5G定位有哪些技術(shù)
LTE中已有定位技術(shù)是ECID、OTDOA、UTDOA),而NR特定技術(shù)有基于角度的定位、單基基站定位和LOS確定)。
E-CID 定位
通過(guò)cell ID(CID)定位方法,利用其服務(wù)gNB的內(nèi)容來(lái)估計(jì)UE的位置。增強(qiáng)cell ID(E-CID)定位是指使用額外的UE或NR網(wǎng)絡(luò)無(wú)線資源或其他測(cè)量來(lái)改進(jìn)UE位置的技術(shù)。E-CID定位利用基站的地理坐標(biāo)、往返時(shí)間(RTT:round-trip time)、角度信息和服務(wù)小區(qū)的信號(hào)質(zhì)量測(cè)量來(lái)估計(jì)UE的位置。
對(duì)于RTT估計(jì),gNB可以重用TS 36.214,中定義的兩種定時(shí)提前。此外,可以研究定時(shí)同步誤差的估計(jì),以進(jìn)一步改進(jìn)TOA/TDOA測(cè)量。對(duì)于角度信息,可以考慮基于SRS或DMRS的上行到達(dá)角,或者基于SSB或CSI-RS的下行angle-of-departure。信號(hào)質(zhì)量測(cè)量(例如RSRP/RSRQ)可以提供額外信息,例如相應(yīng)小區(qū)的可靠性、距離或測(cè)量誤差方差。然后可以將測(cè)量報(bào)告給LMF,然后LMF可以向UE提供計(jì)算的位置。
通過(guò)考慮與每個(gè)給定位置相關(guān)的其他射頻測(cè)量,可以進(jìn)一步增強(qiáng)E-CID。這被稱為fingerprint。將測(cè)量映射回以導(dǎo)出或縮小定位結(jié)果,這樣可以改進(jìn)基于E-CID的結(jié)果,提高精度。
OTDOA 定位
通過(guò)計(jì)算圓的交點(diǎn)(TOA:the intersection of circles)或雙曲線/雙曲面(TDOA:hyperbolas/hyperboloids)來(lái)執(zhí)行三邊測(cè)量/多邊測(cè)量。通常,UE使用下行RS從兩個(gè)基站導(dǎo)出TOA。TOA可以建模為網(wǎng)絡(luò)和UE之間的公共定時(shí)偏移加上傳播延遲,即BS-UE距離和光速之間的比率。時(shí)差是TOA之間的差,因此公共定時(shí)偏移被抵消。


UTDOA 定位
BS使用UE發(fā)送的接收到的測(cè)深參考信號(hào)(SRS)來(lái)推導(dǎo)TOA,在OTDOA中使用類(lèi)似的相關(guān)方法。Taylor expansion和2WLS也可用于UTDOA。
基于角度的定位
由于天線結(jié)構(gòu)不同,在FR1和FR2中執(zhí)行的基于角度的定位方法不同。
FR1
gNB使用UE發(fā)送的接收SRS,使用離散傅立葉變換(DFT:discrete Fourier transform)波束方法或用于三維(3D:three-dimensional)定位的多信號(hào)分類(lèi)(MUSIC:multiple signal classification)方法來(lái)推導(dǎo)方位角和天線到達(dá)角(AOA)。垂直和水平天線單元的CIR可分別用于方位角和天線測(cè)量的AOA。
使用DFT波束法測(cè)量的天線AOA可以表示為


FR2
對(duì)于FR2,F(xiàn)R1中的角度估計(jì)方法無(wú)法直接應(yīng)用,因?yàn)橛捎诰哂卸鄠€(gè)天線單元的不同射頻架構(gòu),數(shù)字基帶中不再提供天線單元方向的接收信號(hào)。在圖1所示的典型射頻前端架構(gòu)中,每個(gè)天線元件的接收信號(hào)與模擬域中的波束賦形權(quán)重相結(jié)合,單個(gè)信號(hào)流從TXRU輸出,通常每個(gè)面板每個(gè)極化映射。由于實(shí)際限制(尺寸、間距等),依賴于每個(gè)天線元件上觀察到的信號(hào)之間的相位差的經(jīng)典角度估計(jì)算法不再適用于FR2。


由于下行具有更廣泛的覆蓋范圍,因此上述方法可以在下行中交互使用。具體來(lái)說(shuō),UE測(cè)量并報(bào)告在不同Tx波束中傳輸?shù)南滦蠷S的RSRP,并且網(wǎng)絡(luò)可以基于該報(bào)告找到UE的方向。
Single-BS 定位
考慮到室內(nèi)場(chǎng)景,其中g(shù)NB位于原點(diǎn)[0,0],UE位于未知位置XUE。存在多條上行信道路徑,包括LOS路徑和反射路徑。反射器位于坐標(biāo)XR,l處。

視線LOS確定
估計(jì)的TOA可以通過(guò)乘以光速來(lái)評(píng)估發(fā)射器和接收器之間的距離。然而,當(dāng)發(fā)射器和接收器之間沒(méi)有直接路徑(非視線非視距)時(shí),相關(guān)的第一個(gè)峰值不一定對(duì)應(yīng)于發(fā)射器和接收器之間的視線傳播。在非視距情況下,基于TOA計(jì)算的距離高估了發(fā)射器和接收器之間的實(shí)際距離,從而導(dǎo)致位置確定錯(cuò)誤。
