得到在初始接入阶段，UE与网络的最大接入距离=1282*78.12m=100.156km。
* 在业务进行中：周期性的TA命令在Mac层的信息为6bit，即TA的范围在0～63之间。
TA命令表征Nta的调整量。
Nta_新= Nta_旧+（TA-31）*16，时间提前量值可能为正或负。
例如：TA=30，那么Nta_新= Nta_旧+（30-31）*16Ts，距离等于-1*16*4.89m=-78.12m根据公式可以算出最小的TA距离为-31*16*4.89m=-2.42Km，最大TA距离为32*16*4.89m=2.5Km。
参考文献：3GPP 36.213-4.2.31. What is TAUE从网络侧接收TA命令，调整上行PUCCH/PUSCH/SRS的发射时间，目的是为了消除UE之间不同的传输时延，使得不同UE的上行信号到达eNodeB 的时间对齐，保证上行正交性，降低小区内干扰。
TA: Timing Advance, 定时提前，一般用于UE上行传输，指为了将UE上行包在希望的时间到达eNB，预估由于距离引起的射频传输时延，提前相应时间发出数据包。
TAC: Timing Advance Command，定时提前命令，eNB通过发送TAC给UE，告知UE 定时提前的时间大小。
2. Why need TA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(a)中指出了不进行上行定时提前所造成的影响。
从图1(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uplinktiming advance，也即unlink timing advance是UE级的配置。
3. How measure TAeNodeB通过测量UE的上行传输来确定每个UE的timingadvance值。
因此，只要UE有上行传输，eNodeB就可以用来估计timing advance值。
理论上，UE发送的任何信号（SRS/DMRS/CQI/ACK/NACK/PUSCH等）都可用于测量timingadvance。
在随机接入过程中，eNodeB通过测量接收到的preamble来确定timing advance值。
4. When send TA上行同步的粒度为16Ts（0.52 ms）。
关于Ts，见36.211的第4章。
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（6.7μs / km），LTE中小区最大半径为100 km，故最大传输延迟接近0.67 ms。
上行同步的粒度为Ts （0.52 ms），故TA的最大值约为(0.67 * 1000)/0.52 ≈1288。
（TA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）eNodeB通过两种方式给UE发送TimingAdvance Command：1. 在随机接入过程，通过RAR的Timing Advance Command字段发送给UE这中情况下，eNodeB通过测量接收到的preamble来确定timing advance值，RAR 的Timing Advance Command字段共11 bit，对应TA索引值的范围是0~1282。
图2 MAC RARfeild对于随机接入而言，TA值乘以16Ts，就得到相对于当前上行timing所需的实际调整值NTA=TA*16（单位为Ts）。
我称这个过程为“初始上行同步过程”。
2. 在RRC_CONNECTED态，通过TAC MACCE发送TA给UE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timingadvance值。
因此，只要UE有上行传输，eNodeB就可以用来估计timing advance值。
理论上，UE发送的任何信号（SRS/DMRS/CQI/ACK/NACK/PUSCH等）都可用于测量timingadvance。
如果某个特定UE需要校正，则eNodeB会发送一个Timing Advance Command 给该UE，要求其调整上行传输timing。
该Timing Advance Command 是通过Timing Advance Command MAC control element发送给UE的。
Timing Advance Command MAC controlelement由LCID值为11101（见36.321的Table 6.2.1-1）的MAC PDU subhead指示，且其结构如下（R表示预留bit，设为0）：图3：TimingAdvance Command MAC control element可以看出，Timing Advance Command字段共6 bit，对应TA索引值TA的范围是0~63。
UE侧会保存最近一次timing advance调整值NTA,old，当UE收到新的Timing Advance Command而得到TA后，会计算出最新的timing advance调整值NTA,new = NTA,old + (TA-31) * 16 （单位为Ts）。
我称这个过程为“上行同步更新过程”。
5. Related paramterseNodeB会通过RRC信令给UE配置一个timer（在MAC层，称为timeAlignmentTimer），UE使用该timier在MAC层确定上行是否同步。
需要注意的是：该timer有Cell-specific级别和UE-specific级别之分。
eNodeB通过SystemInformationBlockType2的timeAlignmentTimerCommon字段来配置的Cell-specific级别的timer；eNodeB通过MAC-MainConfig的timeAlignmentTimerDedicated字段来配置UE-specific级别的timer。
6. UE behavior如果UE在子帧n收到Timing Advance Command，则UE会从子帧n + 6开始应用该timing调整值。
如果UE在子帧n和子帧n + 1发送的PUCCH/PUSCH/SRS由于timing调整的原因出现重叠，则UE将完全发送子帧n的内容，而不发送子帧n + 1中重叠的部分。
UE收到Timing Advance Command后，会调整PCell的PUCCH/PUSCH/SRS的上行发送时间。
而SCell的PUSCH/SRS（SCell不发送PUCCH）的上行发送时间调整量与PCell相同。
（见36.213的4.2.3节）从上面的介绍可以看出，PCell和SCell共用一条Timing Advance Command在载波聚合中，UE可能需要往多个小区（或称为component carrier）发送上行数据，在理论上，由于不同小区的物理位置（inter-band CA）可能不同，每个小区都需要给该UE发送各自的Timing Advance Command。
但是这种类型的部署并不常见，载波聚合的小区通常物理位置上相近且同步，因此为了简化LTE的设计，所有聚合的小区共用一条timing advance command。