Castle on a Cloud

在 上一篇文章 中, 我們介紹了在 5G 下的標準定位流程, 其中, 包含了取用使用者量測資訊的 LPP 以及取用基地台資訊的 NRPPa, 在這篇文章中, 我們將著重在系統端定位的流程, 也就是透過 NRPPa 定位的資料交換流程. 在 3GPP 定義的定位框架中, 透過基地台量測定位資訊是最晚被完成的部分, 也因此, 在 5G NR 中並沒有複用 LTE 的對應框架 (LPPa), 而定義了新的定位協定 (NRPPa), 透過基地台進行定位的困難有兩個: 量測的目標: 不同於下行的量測, 可以讓 UE 量測基地台的廣播訊息, 上行的通道量測需要 UE 廣播訊號讓基地台進行量測 那些小基地台進行量測: 在 LPP 架構下, 給予 UE 一量測列表, UE 量測後填入, 考慮到 UE 有定期量測需求, 排定 UE 對周遭基地台量測較容易, 列表也可以較寬鬆, 然而, 當基地台進行量測, 則會影響該基地台所有的使用者, 占用大量系統效能  考慮到這兩點限制, 上行定位框架的實現, 就花了比較多時間討論, 然而, 上行定位架構可以提供系統主動定位的機會, 適合小基地台同頻布建下, 即時裝置定位/追蹤的應用情境, 我們以 UL-TDOA 為範例, 其定位流程圖如下: 以下為各流程的說明: 先確定 Serving gNB 的設定 透過 LPP 確定 UE 的能力 向 Serving gNB 發出資訊需求 Serving gNB 設定 UE 的 SRS (Sounding Reference Signal) 將 SRS 設定回覆 LMF LMF 發起定位資訊量測 啟動 UE 開始進行 SRS 傳送 回覆 LMF 設定結果 指定 Neighbor gNB 進行量測 量測目標 UE 的 SRS 訊號  將量測結果回報至 LMF LMF 進行定位後結束定位流程  其中, SRS 訊號即是 UE 廣播發出, 用以進行定位量測的訊號, 此訊號有不同的 pattern, 使得同時可以對多個 UE 進行上行定位, 在設定 UE 的 SRS 訊號後, 須把此設定通知進行量測的小基地台, 為了減少資源的使用, LMF 只會通知部分的(鄰近)小基地台進行量測, 為了決定誰是鄰近小基地台, 這裡就需要 ANR (Automatic Neighbour Relation) 涉入, 來確保只有鄰近的小

在 上一篇文章 中, 我們介紹了 5G 架構下定位相關的協定, 以及其實現的架構, 若我們考慮 LMF-based 的定位框架, 可以按照資料收取的角色, 進一步分成兩類: UE-asssisted, LMF-based: 由 UE 進行量測, 資料回傳透過 LPP NG-RAN Node assisted: 由 gNB 進行量測, 資料回傳透過 NRPPa 我們接下來將分別對此兩個架構進行介紹. 首先, 我們從定位需求的發起方說起, 在 5G NR 的架構中, 有三個定位發起者: UE, AMF, GMLC (外部需求), 所有的定位需求, 將送到 AMF (LTE 中的 MME) 發動定位的量測需求, 針對以 UE 為基礎的量測流程, 覆用了原本 LTE 的 LPP (LTE Position Protocal) 定位協定, 對於以 gNB 為基礎的定位量測, 則定義了 NRPPa (NR Position Protocal annex) 協定, 這樣的設定有其歷史因素, 畢竟 LPPa (NRPPa) 的前身, 在 LTE 框架定義時, 一直未被完整實作, 另一方面, 考慮 5G NR 中新增了許多不同的無線介面, 為此擴增定位量測資訊也算是合理, 在進行量測後, AMF 將量測的回報回傳至 LMF, 進行定位計算, 其流程如下圖: 以下為整體定位流程的解說: 發起方: UE, AMF, GMLC (圖中 5GC LCS Entities) AMF 通知 LMF 進行定位, LMF 發起量測需求 確認 UE 量測能力 提供 PRS 訊號的 Pattern (同頻時 RPS 會分開) UE 進行 OTDOA/RSRP 等定位相關量測 gNB/UE 進行 下行/上行 訊號量測 上行訊號量測: NRPPa 下行訊號量測: LPP LMF 回報定位結果 回報結果給 AMF, GMLC (圖中 5GC LCS Entities) 對於 LPP 的定位資料量測, 和之前關於 Measurement Report 的設定類似 (參考 此文 ), 大致可以分成同頻 (小基地台環境) 或異頻 (通常是大基地台) 設定, Serving gNB 必須先給 UE 量測的列表, 以及排定量測時間 (異頻量測無法進行通訊), UE 進行量測後, 依據列表的順序, 回填量測資訊並回報給