5G NR定位下行參考信號
Rel-16種,支持了5G定位功能,其中下行PRS資源comb-N取值范圍為{2,4,6}.下行PRS支持頻域中的統(tǒng)一模式(comb-type)。
從Fourier變換的基本性質(zhì)出發(fā),發(fā)現(xiàn)非聚集comb-N個頻域信號產(chǎn)生N個重復的時域等效信號。只要信道的延遲擴展小于模糊距離,OFDM通信系統(tǒng)對這種模糊具有魯棒性。然而,這種模糊性對依賴于TOA(time-of-arrivals)測量的導航和定位系統(tǒng)是有害的,例如OTDOA,因為這種模糊性可能產(chǎn)生錯誤的位置修正。圖1使用一個簡單的3路徑模型說明了不同comb-level對接收信道能量響應(CER:Channel Energy Response)的影響。

如果要考慮使用無標記信號,將有嚴格的操作限制。為了解決與非聚集comb options>1相關(guān)聯(lián)的固有模糊性,必須有UE位置不確定性、傳輸點位置不確定性、gNB網(wǎng)絡定時不確定性的先驗知識,每個gNB UE鏈路的最大額外延遲和在UE處確定參考TRP的符號邊界的不確定性。所有參數(shù)的綜合影響必須小于± ? 模糊距離。

上圖顯示了距離差(即TDOA)對UE位置的先驗不確定性dunc的影響,以生成搜索窗口。從圖中可以看出:

上圖顯示了UEH0觀測到的參考TRP和相鄰TRP之間的定時不確定性的影響。同樣,網(wǎng)絡同步對搜索窗口的影響是:

RE級偏移
PRS資源可以使用
?Comb-type 值
?PRS資源的第一個OFDM符號的一個RE offset
?PRS資源中剩余符號的指定偏移序列
對于跨越大量連續(xù)OFDM符號的PRS資源,與高優(yōu)先級的其它信道的沖突可能導致產(chǎn)生不需要的頻域頻譜空洞。例如,考慮一個comb-6的情況,它有一個階梯類型的交錯,由于2個符號的沖突而被搶占,如圖4所示。然后,將創(chuàng)建兩個3個子載波長的頻率孔,從而產(chǎn)生更強的混疊峰值(子載波1、2、7、8未被占用)。

另一方面,如果給定已經(jīng)被占用的子載波,則盡可能地分離由連續(xù)OFDM符號占用的子載波,如下圖5所示,子載波1、3、7、9不被占用,這是不連續(xù)的,導致僅2個子載波的頻率空洞。

在某些符號丟失的情況下,這兩個錯開的選項會影響產(chǎn)生的信道能量響應(CER)的形狀。

端口數(shù)
關(guān)于每個PRS資源的端口數(shù)的問題,gNB將能夠配置多個PRS資源和多個PRS資源集,甚至可以在它們之間發(fā)送QCL關(guān)系信號。因此,沒有明顯的理由說明2端口PRS資源可以額外啟用什么。RRM的CSI-RS只有一個端口,用于BM的CSI-RS具有2端口配置的選項,然而,該2端口配置不在1端口CSI-RS配置之上提供增量信息,因為UE在所有RE上平均L1-RSRP。
PRS靜音
PRS靜音被稱為某些PRS的“零功率”傳輸,其被執(zhí)行以確保UE能夠檢測來自相鄰基站的弱PRS信號。
在LTE中,TRP的PRS靜音配置由具有周期性Trep的周期性靜音序列來定義,其中Trep以值2、4、8、16來計算PRS定位的次數(shù)。PRS靜音信息由長度為2、4、8或16位的位串來表示,而隨后還引入了1024位的選項。如果PRS靜音信息中的某個位被設置為“0”,則PRS在相應的PRS定位場合被靜音。PRS靜音序列的第一位對應于在輔助數(shù)據(jù)參考TRP SFN=0的開始之后開始的第一PRS定位時刻。
類似于LTE的方法也可以在NR中使用,并進行必要的調(diào)整。明確地,
TRP可以傳輸多個PRS資源集,每個PRS資源集包含多個PRS資源。
PRS資源集將是在配置的偏移中以配置的周期性傳輸?shù)牟ㄊ≒RS資源)的集合。有些裝置的周期性較高(窄波束),有些裝置的周期性較?。▽挷ㄊ?。除其他外,這將允許一個PRS資源集專用于采集階段,另一個用于跟蹤階段。
由于每個PRS資源集與周期性相關(guān)聯(lián),因此每個實例(例如,每160毫秒發(fā)生一次)將跨越一個連續(xù)的時隙集,其長度可以以與LTE中使用至少取值1、2、4、6的NPRS 類似的方式來配置(與LTE中相同)。
PRS資源集的每個PRS資源將具有相對于SFN=0的配置偏移(類似于LTE的△PRB參數(shù))。
這種配置的示例如下圖所示:

現(xiàn)有的參考信號再利用
用于導航和定位的新參考信號將具有最大的靈活性,并可針對其專用目的進行充分優(yōu)化。然而,重用現(xiàn)有的NR物理信道和信號可以簡化PRS的設計和實現(xiàn)。一些現(xiàn)有的NR信道已經(jīng)滿足了PRS的一些要求。例如:
a) CSI-RS和SRS都以4個RB的倍數(shù)靈活地分配連續(xù)帶寬,從與CRB網(wǎng)格對齊的系統(tǒng)帶寬中的任意位置開始,以4個RB的倍數(shù)分配。
b) ssb、CSI-RS和SRS可以在窄波束中傳輸。
c) SSB中的SSS使用127個tone的連續(xù)集合。
通過擴展現(xiàn)有物理信道的參數(shù)配置范圍,可以滿足現(xiàn)有物理信道不滿足的一些要求。例如,單端口CSI-RS的梳間距是4、12或24 tone。通過在連續(xù)的OFDM符號上使用音調(diào)參差配置多個CSI-RS,接收機可以在解參差后看到完整的梳狀信號,如圖8所示。這種配置可以使用Release-15本身來實現(xiàn),或者可以定義新的CSI-RS配置以避免必須配置多個CSI-RS資源。使用梳子允許相鄰gnb的FDM正交化。為了在時間和頻率正交化方面允許更大的靈活性,可以為CSI-RS定義更多的梳狀密度以用作PRS。類似的考慮也適用于RTT上行鏈路上SRS的使用。SRS支持comb-2和comb-4;還可以定義comb-1模式,以及comb-2和comb-4模式的交錯配置。

對于PSS、SSS和PBCH,ssb在帶寬上被限制為127個tone和20個RB。擴展SSB BW并不簡單。然而,可能有精度要求的應用,使得SSB BW足以用作PRS。這可能特別適用于較大的SCS,這意味著較大的SSB BW。因此,ssb的子集可被定義為用作prs。通過在不同trp中適當配置發(fā)射ssb的集合,可以通過TDM將它們正交化。最大SSB周期為160ms,而LTE-PRS周期可達1280ms。為了實現(xiàn)LTE中支持的周期性,用作pr的SSB的周期性可以跨越多個SSB周期。
引入多個PRS資源設置,即從同一傳輸點傳輸?shù)腜RS資源集的集合,至少考慮到必須支持捕獲定位模式(其中可以為UE配置大量發(fā)射重復以支持接收波束掃描)和跟蹤定位模式(例如,沒有接收波束掃描就沒有重復)以減少總體PRS開銷的需要??赡苓€有其他原因,使每個gNB有可能收集兩個以上的PRS資源集。例如,如果需要將ssb捆綁在單獨的PRS資源設置中,或者將CSI-RS資源捆綁在另一個PRS資源設置中,這與包含DL-PRS資源集的PRS資源設置不同,那么支持額外的PRS資源設置是有意義的。

基于所提出的結(jié)構(gòu),gNB可以配置具有多個Tx波束的PRS資源設置(即,PRS資源集),并且對于每個Tx波束,gNB可以通知UE一個集是否包含具有相同Tx濾波器的PRS資源,以便UE將有機會根據(jù)需要執(zhí)行TOA和RSRP測量。然后,UE可以處理這些測量并向gNB反饋所需的測量(例如,RSTD、RSRP、UE Rx Tx)。