5G定位有哪些技術

無線豬 發佈 2022-11-06T19:07:24.525737+00:00

LTE中已有定位技術是ECID、OTDOA、UTDOA),而NR特定技術有基於角度的定位、單基基站定位和LOS確定)。E-CID 定位通過cell ID(CID)定位方法,利用其服務gNB的內容來估計UE的位置。

LTE中已有定位技術是ECID、OTDOA、UTDOA),而NR特定技術有基於角度的定位、單基基站定位和LOS確定)。

E-CID 定位

通過cell ID(CID)定位方法,利用其服務gNB的內容來估計UE的位置。增強cell ID(E-CID)定位是指使用額外的UE或NR網絡無線資源或其他測量來改進UE位置的技術。E-CID定位利用基站的地理坐標、往返時間(RTT:round-trip time)、角度信息和服務小區的信號質量測量來估計UE的位置。

對於RTT估計,gNB可以重用TS 36.214,中定義的兩種定時提前。此外,可以研究定時同步誤差的估計,以進一步改進TOA/TDOA測量。對於角度信息,可以考慮基於SRS或DMRS的上行到達角,或者基於SSB或CSI-RS的下行angle-of-departure。信號質量測量(例如RSRP/RSRQ)可以提供額外信息,例如相應小區的可靠性、距離或測量誤差方差。然後可以將測量報告給LMF,然後LMF可以向UE提供計算的位置。

通過考慮與每個給定位置相關的其他射頻測量,可以進一步增強E-CID。這被稱為fingerprint。將測量映射回以導出或縮小定位結果,這樣可以改進基於E-CID的結果,提高精度。

OTDOA 定位

通過計算圓的交點(TOA:the intersection of circles)或雙曲線/雙曲面(TDOA:hyperbolas/hyperboloids)來執行三邊測量/多邊測量。通常,UE使用下行RS從兩個基站導出TOA。TOA可以建模為網絡和UE之間的公共定時偏移加上傳播延遲,即BS-UE距離和光速之間的比率。時差是TOA之間的差,因此公共定時偏移被抵消。


UTDOA 定位

BS使用UE發送的接收到的測深參考信號(SRS)來推導TOA,在OTDOA中使用類似的相關方法。Taylor expansion和2WLS也可用於UTDOA。

基於角度的定位

由於天線結構不同,在FR1和FR2中執行的基於角度的定位方法不同。

FR1

gNB使用UE發送的接收SRS,使用離散傅立葉變換(DFT:discrete Fourier transform)波束方法或用於三維(3D:three-dimensional)定位的多信號分類(MUSIC:multiple signal classification)方法來推導方位角和天線到達角(AOA)。垂直和水平天線單元的CIR可分別用於方位角和天線測量的AOA。

使用DFT波束法測量的天線AOA可以表示為


FR2

對於FR2,FR1中的角度估計方法無法直接應用,因為由於具有多個天線單元的不同射頻架構,數字基帶中不再提供天線單元方向的接收信號。在圖1所示的典型射頻前端架構中,每個天線元件的接收信號與模擬域中的波束賦形權重相結合,單個信號流從TXRU輸出,通常每個面板每個極化映射。由於實際限制(尺寸、間距等),依賴於每個天線元件上觀察到的信號之間的相位差的經典角度估計算法不再適用於FR2。


由於下行具有更廣泛的覆蓋範圍,因此上述方法可以在下行中交互使用。具體來說,UE測量並報告在不同Tx波束中傳輸的下行RS的RSRP,並且網絡可以基於該報告找到UE的方向。

Single-BS 定位

考慮到室內場景,其中gNB位於原點[0,0],UE位於未知位置XUE。存在多條上行信道路徑,包括LOS路徑和反射路徑。反射器位於坐標XR,l處。

視線LOS確定

估計的TOA可以通過乘以光速來評估發射器和接收器之間的距離。然而,當發射器和接收器之間沒有直接路徑(非視線非視距)時,相關的第一個峰值不一定對應於發射器和接收器之間的視線傳播。在非視距情況下,基於TOA計算的距離高估了發射器和接收器之間的實際距離,從而導致位置確定錯誤。

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