OTDOA（Observed Time Difference of Arrival）是一種基于下行鏈路的解決方案，在LTE中得到了很好的研究，應(yīng)該擴展到NR。它需要GNB之間的良好同步。RTT是一種混合上下行鏈路的方法，通過估計UE和每個參與gNB之間的雙向范圍，而不是與參與gNB的到達時間差，避免了這種同步的需要。NR定位可能需要嚴格的性能要求，這使得GNB之間的時間同步也更具挑戰(zhàn)性。OTDOA定位精度受到不完美網(wǎng)絡(luò)同步的顯著影響。作為解決此難題的一種方法，應(yīng)在NR中支持RTT。本文件中使用的PRS信號可指用于OTDOA的下行鏈路信號和用于RTT的上行鏈路信號。這些信號可以是現(xiàn)有的NR信號，例如用于PRS的SSB、CSI-RS或SRS。

NR定位的動機和要求如下：

• 要求1：NR定位信號應(yīng)能夠在大量TP之間實現(xiàn)高水平的正交性（“多址能力”）。

• 要求2：NR定位信號必須允許TOA測量與其傳輸點的非模糊關(guān)聯(lián)。

• 要求3：NR定位信號應(yīng)允許在可用系統(tǒng)帶寬內(nèi)對定位資源塊進行靈活和可擴展的配置，以便在不同服務(wù)程度下進行距離/位置估計。

• 要求4：在定位資源/場合中，通常應(yīng)僅配置定位信號，不得混合其他信號和信道。只有（例如未預(yù)料到的）高優(yōu)先級信令/數(shù)據(jù)可以刺穿定位資源。

• 要求5：NR定位信號應(yīng)利用資源塊中的所有音調(diào)。

• 要求6：NR定位信號應(yīng)允許靈活的信號（時間）持續(xù)時間配置（例如，包括定位時機的連續(xù)符號/時隙的數(shù)量、定位時機的周期性等），以便在不同服務(wù)程度下進行距離/位置估計。

• 要求7：應(yīng)能在窄波束中傳輸NR定位信號。

• 要求8：NR定位信號配置應(yīng)支持gNB和UE處的波束掃描。

• 要求9：應(yīng)能夠結(jié)合TOA測量使用NR定位信號的方向信息。

• 要求10：指定定位支持的各種gNB同步要求（例如，根據(jù)服務(wù)級別要求或定位方法）。同步要求必須適用于“空口”物理天線參考點。

• 要求11：應(yīng)支持按需傳輸定位信號

• 要求12：基于UE的定位（即目標設(shè)備上的位置計算）應(yīng)為NR中的主要定位模式。此外，還應(yīng)支持UE輔助模式。

• 要求13：（按需）應(yīng)支持定位輔助數(shù)據(jù)的廣播。

對于OTDOA，PRS的主要部署使用1個子幀的時間長度和160ms的重復(fù)周期（N_PRS＝1，T_PRS＝160）。該方案的占空因數(shù)為100%*1ms/160ms=0.625%。一些低于10 MHz的部署使用N_ PRS=2，吞吐量影響為1.25%。注意，與PRS的占空因數(shù)相對應(yīng)的可用下行吞吐量減少。如果已被傳輸用于其他目的的RS（例如，SSB或RLM的CSI-RS）被允許重新用作PRS，則不應(yīng)將其作為額外的PRS開銷包括在內(nèi)。

UE運動可能導(dǎo)致服務(wù)小區(qū)和相鄰小區(qū)的觀測之間的相對多普勒偏移。多普勒影響將表現(xiàn)為從一個符號到下一個符號的額外正或負相位旋轉(zhuǎn)，當需要跨不同符號的不同信號元素的相干組合時，這將是一個問題。對于QPSK調(diào)制，90度的相位旋轉(zhuǎn)將導(dǎo)致較大的誤差矢量幅度（EVM：?error vector magnitude），這將顯著影響相關(guān)操作的輸出。假設(shè)45度可接受相位誤差的操作的寬泛閾值將意味著在信號持續(xù)時間內(nèi)對1/8波長的多普勒頻移的約束。由于UE通常會跟蹤其服務(wù)小區(qū)的頻率，但不知道其實際速度，因此相鄰小區(qū)的相對多普勒速度可能高達地面上UE速度的+/-2倍。因此，地面上的最大速度可以從以下等式中找到。

Smax是滿足約束條件的地面最大UE速度。

λ是信號的波長。

?T是從第一個符號開始到最后一個符號開始的信號持續(xù)時間。

考慮{2,3,4,6,7,14}符號的信號跨度，其中?T對應(yīng)于{1,2,3,5,6,13}個符號。此外，考慮FR1為{15,30}kHz，F(xiàn)R2為{60,120,240}kHz的SCS。圖1和圖2分別顯示了FR1和FR2的限速曲線。

這里將考慮兩個候選信號結(jié)構(gòu)組，并根據(jù)各種影響指標對其進行評估。

Comb-1信號

所有comb-1信號結(jié)構(gòu)的共同點是它們沒有頻率孔，并提供無混疊和無模糊的時域信道沖激響應(yīng)。由于不需要跨時間的相干組合，這些信號對于多普勒影響也具有固有的魯棒性。此外，在所有comb選項中，comb-1允許使用每單位時間最多數(shù)量的Tx波束，并為任何單小區(qū)觀測提供最短的駐留時間。后者可導(dǎo)致UE功耗最小化，而前者可用于最小化總定位持續(xù)時間，同時提供改進的接收信號功率和鄰小區(qū)干擾抑制。如果需要與其他信號（例如PDCCH）共存，該信號結(jié)構(gòu)的TDM特性使其具有靈活性。Comb-1還為掃描中固定數(shù)量的波束產(chǎn)生對Rx波束形成資源（即#ADC）的最低要求，或者相反，允許對固定數(shù)量的Rx波束賦形資源進行最快的波束掃描。雖然支持所有GNB測量的波束配對，但comb-1不允許任何功率提升（EPRE）。最后，處理的計算復(fù)雜度被最小化，因為信號提取自然地與符號對齊，并且不需要跨符號組合。

Comb-N信號

可能的RB對齊comb-N選項包括{2,3,4,6,12}，無模糊信號配置將分別要求{3,4，6,12]的信號持續(xù)時間?？捎霉β侍嵘‥PRE）也將對應(yīng)于梳狀電平，但與comb-1信號相比，增加的信號持續(xù)時間將導(dǎo)致固定數(shù)量波束的波束掃描持續(xù)時間增加。假設(shè)固定的Rx波束賦形資源，波束掃描持續(xù)時間也將進一步增加，因為在每個符號持續(xù)時間期間將有更多的GNB發(fā)射。

根據(jù)圖1和圖2，通過符號間的相干組合，comb-N信號將受到多普勒的影響。更長的掃描持續(xù)時間也會增加UE運動和時鐘漂移的誤差幅度。此外，掃描持續(xù)時間的增加將導(dǎo)致占空因數(shù)和開銷的增加?；蛘?，對于固定的占空因數(shù)，信號周期將增加，這將反過來延長TTFF和TTF。

由于填充所有子載波所需的符號數(shù)量可能不能被時隙中可用符號的數(shù)量整除（例如，11個符號/時隙），因此與其他信號（例如，PDCCH）的共存也可能存在問題。這可能導(dǎo)致利用率降低和掃描持續(xù)時間增加，并進一步受到UE運動和時鐘漂移的影響，或者可能導(dǎo)致處理特殊情況的接收器復(fù)雜性增加，以及由于別名和模糊性而導(dǎo)致的次優(yōu)性能。

用于導(dǎo)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(shè)計和實現(xiàn)。以上確定的一些要求已經(jīng)由一些現(xiàn)有NR信道滿足。例如：

a） CSI-RS和SRS都以4個RB的倍數(shù)靈活分配連續(xù)帶寬，從與CRB網(wǎng)格對齊的系統(tǒng)帶寬內(nèi)的任意位置開始，分配為4個RB的倍數(shù)。

b） SSB、CSI-RS和SRS可以在窄波束中傳輸。

c） SSB內(nèi)的SSS利用127個音調(diào)的連續(xù)集合。

通過擴展這些信道的參數(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的梳狀間距為4、12或24個音調(diào)。通過在具有音調(diào)交錯的連續(xù)OFDM符號上配置多個CSI-RS，接收機可以在解交錯后看到完整的梳狀信號，如圖1所示。這種配置可以使用Release-15本身實現(xiàn)，或者可以定義新的CSI-R配置，以避免配置多個CSI-RS資源。使用梳狀結(jié)構(gòu)允許相鄰GNB的FDM正交化。為了在時間和頻率正交化方面具有更大的靈活性，可以為用作PRS的CSI-RS定義更多的梳狀密度。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圖案，以及comb-2和comb-4圖案的交錯配置。

對于PSS，SSB的帶寬限制為127個音調(diào)，對于PBCH，SSS和20個RB。擴展SSB BW并非易事。然而，可能存在精度要求較高的應(yīng)用，因此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，可以將SSB的子集定義為用作PRS。通過在不同小區(qū)中適當配置傳輸?shù)腟SB集合，可以通過TDM對其進行正交化。最大SSB周期為160ms，而LTE PRS周期可高達1280ms。為了實現(xiàn)LTE中支持的周期性，用作PRS的SSB的周期性可以跨越多個SSB周期。

LTE DL PRS信號通常是“始終開啟”小區(qū)特定廣播信號。 一旦在網(wǎng)絡(luò)部署中配置，PRS配置很少改變。NR通常采用精益設(shè)計，最大限度地減少總開啟傳輸，以提高網(wǎng)絡(luò)能效并確保更好的前向兼容性。通常，NR中的SSB可能是唯一的常開信號。這還可能要求僅在必要時發(fā)送任何NR DL定位信號。然而，由于定位需要來自多個GNB的測量，因此按需定位信號需要在地理區(qū)域內(nèi)（例如，不僅在單個小區(qū)內(nèi)）進行精確協(xié)調(diào)。

定位信號傳輸?shù)恼埱罂梢云鹪从谀繕嗽O(shè)備或定位服務(wù)器。這也可能意味著定位信號原則上是特定于UE的，盡管給定區(qū)域中的多個UE可以使用相同的定位信號配置。 例如，通常在給定區(qū)域中大約同時會有多個UE請求位置服務(wù)。配置的定位信號資源可取決于特定UE的服務(wù)質(zhì)量要求（例如，相應(yīng)選擇的頻率和時間分配等）。先驗已知的目標設(shè)備位置（例如基于小區(qū)ID）可允許選擇適當?shù)亩ㄎ籘X波束方向。

還可以配置類似于LTE的“始終打開”廣播定位信號，可能具有較低的占空比和較小的帶寬。這可允許UE執(zhí)行常規(guī)位置確定，以驗證某些觸發(fā)標準（例如，地理圍欄等）。當觸發(fā)位置報告時，可以按需增加PRS資源，例如占空比或定位信號帶寬。SSB的一個子集可以是這種始終在線廣播PRS的良好候選，因為SSB可能始終在線。然后，基于CSI-RS的PRS可作為更高開銷的按需PRS。在版本15中的DL波束細化操作中，SSB使用粗波束，CSI-RS使用這些粗波束上的細化。類似地，基于SSB的PRS可以使用粗波束來服務(wù)小區(qū)中的所有UE并實現(xiàn)粗位置估計，而基于CSI-RS的PRS可使用精波束和特定于UE的波束來實現(xiàn)更精確的定位。

LTE中基于蜂窩的定位方法（例如OTDOA、e-CID）依賴于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器來求解目標設(shè)備位置。這通常是由于運營商對網(wǎng)絡(luò)信息的保密處理，如gNB位置和網(wǎng)絡(luò)同步。然而，這限制了基于UE的OTDOA和RTT的實現(xiàn)，以及它們與例如RAT無關(guān)方法（例如GNSS、傳感器等）的混合。例如，位置計算的延遲對于需要在移動設(shè)備處立即響應(yīng)的應(yīng)用是重要的。此外，基于UE的模式可以更好地滿足定位容量（可伸縮性）要求。因此，NR定位應(yīng)支持安全機制，以支持基于UE的定位。例如，LTE Rel-15支持加密輔助數(shù)據(jù)的廣播，這在基于UE的定位方法的NR中可能同樣得到支持。

支持基于UE的定位和輔助數(shù)據(jù)廣播（例如，gNB位置信息）僅影響更高層，應(yīng)在RAN2中研究。