一文介绍5G NR定位

Release-15 NR为LTE载波上独立于RAT的定位技术和观测到的到达时间差（OTDOA：Observed Time Difference Of Arrival）提供了支持。release16通过引入依赖于RAT的定位方案来扩展NR以提供本地定位支持。这些支持法规和商业用例，对定位的时延和准确性有更严格的要求。NR增强功能提供了有价值的增强定位功能。在FR1和FR2中使用宽信号带宽，可以提高定位精度和时延。此外，基于角度/空间域的新方案也被开发出来，以利用大规模天线系统来减少同步误差。

3GPP TR 38.855中描述了监管（如E911）和商业应用的定位要求。对于监管用例，以下是最低性能要求：

比水平定位精度高80%。

80%的用户终端的垂直定位精度优于5米。

端到端时延小于30秒。

对于定位要求更严格的商业用例，以下是性能目标的起点：

80%的用户终端的水平定位精度优于3米（室内）和10米（室外）。

80%的用户终端的垂直定位精度优于3米（室内和室外）。

端到端时延小于1秒。

图3.11显示了Release16标准化中考虑的RAT相关NR定位方案：

下行到达时差（DL-TDOA：Downlink time difference of arrival）：在Release16中引入了一种称为定位参考信号（PRS：positioning reference signal）的新参考信号，用于UE对每个基站的PRS执行下行参考信号时差（DL RSTD）测量。这些测量结果将报告给位置服务器。

上行到达时差（UL-TDOA：Uplink time difference of arrival）：增强Release-16探测参考信号（SRS），允许每个基站测量上行相对到达时间（UL-RTOA：uplink relative time of arrival），并将测量结果报告给位置服务器。

下行偏离角（DL AoD：Downlink angle-of-departure）：UE测量每束/gNB下行参考信号接收功率（DL RSRP）。测量报告用于根据每个gNB的UE波束位置确定AoD。然后，位置服务器使用AoD来估计UE的位置。

上行到达角（UL-AOA：Uplink angle-of-arrival）：gNB根据UE所在的波束测量到达角。测量报告被发送到位置服务器。

多小区往返时间（RTT：round trip time）：gNB和UE对每个小区的信号进行Rx-Tx时差测量。来自UE和gNB的测量报告被发送到位置服务器，以确定每个小区的往返时间并导出UE的位置。

增强型小区ID（E-CID：Enhanced cell ID）。这基于UE处每个gNB的RRM测量（例如DL RSRP）。测量报告被发送到位置服务器。

Figure 3.11. NR RAT-dependent positioning schemes.

基于UE的定位测量报告：

每波束/gNB下行参考信号参考功率（DL RSRP）

下行参考信号时差（DL-RSTD）

UE RX-TX时差

基于gNB的定位测量报告：

上行到达角（UL AoA）

上行链路参考信号接收功率（UL-RSRP）

UL相对到达时间（UL-RTOA）

gNB RX-TX时差

NR采用类似LTE-LPPa的广播辅助数据传输方案，支持a-GNSS、RTK和OTDOA定位方法。PPP-PTK定位将基于QZSS接口规范中紧凑的“SSR messages”扩展LPP A-GNSS辅助数据消息。支持基于UE的基于RAT-only-DL的定位技术，其中定位估计将基于位置服务器提供的辅助数据在UE处进行。

NR定位的协议总结如下：

LPP可重用，并将扩展以支持NR-RAT依赖的定位方法；

NRPPa被重用，并将被扩展以支持NR-RAT依赖的定位方法

定位架构结论：

对于NR定位方法，需要进一步考虑分解结构（CU-DU）下传输测量功能的定位问题。

关于RAN中的位置管理功能，RAN3未能就任何建议达成共识。

对于作为LCS客户端的NG-RAN，RAN3需要在场景方面有更多的理由，并预计在授权和隐私方面也会进一步考虑。

NR定位的定位架构总结如下：

关于RAN中的位置管理功能，RAN2得出的结论是，如果研究阶段提出的问题得到解决，则建议将此选项用于规范性工作。

GNSS SSR完成（PPP-RTK支持）可考虑进一步规范工作。

从RAN1的角度来看，基于DL-only UE的定位是可行的。其他工作组需要进一步审议系统层面的问题。
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