NR定位物理層流程-PRS
如果5G網(wǎng)絡(luò)為定位配置了定位參考信號(hào)(PRS),那UE接收到下行PRS后,UE需要干什么呢?
為了將下行PRS何時(shí)及時(shí)到達(dá)UE進(jìn)行指示,支持以下選項(xiàng)中的至少一個(gè):
Option?1:向UE提供輔助數(shù)據(jù)中TRP的預(yù)期RSTD(Reference Signal Time Difference)值以及不確定性(搜索窗口)。
Option?2:在輔助數(shù)據(jù)中向UE提供TRP傳輸時(shí)間差(例如,SFN#0、子幀偏移、時(shí)隙、符號(hào)、子符號(hào)、ns-offset等之間的時(shí)間偏移)和傳播延遲差以及不確定性(搜索窗口)。
在LTE中,如果兩個(gè)小區(qū)在相同頻率上,則網(wǎng)絡(luò)應(yīng)確保從相鄰小區(qū)發(fā)送的第一PRS(不是附加PRS配置)與從參考小區(qū)發(fā)送的第二個(gè)PRS之間的子幀偏移量最多為半幀。
對(duì)于異頻相鄰小區(qū),可以配置額外的子幀偏移,如圖1所示。
因此,在LTE中,同頻和異頻相鄰小區(qū)的預(yù)期RSTD可以限制為僅±0.8ms(具有14bit和3Ts指示粒度)。

由于以下原因,LTE中的這種方法在NR中可能不會(huì)很好地工作。
1.?NR中還沒有定義第一PRS資源/PRS資源集,因此即使對(duì)于在同一頻率上傳輸?shù)腜RS,也不清楚哪對(duì)PRS資源/PRS資源集合可以被假定為與LTE中的至多半個(gè)子幀偏移的所謂部分重疊。
2.?即使每個(gè)TRP可能有一個(gè)標(biāo)稱“第一PRS資源”,并且網(wǎng)絡(luò)基于標(biāo)稱“第一PRS資源”之間的到達(dá)時(shí)間差指示預(yù)期RSTD,它也不能保證UE可以檢測到“第一PRS資源”。這是因?yàn)?/span>NR 下行PRS可以通過波束掃描方式發(fā)送,導(dǎo)致可檢測PRS資源在TRP之間變化。圖2顯示了一個(gè)示例,其中兩個(gè)TRP傳輸與4個(gè)波束相關(guān)聯(lián)的4個(gè)PRS資源(PRS#x_1 ... PRS#x_4)。從時(shí)域來看,PRS資源在多個(gè)時(shí)隙中擴(kuò)展。不清楚應(yīng)當(dāng)如何向UE指示預(yù)期RSTD。

然后,如果允許LMF基于一些先驗(yàn)信息從TRP(部分輔助數(shù)據(jù))選擇PRS資源的子集給UE,則不清楚預(yù)期RSTD應(yīng)如何指示給UE以及是否應(yīng)與完全輔助數(shù)據(jù)相同,如圖3所示。
注意,從TP中選擇PRS資源子集的基本機(jī)制基于以下假設(shè):
1.?LMF具有先驗(yàn)信息,例如粗略UE位置估計(jì)和PRS波束信息,并且愿意幫助UE降低處理復(fù)雜度。
2.?gNB不期望改變一個(gè)特定UE的傳輸調(diào)度,即從gNB的角度來看,即使LMF可以為一個(gè)UE選擇PRS資源的子集,gNB仍然傳輸所有PRS波束,其中一部分對(duì)UE是透明的。

替代方案是向UE提供每個(gè)TRP的詳細(xì)定時(shí),例如SFN初始化時(shí)間。首先,SFN初始化時(shí)間無論如何應(yīng)由每個(gè)NG-RAN節(jié)點(diǎn)提供給LMF。
其次,UE將使用SFN初始化時(shí)間來獲得TRP的整個(gè)定時(shí),可以由UE導(dǎo)出SSB位置和不可用于PRS的其他周期性資源,其可以假定在每個(gè)系統(tǒng)幀初始化。
對(duì)于SFN初始化時(shí)間,額外的預(yù)期延遲和預(yù)期延遲不確定性可用于定位接收時(shí)間并形成PRS搜索窗口,如圖4所示。

提供時(shí)間差而不是提供時(shí)間本身的論點(diǎn)是,SFN初始化時(shí)間基于gNB的本地時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù),如果UE沒有以與gNB相同的精度與GNSS同步,則對(duì)UE沒有太大意義。然而,如果輔助數(shù)據(jù)包含SFN初始化時(shí)間和預(yù)期傳播時(shí)延的個(gè)體值,則UE仍然可以計(jì)算gNB之間的SFN初始化時(shí)差和gNB之間傳播時(shí)延差。
在提供輔助數(shù)據(jù)中的時(shí)間或時(shí)間差的任一方式中,UE應(yīng)當(dāng)至少知道TRP的接收定時(shí),并且可以基于定時(shí)(差)相關(guān)信息導(dǎo)出另一個(gè)TRP的定時(shí)。
在LTE OTDOA中,需要關(guān)注:
輔助數(shù)據(jù)中的輔助數(shù)據(jù)參考小區(qū)和輔助數(shù)據(jù)相鄰小區(qū)
位置信息報(bào)告中的RSTD參考小區(qū)和RSTD鄰小區(qū)
輔助數(shù)據(jù)參考小區(qū)有兩個(gè)用途:
1.?推導(dǎo)OTDOA相鄰小區(qū)搜索窗口的定時(shí)參考
2.?用于計(jì)算RSTD相鄰小區(qū)的RSTD的默認(rèn)RSTD參考小區(qū)
UE無論如何都應(yīng)報(bào)告RSTD參考小區(qū)的小區(qū)標(biāo)識(shí),但如果該字段與輔助數(shù)據(jù)參考小區(qū)的字段相同,則可以省略。然而,在NR中,協(xié)議僅涉及RSTD報(bào)告參考配置。到目前為止,沒有輔助數(shù)據(jù)引用,無論它是下行PRS資源、下行PRS源集還是其他。

為了提供預(yù)期的RSTD或SFN初始化時(shí)間差,應(yīng)選擇一個(gè)參考,該參考自然應(yīng)為TRP或TRP內(nèi)的PRS資源集。如果引入該參考,則應(yīng)澄清參考和RSTD測量參考之間的關(guān)系。還值得注意的是,對(duì)于下行AoD和多RTT,似乎沒有此類測量參考。
對(duì)于下行AoD,UE使用固定Rx波束來接收下行PRS資源。如果滿足以下任一條件:
DAoD中的PRS配置
DAoD中的測量報(bào)告
即使多個(gè)PRS資源配置有不同的QCL源RS,UE也應(yīng)使用具有相同Rx分支的相同Rx波束來測量小區(qū)的PRS-RSRP。
就要選擇哪個(gè)Rx波束而言,這取決于網(wǎng)絡(luò)是否已經(jīng)知道最佳PRS波束。例如
如果UE知道,則網(wǎng)絡(luò)可以向UE提供參考PRS資源,從而應(yīng)當(dāng)選擇Rx波束以最大化參考PRS的RSRP。
如果UE不知道,沒有提供這樣的參考PRS資源,則UE應(yīng)在所有Tx波束上執(zhí)行Rx波束掃描,并選擇最大化所有Tx-Rx波束對(duì)上的RSRP的Rx波束。
在UE選擇Rx波束之后,UE應(yīng)當(dāng)使用該特定Rx波束測量TRP的所有PRS資源的PRS RSRP。
為了支持分層下行PRS傳輸方案,定義物理層過程有助于最小化信令延遲和開銷。
在LTE中,UE/gNB和位置服務(wù)器(LMF)之間交換的信息,例如容量請(qǐng)求/響應(yīng)、輔助數(shù)據(jù)傳輸和測量報(bào)告,通過LPP和LPPa協(xié)議進(jìn)行。在該框架內(nèi),如圖5所示,為了滿足高定位精度,gNB需要對(duì)具有窄波束的下行PRS傳輸執(zhí)行波束掃描,這顯著增加了PRS開銷。

相反,具有物理層過程的框架如圖6所示。根據(jù)定位要求,UE可以請(qǐng)求gNB配置按需的UE特定的DL PRS資源。一種可能的解決方案是,UE可以通過物理層過程報(bào)告資源索引和度量,基于此過程,gNB決定觸發(fā)特定于UE的DL PRS資源的配置。對(duì)于終端特定的DLPRS的傳輸,gNB可以使用選定的光束以提供高定位精度。