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LTE筆記: 5G 定位的定位流程 ~1

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在之前的文章中, 我們介紹了 5G NR 的新功能, 可以參考以下的介紹: LTE筆記: 5G 定位的應用與演進 ~1 LTE筆記: 5G 定位的應用與演進 ~2 LTE筆記: 5G 定位的應用與演進 ~3 在接下來這一系列文章中, 我們將敘述定位框架與流程, 並探討在 5G NR 中可以取得的定位量測資料. 在 5G NR 中, 定位可以分成三種: UE-based: UE 進行量測, UE 進行定位 UE-assisted: UE 進行量測, 核網 (LMF) 進行定位 RAN-assisted: RAN 進行量測, 核網 (LMF) 進行定位 不同的定位框架, 會對應到不同的量測資訊與定位方法, 如下表所示: 3GPP TS 38.305 -  Stage 2 functional specification of User Equipment (UE) positioning in NG-RAN 其中, 資料平面 (User Plane) 的定位則是和 4G 一樣使用 SUPL (Secure User Plane Location), 在控制平面 (Control Plane) 我們將著重於 UE-assisted 與 RAN-assisted 兩個架構, 並針對此兩個架構說明其中流程. 在 5G NR 架構下, UE-assisted 和 4G 一樣透過 LPP 進行, RAN-assisted 則透過新定義的 NRPPa (取代 LPPa) 進行, 在此架構下, 定位需求可以是由 UE 或是外部使用者 (透過 GMLC) 發起, 這些定位需求將透過 AMF (也就是 4G 中的 MME) 送達 LMF, 並由 LMF 進行後續整體定位流程的主導, 以及定位結果計算.

[ORAN] Use Case: WG1-Local Indoor Positioning in RAN

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定位服務 (Locating Service, LCS) 已經定義於 3GPP 的標準 (以 5G NR 為例), 其中, 又可細分為兩種: 基於使用者量測資訊進行定位 (UE-assisted, 透過 LPP), 基於基地台與其他接取裝置進行的量測進行定位 (RAN-assisted, 透過 NRPPa), 定位的計算引擎稱為 LMF (Location Management Function), 定位需求可以由, UE, AMF, 或是外部使用者 (透過 GMLC 提出) 發動, 並交付給 AMF 向 LMF 提出, 如下圖所示: 根據 O-RAN 的精神, 並不會重複定義 3GPP 中的功能, 因此, 在此應用例中, O-RAN 著重於兩個特殊應用: 室內, 以及即時性. 首先, 針對室內應用,  在室內的環境中, 可由少數基地台服務一個樓平面的通訊需求, 因此, 可以假設這些基地台受控於同一個 near-RT RIC, 也避免了在大範圍空間中, 區域切割以及跨 near-RT RIC 通訊的問題, 在此網路拓譜下, near-RT RIC 可以取得所有基地台對使用者的量測, 並基於此量測資訊進行定位服務的提供. 事實上, 相同的資料流程, 也可以在 LMF 上提供定位的計算, 為了和標準 LMF 提供的定位服務做出差別, O-RAN 的應用例中強調了在 near-RT RIC 上的即時性 (低於1秒的延遲), 考慮到 LMF 位於核網, 資料傳遞經過層層延遲, 同時必須服務整體網路的定位需求, 響應時間易受計算需求變化影響, 相對的, 在 near-RT RIC 的架構下, 可將計算放置於 Edge 減少延遲, 也可以根據目標場域的需求預先配置計算資源, 確保響應時間. 考慮到此份應用例仍在非常粗略的階段, O-RAN 尚未定義出資料交換的流程, 以及適用於定位的量測資料來源, 以目前所列的資訊猜測, 資料應該可以分成兩部分: UE-assisted: UE 相關的資料, 可能暫存於 gNB 中, 或是作為 UE 狀態暫存. RAN-assisted: gNB 針對 UE 發出的 SRS (Sounding Reference Signal) 量測資訊, 不論何者資訊, 都仍必須透過 LMF 發起, 並和 UE 與 gNB 溝通. 因此, 比較合理的可能性是