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Timing Advances

Timing Advance es una tcnica que se utiliza para compensar el retardo de la seal que se produce cuando una seal viaja entre el MS y la BTS. El BSS le asigna al MS un TA de acuerdo a cuan lejos lo percibe. La determinacin de un TA correcto, normalmente es una funcin del BSC, sin embargo, de acuerdo al fabricante, esta funcin puede ser manejada por cualquier elemento del BSS.

Los sistema TDMA requieren una sincronizacin precisa entre el MS y la BTS. Cuando el MS requiere acceso a la red, enva un burst de acceso (access burst) por el RACH (Random Access Channel). Cuanto ms lejos est el MS de la BTS, ms tiempo tendr el burst de acceso en llegar a la BTS, debido al retardo por propagacin. Finalmente se llega a un cierto punto en donde el burst de acceso llega tan tarde que puede interferir con el siguiente time slot.

Access Burst

El Guard Time se utiliza para compensar el retardo de la propagacin debido a la distancia (desconocida) entre el MS y la BTS. Permite que el burst de acceso pueda llegar hasta 68,25 bits ms tarde de lo que se supone, sin interferir con el TS siguiente.

68.25 bits no significa mucho en el sentido del tiempo. Se debe convertir 68,25 bits en un intervalo de tiempo. Para ello, es necesario calcular la duracin de un solo bit, es decir, la cantidad de tiempo que sera necesario para transmitir un solo bit.

R: 3.69s Propagation Delay Ahora bien, si una rfaga de acceso tiene un perodo de guarda de 68,25 bits esto da lugar a un tiempo mximo de retardo de aproximadamente 252s (3.69s 68,25 bits). Esto significa que una seal del MS podra llegar hasta 252s despus y aun as, no interferira con el siguiente TS.

El siguiente paso consiste en calcular la distancia que debe haber entre una estacin mvil y la BTS para una onda de radio tarde 252s en llegar entre el Tx y el Rx. Esta sera la distancia mxima terica de que un MS puede transmitir y llegar en el TS correcto. As, podemos determinar que un MS podra, en teora, estar hasta 75.6 kilmetros de distancia de una BTS cuando transmite su rfaga de acceso y an no interferir en el TS siguiente.

Sin embargo, hay que tener en cuenta que el MS se sincroniza con la seal que recibe de la BTS. Debemos tener en cuenta el tiempo que tarda la seal de sincronizacin en viajar de la BTS al MS. Cuando el MS recibe la seal de sincronizacin de la BTS, no tiene manera de determinar a qu distancia est de la BTS. As, cuando el MS recibe la seal de sincronizacin en el SCH, este sincroniza su tiempo con el tiempo del sistema. Sin embargo, en ese preciso momento, el tiempo en la BTS ya ha progresado un poco. Por lo tanto, el tiempo del MS estar detrs del de la BTS en una cantidad de tiempo igual al tiempo de viaje entre la BTS y el MS.

Por ejemplo, si un MS se exactamente 75,6 kilmetros de distancia de la BTS, tomara 252s para que la seal llegue de la BTS al MS.

El MS se sincronizar con ese vector temporal y enviar su burst de acceso en el RACH. Tomar 252s para que esta seal vuelva a la BTS. El tiempo total de ida y vuelta sera de 504s. Por lo que, la seal que enva el MS de vuelta a la BTS estar retrasada en 504s equivalentes a 136,5 bits.

Los 68.25 bits de guarda podran absorber parte de la demora (136.5 bits), pero el burst de acceso aun cortara en 68.25 bits el siguiente time slot.

Tamao Mximo de una Celda Con el fin de compensar el viaje de ida y vuelta de la seal de radio, se debe dividir la distancia mxima por la mitad. Por lo tanto, dividiendo 75,6 kilmetros por la mitad, obtenemos 37,8 kilmetros. Si un MS est ms lejos que 37,8 kilmetros y transmite un burst de acceso es muy probable que interfiera con el TS siguiente. Una distancia menor que 37,8 kilmetros el burst de acceso llegar dentro del tiempo de guarda y no interferir con el siguiente TS.

En GSM, el tamao mxima de una celda est estandarizado en 35km. Esto se debe principalmente al numero de timing advances que se permiten en las redes GSM.

Cmo un BSS determina el Timing Advance? A fin de determinar el retardo por propagacin entre el MS y la BTS, la BTS utiliza la secuencia de sincronizacin contenida en el burst de acceso. El BSS examina la secuencia de sincronizacin y ve la diferencia entre el momento que llega y el tiempo en que se esperaba que llegue. Recordemos que la duracin de un bit es aproximadamente 3.69s. Por lo tanto, si la BTS ve que la secuencia de sincronizacin llega tarde por un solo bit, entonces sabe que el retardo por propagacin es 3.69s.

Para cada 3.69s de retardo por propagacin, el TA se incrementa en 1. Si el retraso es inferior a 3.69s, no se realiza ningn ajuste, lo que se conoce como TA0. Por cada TA, el MS iniciar su transmisin 3.69s despus. Cada TA es bsicamente igual al retraso de 1 bit detectado en la secuencia de sincronizacin.

La distancia de un Timing Advance. Al calcular la distancia involucrada en cada TA, debemos recordar que la distancia recorrida total por la seal radioelctrica es de dos vas. La primera es la secuencia de sincronizacin que recorre desde la BTS al MS. La otra parte corresponde al burst de acceso que viaja desde el MS a la BTS. Si queremos saber la distancia real existente entre la BTS y el MS, se debe dividir el retardo producto de la propagacin por la mitad.

Se tiene que por cada 3.69s de retardo, el TA se incrementa en 1. Sabemos que un retardo por propagacin de 3.69s es igual a una distancia de 553,5 metros. As, vemos que cada TA es igual a una distancia de 553,5 metros de la torre. A partir de la BTS (0 metros) una nueva TA se iniciar cada 553.5m.

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