LTE筆記: 5G NR Sounding Reference Signal (NR-SRS) -2

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在上一篇文章中, 我們介紹介紹了一些 SRS 的基本特性,
接下來, 我們要在兩方稍微延伸下 SRS 的介紹,
在一開始, 我們先比較一下 SRS 在 4G 和 5G 的差異, 
接著, 我們將看一下 SRS 訊號如何在 5G NR 中輔助定位進行.

首先, 當我們討論 4G 和 5G 的差異時,
最直接想到的就是波束成型 (beamforming) 技術的引入, 
雖說, 波束成型的增益主要反映在基地台端 (較大天線陣列),
但對於 UE 端, 也可以在波束管理的階段, 透過 DMRS 提供上行通道估測,
針對沒有被分配到通訊資源的 UE (或是對應於未分配資源的頻帶),
UE 可以透過 SRS 訊號, 讓基地台進行上行的通道估測.

考慮到 UE 通常天線數較少, 在 SRS 中直接以 antenna port 作為設置單位,
根據規範, 一共有以下選擇: 1T2R, 1T4R, 2T4R, T=R (1T1R, 2T2R, 4T4R) 
根據不同的天線配置, SRS 也會有相對應的設定,
值得注意的是, 這裡的 Tx/Rx 指的是由 UE 角度出發, 
以 1T2R 為例, 代表 UE 的兩根天線一次使用一根進行傳送, 
基地台透過分接收這兩根天線的訊號, 進行通道估計, 如下圖所示:

更多的範例以及詳細的設定可以參考這一篇文章:

第二部分, 讓我們關心一下 SRS 在定位中的應用,
相較於 DMRS 參考訊號, SRS 的一個重要好處就是可以同時有多個基地台接收,
同時, 考慮到 SRS 的配置是由基地台給定, 並可在基地台間分享資訊,
因此, 偕同量測的基地台不只可以取得上行的訊號強度,
也可以取得 SRS 訊號到各基地台的時間差, 以 TDoA (Time Difference of Arrival) 定位,
若考慮到 1T2R, 1T4R 的 SRS 架構, 基地台端還可以估計 AoA (Angle of Arrival),
這些資訊都可以作為 UE 定位的輸入資訊, 以 UL-TDoA 為例, 流程如下:

來自: 3GPP TS 38.305 Stage 2 functional specification of User Equipment (UE) positioning in NG-RAN (Release 18)

在上述流程中, 我們可以分作四個階段來看待, 分列如下:
0, 1) TRP (也就是基地台) 與 LMF (定位伺服器) 之間進行資料分享
2 -5) 將定位需求, 透過 NRPPa 傳給服務基地台, 對 UE 進行 SRS 設置
6 -8) TRP 進行訊號的量測, 並將結果回報給 LMF
9) 定位完成後, 通知服務基地台 (取消 UE 的 SRS 設置)

考慮到 SRS 不只占用通訊資源, 也造成 UE 電力上的消耗,
除非有精密定位的需求, 應不會經常開啟 (週期性傳輸),
同時, 基地台事前的資訊交換也極為重要, 影響了定位資訊的取得, 
至於 LMF 的定位方法實作, 也應考慮綜合不同 SRS 的量測,
使用較少的通訊資源, 取得精確的定位結果.

留言

  1. buk2024年2月15日 下午2:37

    請問家居光纖寬帶網絡,wifi信號 5g lte 數碼電視 傳播的過程是不是經由analog 轉換成digital信號?

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    1. 柯俊先2024年2月20日 下午5:00

      這邊可能要分開討論一下:
      家居光纖寬帶網絡 -> 如果是 FTTH 的話是, 但是一般來說, 都是光纖到大樓, 之後轉成數位訊號到終端, 所以家中不會有光轉電的裝置
      wifi信號 -> 這邊其實牽涉雙向轉傳, 兩端 (裝置與網路線) 都是數位, 中間無線部分是類比
      5g lte -> 是的
      數碼電視 -> 如果是數位無線電視, 是的, 但如果是 cable, 有可能是全數位

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    2. buk2024年3月5日 下午4:10

      請問柯俊先 智能手機的gps晶片是集成在5g lte晶片裡面嗎?使用google地圖建議打開wifi是要掃描沿途的公眾wifi信號站嗎?手機系統使用語音轉為文字的功能是運作在手機soc的ai晶片嗎?手機硬體和系統它背後有像pc平台一樣的port(bitorrent,通訊軟體，ssh port) 和firewall的概念嗎？謝謝

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    3. 柯俊先2024年3月6日 上午9:20

      1) 兩種架構 (整合平台, 獨立晶片) 都有, 要看廠商實現方式
      2) 對, 可以參考: https://note-on-clouds.blogspot.com/2018/09/outdoor-wifi-gps.html
      3) 這個我不太確定, AI 晶片的實現我沒有去特別關注
      4) 有的, 現在手機的 App 應該都是走 TCP/IP 的架構開發

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    4. buk2024年3月7日 下午5:59

      謝謝你的回覆 柯俊先 我還有幾問題搜尋了很久都找不到答案,希望你能幫我解答。
      我的路由器是synology rx6600ac它的規格有寫hardware accelerated 硬體加速引擎.請問這個功能是要令bt下載檔案和遊覽器(mega網站) blog https下載檔案的速度加快嗎?有的網站是硬體加速是說加快路由器讀取分配網絡封包的速度,另一個說法是加快了路由器開啟了ssl vpn從互聯網讀取家裡nas檔案的速度。因為vpn吃aes進階加密標準 效能,硬體加速就是另外添加了專門的晶片處理vpn加密的數據。究竟哪個說法對.

      2.第二是無線滑鼠跟usb adapter之間是傳輸0101的數位信號嗎?當我移動滑鼠的時候。
      第三是 既然電台廣播是傳輸模擬信號 但是手機的收音機app 選台是沒有傳統移動式收音機選台時候的沙沙聲,還有這個時候一定要插3.5mm端子的耳機才能使用收音機。為什麼呢?
      謝謝你的解答！

      刪除
    5. 柯俊先2024年3月10日 上午9:33

      1) 這部分我沒有涉獵.
      2) 應該是.
      3) 手機 App 可能是直接切換 AM/FM 設定, 不會有中間類比解調過程 (沙沙聲).
      4) 有些手機收音機是使用 3.5 mm 端子耳機的連接線當作接收天線喔.

      刪除

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