LTE筆記: 3GPP Positioning Reference Signal (PRS) -2

作者： -
針對 PRS 的系統實作, 雖然 3GPP 已在 R16 定義,
同時, 在 RAN 端與手機端也都已有支援, 舉例來說, 
我們可以看到不論是 RAN (Ericsson) 或是手機晶片 (Mediatek) 都支援 PRS,
然而, 在現實生活中, 我們卻很難看到 PRS 真實於場域中的應用,
這樣的落差主要是來自於在 3GPP 中 PRS 屬於 LMF (Location Mgmt. Function) 的應用,
這部分是額外要訂閱或是付費, 但卻沒有相對應的應用, 
因此, PRS 或是 5G NR 的定位技術, 在目前公網的環境, 沒有普及的應用.

相較之下, 定位在企業專網 (Private Network) 中有比較可行的應用,
主要是在企業/工廠的應用場域中, 可能有更多精密定位的需求,
因此, 不論是 Nokia/Ericsson 的白皮書中, 都強調在企業專網的應用.
另一方面, 在開源的社群 (Open Air Interface/ srsRAN) 中, 對 PRS 的支援如何呢?

我們先從 OAI 開始, OAI 從 2022 年開始支援 PRS, 
不同於 SRS 有實作整個 NRPPa 的控制信令,
OAI 對 PRS 的支援主要是透過 PHY 層的實作來完成, 主要包含兩個函式:
  • nr_generate_prs()：產生 PRS 序列並寫入 txdataF (gNB 端)
  • nr_prs_channel_estimation()：做 PRS 的 channel 與 ToA 估測 (UE 端)
這兩個函式與其他 reference signal (PRACH, SRS) 的函式一起被整理成工具箱,
方便從 OAI 裡掛勾或用 T_tracer 把結果 dump 出來做分析與處理.
要注意的是, 在目前 OAI 的 PRS 設定中, 只可以在 phy-test mode 下使用.
phy-test 是一種只跑 PHY, phy 以上用設定檔抽象執行的模式,
同時, gNB 與 UE 共用一份 config 檔, 因此無法和一般商用裝置串聯.

來自: 5G NR Positioning with OpenAirInterface: Tools and Methodologies

另一方面, srsRAN 也有提供部分 PRS 的支援,
相較 OAI 對 PRS 的支援主要針對 5G NR 的系統,
srsRAN 的支援則是在之前 LTE 的 PRS 實作, 要用於 E911 OTDOA 測試.
不過該功能僅限於測試版, 並非主線支援.

值得注意的是 STARE (SofTwAre REceiver) 專案,
STARE 是由 ESA (EUROPEAN SPACE AGENCY) 開發的即時軟體接收機, 
用來處理 5G NR、LTE、NB-IoT 的下行訊號, 支援地面網路 (TN) 與非地面網路 (NTN),
並輸出定位與訊號監測相關的量測值.
最近 STARE 已擴充支援 5G NR-NTN 下行波形, 並透過匯入 PRS pilot pattern 的方式, 
實現對 NR-NTN PRS 的 code phase 與 Doppler 估計, 
成功應用在 Telesat LEO 3 Ka band 100 MHz NR-NTN 實驗中.
若是希望透過 PRS 結合 NTN 網路進行定位研究, 可以持續觀察此專案進行.



留言

張貼留言

熱門文章

LTE筆記: RSRP, RSSI and RSRQ

作者： -
圖片
在一般通訊系統中, 我們常用 RSSI (Received Signal Strength Indication) 來表示訊號強度,  其單位為 (dBm), 可以轉換成功率大小 (mW): https://en.wikipedia.org/wiki/DBm [註] dBm 的原意即是: (dB) reference to (m)W, 因此, 1 W = 10*log10(1000mW) = 30dBm. 在 LTE 通訊系統中, 除了 RSSI 之外, 又額外定義了兩個用以標示訊號強度的數值: RSRP 和 RSRQ 以下, 我們將介紹 RSRP, RSRQ 和 RSSI 的不同： Reference Symbol Received Power (RSRP) RSRP 為 UE 量測 Reference Signals (RS) 的平均訊號強度, DRS 為基地台在下行訊號中, 於固定 RB (Resource Block) 上傳送的訊號, 由於這些訊號具有特定的傳送格式, 接收端便可以解出這些控制訊號的強度, 對於不同的相鄰基地台, 甚至是同一基地台不同的天線, 可以透過不同的 RS 配置, 讓使用者得知不同目標的量測數值, 如下圖所示: 紅色為 RS, 不同基地台或天線使用不同的 RS 排列方法, 可分開量測 來自: https://api.semanticscholar.org/CorpusID:22030582 RSRP 的回報由 UE 進行 Measurement Report, 回傳給基地台, 其中, 關於 Measurement Report 的設置定義於 RRC 的規範中, 我們之後有機會再提, RSRP 的量測, 通常在換手 (handover) 時進行量測, 用以指出目標基地台的訊號強度, 其中, UE 所量測的數值, 將藉由下表進行轉換 (訊號強度 (dBm) - (-140)), 並回報給 eNB 作為換手的決策使用: (3GPP Reference: TS 36.133) RSSI (Received Signal Strength Indication)  RSSI 是 UE 接收到的 wide-band 訊號強度, 包含 DRS 以及其他...
閱讀完整內容

[WiFi] WiFi 網路的識別: BSS, ESS, SSID, ESSID, BSSID

作者： -
圖片
在 WiFi 網路中, 一個基本的識別方式就是 SSID (Service Set Identifier), 也就是我們口語中的 "WiFi 網路名稱", 然而, 此網路事實上是一個服務集合 (Service Set) 的概念, 而一個服務群集, 也可以對應到一個基本的無線網路, 包含: 一個 WiFi AP 以及多個 WiFi 使用者, 對於剛剛這種簡單的網路架構, 又稱為 BSS (Basic Service Set), 若是多個 BSS 都使用同一個 SSID, 則稱為 ESS (Extend Service Set), 如下圖所示: 來自: https://ppt.cc/fXIvex 對於 ESS 來說, 有兩個假設, 第一, 底下的 BSS 必須是相鄰 (有交疊範圍) 第二, 這些 BSS 有網路連線, (有線或是無線都可以) 這兩個假設是為了完成 ESS 的主要功能, 也就是換手 (handoff), 當裝置在同一個 ESS 下不同 BSS 範圍中移動時, 可不必重新連線就可以繼續傳輸. 這樣的流程事實上是由原本服務的 AP (BSS 1), 把使用者的資料轉傳到換手目標的 AP (BSS 2), 資料流程為: DS -> BSS 1 -> BSS 2 -> Sation, 也因此, 兩個 AP 之間必須連線, 同時切換時間也不能太久 (相鄰條件), 那麼在上述例子中, 如何知道 BSS 1 和 BSS 2 的差別呢? 在 WiFi 網路中, 為了完成這件事情, 所以就有了 ESSID 和 BSSID, ESSID 如上所述, 對應於 ESS 所使用的 SSID, 至於 BSSID (通常是 WiFi AP 的 MAC 位址) 來區分同個 SSID 下的網路. 反過來說, 同一個 WiFi AP 也可以擁有多個 SSID, 此功能稱為 VAP (Virtual AP), 此時, 一個 WiFi AP 會虛擬出多個 BSSID, 通常作法就是從原有的 MAC 位址往上加一, 作為多個不同的 BSSID. 這些 VAP 會對應到 WiFi AP 中的不同 VLAN 中, 因此, 我們可以給他們不同的網路設定, 例如: 流量, 安全性, 頻寬等, ...
閱讀完整內容

LTE筆記: 5G NR Measurement Events

作者： -
圖片
在通訊系統中, 量測訊號 (RSRP, RSRQ, SINR) 主要的用途就是用來進行換手, 此功能從 2G 系統就被實作, 並隨著更多通訊技術的發展而增加, 在 TS 3GPP TS 38.331 中定義了 5G 網路中, 以下和換手與量測報告的相關驅動事件: Event A1 (Serving becomes better than threshold) Event A2 (Serving becomes worse than threshold) Event A3 (Neighbor becomes offset better than SpCell) Event A4 (Neighbor becomes better than threshold) Event A5 (SpCell becomes worse than threshold1 and neighbor becomes better than threshold2) Event A6 (Neighbour becomes offset better than SCell) Event B1 (Inter RAT neighbour becomes better than threshold) Event B2 (SpCell becomes worse than threshold1 and inter RAT neighbor becomes better than threshold2) 其中, A 系列的事件對應於相同的 RAT (例如: 4G, 5G, etc), B 系列的事件, 則對應於 RAT 之間 (inter-RAT) 的換手,  在各事件的描述中, 以下為一些簡寫的說明: special cell (SpCell): 主要的服務基地台 secondary cell (SCell): 次要的服務基地台, 提供 CA (Carrier Aggregation) 功能 在各項驅動事件中, threshold 為針對事件的一致性定義, 針對每一事件, 我們都可以定義其對應的數值, offset 則是針對每一個基地台定義, 其數值可以為正或為負, 各項數值的物理意義與定義範圍顯示如下表: 在所有的事件中, 我們可以依照其驅動條件分成兩類: 絕對數值事件: A1, A2...
閱讀完整內容