一、概念和原因

定時提前（Timing Advance, TA）用于UE上行傳輸，是指UE發送上行數據的系統幀相比對應的下行幀要提前一定的時間，具體的提前量由基站根據UE發送的隨機接入前導碼preamble計算，然后再通過定時提前命令（Timing Advance Command, TAC）通知給UE。

示意圖如上所示，N_TA 是UE在定時提前命令中解析出來的量，N_TA, offset通過參數n-TimingAdvanceOffset通知UE，如果UE未收到該參數，則使用一個預設值，該預設值是與復用模式和頻率范圍有關的固定值，具體數值如下表所示：

之所以要進行定時提前，是因為如果不進行定時提前的話，UE在收到了基站發送的下行信息以后再發送上行信息，等上行信息到達基站的時候就會與發送的時刻存在一個時間差，由上下行傳輸總共需要的時間造成，由于不同的UE距離基站的遠近不一樣，所以不同UE的時間差也不一樣，這樣不同UE發送的上行信息會在不同的時刻到達基站，造成干擾，所以基站希望來自同一子幀的不同UE的信號到達基站的時間基本上是對齊的，只要落在CP范圍內基站就能正確接收UE所發送的上行數據，因此要進行定時提前。基站通過UE發送的preamble來估算UE的定時提前量，遠近不同的UE提前量也不同，然后再將TAC通知給UE，這樣在基站的角度而言，所有的上下行系統幀就是對齊的。如下圖左邊(a)為未定時提前的情況，右邊(b)為定時提前后情況。

二、通知過程

在隨機接入中，基站通過測量接收到的preamble來確定timing advance值，并通過RAR中的Timing Advance Command發送給UE。下圖所示就是MAC payload for RAR，其中會包含Timing Advance Command（TAC），共12個bits，指示范圍為：

子載波間隔為2^u*15 kHz時，N_TA通過下式確定：

也就是說在NR中，N_TA還有子載波間隔有關，該子載波間隔取決于收到RAR后的第一個上行傳輸，即Msg3的子載波間隔。

雖然在隨機接入中UE完成了定時提前，但是UE的位置等可能會隨著時間變化，所以基站需要不斷維護定時提前。對于其他情況，TAC的指示范圍是：

N_TA通過下式確定：

其中N_TA_old是收到TAC之前使用的N_TA，N_TA_new是收到TAC后更新后的N_TA。

在除了隨機接入以外的情況中，當UE在slot n收到一個定時提前命令后，在slot n+k+1時開始執行新的定時提前，其中k通過下式計算：

其中N_T1是對應PDSCH接收的N1個symbol的時間，N_T2是對應PUSCH發送準備的N2個symbol的時間，N_TA,max是TAC所能提供的最大timing advance，Tsf是一個子幀的時間即1ms，它的意義就是將分子上的N_T1、N_T2和N_TA,max的時間單位消掉。N1、N2的具體取值與子載波間隔和解調參考信號的位置有關，具體可參考協議[38214] 5.3章節和[38211] 7.4.1.1章節。

對于隨機接入，UE在RAR中收到的TAC，從發送Msg3開始生效。收到RAR和發送Msg3之間的這段時間，已經對PDSCH解碼和PUSCH準備所需要的時間進行了考慮。

總結

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