TA值管理以降低时延
为了在接收到小区切换命令之前获取候选小区的TA(timing advance),候选解决方案被分类为:基于RACH的解决方案和无RACH的方案。
基于RACH的解决方案
由于其可靠性和准确性,需要支持基于PDCCH-ordered RACH的TA捕获。在当前规范中,PDCCH-ordered RACH过程只能在服务小区内触发。UE根据CellGroupConfig为服务小区提供的RACH-ConfigCommon、RACH-ConfigGeneric和可选RACH-ConfigDedicated从DCI确定RACH时机。为了获取LTM中候选小区的TA,UE需要与候选小区相关联的RACH配置。在LTM准备阶段向UE提供每个候选小区的CellGroupConfig。仅当接收到小区切换命令时,UE才应用具有相应候选配置索引的CellGroupConfig。根据能力,某些UE甚至可能在UE接收到小区切换命令之前不解析CellGroupConfig的内容,以降低UE复杂性。在这种情况下,如果RACH配置在候选小区的CellGroupConfig中,则UE不能向候选小区发送PRACH。因此,建议为候选小区定义与CellGroupConfig中的候选小区不同的RACH配置,以便UE早于小区切换命令执行TA捕获。
此外,UE应根据PDCCH-ordered确定触发的PRACH是发送到服务小区还是发送到候选小区。在当前DCI format1_0中,UE使用DCI格式的标识符和频域资源分配字段来区分PDCCH顺序和其他用途。1位UL/SUL指示符、6位SS/PBCH索引和4位PRACH掩码索引用于UE确定服务小区中的RO。6比特随机接入前导索引指示要使用的PRACH序列。DCI format1-0的其余12位被保留。为了在LTM中指示候选小区的RO,当向UE提供至少一个候选小区的RACH配置时,可以使用使用DCI format1_0中用于PDCCH顺序的保留比特的新字段来指示RO(由UL/SUL指示符、SS/PBCH索引和PRACH掩码索引的现有字段指示)和随机接入前导码索引是针对服务小区还是针对候选小区。比特的数量取决于配置给UE的候选小区的数量。考虑到DCI开销和安全问题,该字段可以携带候选小区或服务小区的逻辑标识,而不是PCI。
在传统切换中,支持基于竞争的随机接入(CBRA:contention-based random access)和无竞争随机接入(CFRA:contention free random access)。对于CFRA,在RRC重配中向UE提供前导码和掩码索引以及目标小区的公共RACH配置。对于CBRA,由于TA获取导致的中断时间可能更长,因为UE需要进一步从候选小区接收msg2/msg4并向其发送msg3,以帮助解决潜在的竞争,特别是对于频率间候选小区。考虑到中断是LTM的关键因素,CBRA不是首选。
在当前RACH过程中,UE在发送PRACH之后在RAR窗口内从服务小区接收随机接入响应。对于CFRA,通过RAR向UE指示用于以下UL传输的TA和UL grant。在LTM中,PDCCH-ordered PRACH被发送到候选小区,并且在候选小区处测量TA。
关于LTM中候选小区的PDCCH-ordered RACH是否需要RAR,考虑以下备选方案:
Alt 1:RAR是必需的
Alt 2:RAR不需要
Alt 3:是否需要RAR可配置
倾向于让gNB在UE向候选小区(即Alt 3)发送PRACH之后配置UE对RAR的接收,因为Alt 1和Alt 2都有自己的用例。例如,LTM中的候选小区可以是带内CA场景中的SCell,或者是小区间mTRP场景中的TRP之一。候选小区的TA可能不同于服务小区,并且在小区切换之前需要与候选小区通信。在这些情况下,可以在小区切换之前通过RAR向UE指示TA值。由于TA由候选小区测量,因此根据候选小区配置中携带的type2 CSS配置,UE直接从候选小区接收RAR更有效,因为候选小区通过更高层信令交换将TA转发到服务小区需要更长的时间。在这种情况下,TA将在UE侧保持,TAG定时器作为传统。
如果UE不能同时接收来自不同波束或具有不同定时的信号,或者如果是频率间场景,则从候选小区接收RAR可能导致服务小区中的长时间中断。如果UE在小区切换之前不需要与候选小区通信,则不需要在小区切换命令之前从候选小区接收RAR。在这种情况下,可以在网络侧维护TA。此外,如果gNB将UE配置为不从候选小区接收RAR,则UE不应根据传统过程使用功率斜坡来重传前导。
无RACH解决方案
基于Rx定时差
当UE在LTM中执行L1测量时,UE可以基于对服务小区和候选小区的SSB的测量来导出参考信号定时差(RSTD:reference signal timing difference)。UE可以根据服务小区TA和RSTD确定候选小区的TA,并直接应用于小区切换后的UL传输。有三个源导致候选小区的TA估计误差。首先,UE可能对服务小区和候选小区都具有DL同步错误。此外,定位中定义的RSTD基于PRS,与SSB相比,PRS具有更大的带宽以提供更好的估计精度。其次,服务小区和候选小区之间的DL Tx定时的估计可能是困难的。即使对于同步部署,它也可以长达3 us。通常很难通过gNB本身来测量这种误差。第三,从服务小区TA中导出候选小区的TA,其本身具有估计误差。因此,需要进一步评估,以查看来自RSTD的TA估计的精度是否能够满足UL同步的RAN4要求。
用于TA采集的基于RSTD的附加SRS传输
为了克服仅基于RSTD的TA解决方案中的累积误差,可以使用朝向候选小区的SRS传输。在定位中讨论了gNB基于SRS的测量,并且有两种可能的方法来确定SRS的传输定时。由于UE与服务小区同步,一种可能的解决方案是UE使用服务小区TA发送SRS。由于传播延迟的差异,候选小区中的SRS可能会导致干扰。因此,由于UL干扰,与服务小区TA的SRS传输不是优选的。为了解决这个问题,另一种可能的解决方案是UE对朝向候选小区的SRS传输执行TA补偿。SRS的TA可以基于上述基于RSTD的TA解决方案导出。在接收到UE发送的SRS后,候选小区可以通过高层信令导出TA偏移值并将其发送给服务小区。并且UE可以基于服务小区TA、服务小区和候选小区之间的估计DL-TDOA以及小区切换命令中指示的TA偏移值来导出候选小区的实际TA。来自候选小区的TA偏移值有助于减轻上述基于Rx定时差的解决方案中累积的TA估计误差。图1显示了这样一个过程的示例。

如LTE中的无RACH机制
在LTE中,指定了无RACH切换。UE在切换之后应用与源小区中相同的TA值或在目标小区中应用零TA值。这种假设使得无RACH切换具有有限的应用场景,如果重用无RACH解决方案,同样的缺点也适用于基于L1/L2的移动性。
TA指示
对于基于RACH的解决方案,如果配置了RAR,则可以在候选小区处导出TA值,并通过RAR消息直接发送给UE。否则,TA可以根据配置在小区切换命令中指示。对于支持基于非RACH的解决方案的情况,由于不存在来自候选小区的RAR消息,因此UE不能直接从候选小区接收准确的TA调整。源小区需要通过更高层信令交换从候选小区接收TA调整,并与小区切换命令一起向UE指示。在这种情况下,候选小区的TA值不能用于小区切换之前的UL传输。