LTE筆記: 5G 定位的應用與演進 ~3

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本文主要搬移自: https://www.ericsson.com/en/blog/2020/12/5g-positioning--what-you-need-to-know

在上一篇文章中, 我們大略介紹了在 5G NR 中的定位應用,
其對應的技術進程, 以及在 5G NR 下增進定位精確度的機會.
在這一篇文章中, 我們將繼續說明在 3GPP R16 下的定位架構.

在 5G NR 中, 定義一個新的單元: Location Management Function (LMF), 用以作為定位的核心, 
LMF 透過 Access and Mobility management Function (AMF) 收取感測資訊,
並透過 NLs 介面, 回報定位的結果, 如下圖所示:

來自: https://www.ericsson.com/en/blog/2020/12/5g-positioning--what-you-need-to-know

在 5G NR 中, AMF 負責管理裝置的移動性與註冊, 對應於 4G 中 Control Plane 的功能,
並可以透過 NG-C 介面, 直接和基地台溝通, 取得相關的通道量測資訊,
如果想要知道 5G NR 架構下的細節, 可以參考:
另一方面, 資料的回傳是以 LPP (LTE Positioning Protocol) 和 LPPa (LPP Annex) 的格式,
主要是透過量測傳送訊號中特殊的 Resource block 來取得訊號強度,
對於 Downlink 來說, UE 觀測基地台的 PRS (Positioning Reference Signal) 訊號,
對於 Uplink 來說, 則是基地台觀測 UE 的 SRS (Sounding Reference Signal) 訊號,
考慮到有小基地台密集佈建的情況, 相鄰的小基地台將使用不同的 PRS 排列,
同時, SRS 訊號也會覆蓋所以頻寬, 以增加小基地台的觀測, 如下圖所示:

來自: https://www.ericsson.com/en/blog/2020/12/5g-positioning--what-you-need-to-know

關於 SRS 和 PRS 部分的定義, 用以支援 DL-TDoA 與 UL-TDoA,
此兩部分和過去 LTE 的定位架構相似, 可以參考之前的文章:
除了上述 TDoA 的定位技術之外, 5G NR 額外加入了兩個定位資訊: RTT 和 AoA (AoD),
在基地台有天線陣列的前提下, RTT 資訊可以用以估測 UE 的角度資訊,
另一方面, 考慮到 mmWave 有 beamforming 的應用情境,
針對不同 beam 的使用 (列為 resource), UE 可以得到不同的訊號強度,
此訊號強度資訊亦可幫助 UE 裝置的角度估測, 如下圖所示:

來自: https://www.ericsson.com/en/blog/2020/12/5g-positioning--what-you-need-to-know

透過上述方法, 5G NR 希望可以結合小基地台的布建,
在需求的場域中, 提供精確的定位結果.

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