LTE筆記: LTE網路定位(6) ~ PRS

定位基準信號(PRS)是新加入到LTE Release 9的功能之一,用來確認用radio access network通訊時信息的User Equipment (UE)的位置。PRS的重要性是使用PRS的UE可以支持須要使用所在位置的服務,像是導航,緊急呼叫等。PRS是一種控制訊號,根據設定,占用某些OFDM symbol,UE可以藉由對PRS訊號的接收與量測,估測UE到eNB之間的時間,轉換成OTDOA的資訊,對於UE的位置進行估測。

PRS主要分成三個步驟:
  1. UE 接收來自 cells的 PRS 包括Reference cell以及Neighbor cells,其中,Reference cell為服務基地台,而Neighbor cells為相鄰的基地台
  2. 以接收到的PRS為依據,UE量測Observed Time Difference of Arrival (OTDOA),並回傳RSTD給服務的基地台
  3. 從UE接收到 reported reference signal time difference (RSTD),然後eNodeB 透過LPP或是USRP將資訊送到遠方的位置伺服器進行計算



PRS是從downlink subframes的antenna port 6發送,在LTE網路中,antenna port並不意味一組實體的天線輸出,而代表虛擬的天線輸出,代表不同的參考訊號序列。為了避免對於其他控制訊號的干擾,PRS不應於PBCH,PSS或SSS的資源區間 (resource block) 上使用。為了分辨來自於不同的eNB的PRS訊號,PRS sequence則依據slot number、OFDM symbol number、cell ID、normal CP (Cyclic Prefix) 或是extended CP這些資訊來作轉換。

根據 release 9 中規範(3GPP TS 36.211),PRS subframe的配置根據不同的出現週期可以被延伸成以下四種型態 (如下表),其中變數的解釋如下所列:

  • Nprs 是使用PRS的連續downlink subframe的數量
  • Iprs 是 PRS 配置的Index,介於0-2399的值,2400-4095保留。
  • Tprs 是PRS的 subframes的週期,由Iprs的配置決定是160, 320, 640 或 1280。
  • Dprs 是delta PRS subframe的偏移。

PRS configuration index
I
prs
PRS periodicity
T
prs (subframes)
PRS subframe offset
Δ
prs (subframes)
0 – 159
160
Iprs
160 – 479
320
Iprs - 160
480 – 1119
640
Iprs - 480
1120 – 2399
1280
Iprs - 1120
2400-4095
reserved

為了保護PRS訊號可以被UE清楚地接收,LTE網路設計了PRS的干擾消除機制,透過在時間上的多工,避免相鄰eNB在相同的時間區間送出PRS訊號,此方法要求eNB之間的同步,類似於ICIC的抗干擾機制。在實作上,eNB藉由muting sequence的交換,來決定時間上的傳送與否,格式如下所述。

PRS的muting sequence 格式:
  • 長度:2/4/8/16,預設:2
  • PRS的muting sequence 組成;
  • 由0/1組成,由“,”分隔,預設;1,1
  • Sequence中的0代表送PRS訊號,1代表不送PRS訊號。


隨著eICIC的定義,PRS也引入了相對應的概念。muting sequence放寬了對0,1的限制,改成可以設定為常數倍作為功率調配之用,當然,在此情況下,若是設成0,依然代表不送PRS訊號。

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