NR下行定位參考信號屬性
對于TOA(到達時間 Time Of Arrival)估計,估計的質量主要取決于以下參數(shù):
傳輸?shù)腜RS(Positioning Reference signal)的帶寬
序列相關特性
發(fā)射信號(小區(qū)或波束)之間的正交性
用于一個位置估計的發(fā)送/接收信號的總能量
信道相干時間內發(fā)送/接收信號的總能量
與信號自相關函數(shù)中的邊峰有關的距離特性
定位開銷
定位估計的質量必須與實現(xiàn)該估計的成本相平衡,主要表現(xiàn)為用于定位而不是用于通信的時間部分,即定位開銷。
序列相關特性
當干擾信號與用于TOA估計的信號具有相同數(shù)量級(或更小)時,則通過對不同信號使用不同序列獲得的處理增益一般是足夠的,并且不需要完全正交性。為了最大限度地抑制這種類型的干擾,應仔細選擇使用的序列,使其具有最佳的相關特性。在某些情況下,例如,對于大量波束,還可能需要相當多的不同序列和相應的大量初始化位。
正交性
當干擾信號比用于TOA估計的信號強得多時,如在測量TOA到遠處的站點時來自服務小區(qū)的干擾信號的情況一樣,然后,該序列所獲得的處理增益不夠,需要信號之間的正交性,從而實現(xiàn)精確的TOA估計。
可以通過頻率或時間多路復用信號來實現(xiàn)正交性。還可以使用具有故意延遲/循環(huán)移位的單頻網絡(SFN:Single Frequency Network)來實現(xiàn)不同估計信道脈沖響應(CIR:Channel Impulse Responses)之間的一種事實正交性。
當通過從不同傳輸點發(fā)送的M信號的時間復用來實現(xiàn)正交性時,這意味著在每個傳輸點中使用的符號數(shù)為M*S,其中S是用于一個信號的符號數(shù)目。這顯然是資源利用方面的嚴重成本。
類似地,當正交性用于頻率復用從不同傳輸點發(fā)送的N個信號時,這意味著在每個傳輸點中使用的子載波數(shù)為N*C,其中C是用于一個信號的子載波的數(shù)量。如果能用線性因子N來提高信號的功率,以利用gNB的全部輸出功率,這就不是那么關鍵了。然而,可能的功率提升量可能受到諸如限幅和監(jiān)管要求等方面的限制。另外,即使對于大N,仍然可以在全帶寬上擴展子載波,以獲得有利于TOA估計的大帶寬信號。
因此,為了實現(xiàn)一定的重用R=M*N,需要仔細考慮M和N的選擇。對于用于定位的時間單位,一個大M值將帶來非常高的成本。一個非常高的N值,另一方面可能導致不能利用gNB的全部輸出功率,從而降低了定位信號的覆蓋率。

能量
增加傳輸信號的帶寬,提高了TOA的精度,同時在總傳輸功率不變的情況下,降低了信噪比。對于給定帶寬,用于一個定位估計的信號總能量對于定位信號的覆蓋很重要,而且由于定位信號必須在服務小區(qū)之外的很遠的地方被聽到,這顯然是定位的關鍵因素。
假設定位信號使用了全部輸出功率,則信號的能量與用于信號的符號數(shù)成正比。但是,如果無法利用全部輸出功率,例如,由于信號不使用所有子載波,并且功率提升受到限制,這將明顯降低信號的能量。
當OFDM符號在時間上分布超過相干時間時,組合這些分離符號的效率會降低,因此在這種情況下,總能量不能像所有符號都在相干時間內時那樣有效地利用。當所有符號都在相干時間內時,這些符號可以連貫地組合,并相應地增加信噪比,而當符號比相干時間更為分離時,如在不同的PRS場合,效率較低的非相干組合將導致較低的信噪比增益,或可能需要其他類型的組合,例如,分別估計每個場合內的最早峰值,然后從這些估計的TOA位置導出全局TOA估計,例如,通過取這些值的最小或平均值。

定位開銷
定位信號的主要成本是必須用于定位而不是用于通信的時間,例如以每個時間單位使用的符號的數(shù)量來測量。顯然,為了在不同的定位信號之間進行公平的比較,有必要以相同的成本在定位所用的時間部分進行比較。
當然,也可以假設TOA估計值對所有信號都具有相同的周期性,因此第1層時延是相同的。結合對相等開銷的假設,這意味著對于不同信號之間的公平比較,對于所有信號,用于一個定位估計的符號數(shù)目應該相同,例如N個符號。
通常,定位信號出現(xiàn)在許多周期性場合中,其中每個場合是一個或幾個時隙長,并且使用固定數(shù)量的符號M。根據(jù)給定信號的每個時刻的符號數(shù)M,因此每個定位估計應基于N/M時刻。
可以注意到,信號的時機周期性隨后將與在一個時機中使用的符號的數(shù)目M成反比。
無論是出于通信目的還是出于定位目的(例如TRS)而傳輸?shù)男盘柕脑倮蔑@然根本沒有定位開銷。這種候選信號明顯優(yōu)于所有其他信號,只要它們滿足給定場景中的定位要求。