[科普中国]-定时提前量

原理

由于无线接口处使用TDMA制式，BTS收到的不同MS的信号彼此相连，为了消除MS到BTS的返回传播时延(因为时隙间的保护间隔很小)，就需要某种机制来补偿。MS需要提前一定时间传输是方法之一，这个提前量来自收到的脉冲，称为时间提前量。

当一个特定连接建立时，BTS不断测量它自己脉冲时隙与收到的MS时隙之间的时间偏移量。基于这个测量，它可以向MS提供要求的时间提前量，并在SACCH上以每秒2次的频度通知MS。时间提前量的取值范围是0～233ps，足以调整35km的小区半径。这个限制来自用于时间提前量的64bit编码，码长是233ps。当大于35km情况时，就要以减少每载频信道数换取传播时延的补偿。例如只用偶数时隙，奇数时隙不用，以加大信道之间的保护时间。实现这个功能要求BTS中有专门的处理。1

相关计算时间调整的提前是0～63bit之间的任意值。如0bit就表示不必调整，表明MS和BTS在一起。63bit是调整的最大量，也就是BTS与BS之间的最长距离。

时间提前量值可以由0～233μs，该值会影响到小区的无线覆盖。GSM小区的无线覆盖半径最大可达到35km，这个限制值是由于GSM定时提前的编码是在0～63之间。基站最大覆盖半径算法如下：

3.7μs/bit×63bit×(3×10^8)m/s÷2=35km

其中，3.7μs/bit是每个比特的时长，63bit是时间调整的最大比特数；3×10^8m/s是光速。

但在某些情况下，客观需要基站能覆盖更远的地方，比如在沿海地区，如需用来覆盖较大范围的一些海域或岛屿。这种覆盖在GSM中是能实现的，代价是须减少每载频所容纳的信道数，办法是仅使用TN为偶数的信道(因为TN0必须用作BCCH)，空出奇数的TN，来获得较大的保持时间。这被称为扩展小区技术，这一技术有专门的接收处理。这样定时提前的编码将会增大一个突发脉冲的时长。即基站的最大覆盖半径变为：

3.7μs/bit×(63+156.25)bit×(3×10^8)m/s÷2=120km

由于多径传播和MS同步精确度的影响，两个在同一位置接收同一小区信号的MS对TA测量的差异，可能会达到3bit左右(1．6km)。

当一个特定连接建立时，BTS不断测量自己脉冲时隙与收到的MS时隙之间的时间偏移量。基于这个测量，它可以向MS提供要求的时间提前量，并在SACCH上以2次/秒的频度通知MS。2

作用在GSM系统中，突发脉冲的发送与接收必须严格地在相应的时隙中进行，所以系统必须保证严格的同步。然而，移动用户是随机移动的，当移动台与基站距离远近不同时，它的突发脉冲的传输时延就不同。为了克服由突发脉冲的传输时延所带来的定时的不确定，基站要指示移动台以一定的提前量发送突发脉冲，以补偿所增加的时延。3