發表文章

目前顯示的是有「positioning」標籤的文章

LTE筆記: 5G 定位的定位流程 ~4

圖片
在研讀完 5G 的定位流程後, 我們來進一步看定位時所需要的量測資訊, 在這篇文章中, 我們先專注在 NRPPa 的量測資訊, 考慮到 NRPPa 是由 gNB 進行量測, 其攜帶的資訊較為簡單, 在整體定位流程中, 交換的資訊如下: 在 NRPPa 中, 所定義的交換資訊可以分成 2 類:  控制/輔助資訊: 提供定位的發起, 輔助資訊 (例: gNB 的設置) 和定位流程相關: E-CID (訊號強度), OTDOA (下行), UL-TDOA (上行) 為了取得量測的資訊, 除了要決定那些基地台進行量測, 這部分通常由一個 ANR (Automatic Neighbour Relation) 功能決定, 還需要決定量測的時機, 以及要量測的資訊, 關於量測的時機, 可以分成按需求進行量測, 或是週期量測, 其定義如下表: 在表格中, 我們可以看到不同的參數區間, 其中, 週期回報的時間區間可以從 120ms 到一小時, gNB 越常進行量測, 就可以得到越精確的定位結果, 也可以針對使用者進行追蹤等演算法改進, 但同時犧牲的就是 gNB 能來傳送資料的時間, 因此, 此數值應在定位需求與網路效能間取得平衡. 在回報的資訊部分, 則是按照 TRP 回報, TRP 為 TRansmission Points 的縮寫, 可以想像是小基地台指向性天線 (sector antenna), 如果一個基地台有多個天線, 則可以透過 TRP ID 和 Cell ID 區分, TRP 回報的資訊內容, 包括: AoA (角度), RSRP (訊號強度), RTOA, Rx-Tx Diff (時間差), 顯示於下表:

LTE筆記: 5G 定位的定位流程 ~3

圖片
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)...

LTE筆記: 5G 定位的定位流程 ~2

圖片
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...

LTE筆記: 5G 定位的定位流程 ~1

圖片
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.

LTE筆記: 5G 定位的應用與演進 ~3

圖片
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: https://note-on-clouds.blogspot.com/2020/08/5G-Core-Network-SBA-1.html https://note-on-clouds.blogspot.com/2020/09/5G-Core-Network-SBA-2.html 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...

LTE筆記: 5G 定位的應用與演進 ~2

圖片
本文主要搬移自:  https://www.ericsson.com/en/blog/2020/12/5g-positioning--what-you-need-to-know 在通訊的進展中, 定位技術的發展一直是重要, 但是進度緩慢的一塊, 在室外的環境中, 我們通常可以用 GPS 取得 5 公尺左右的誤差, 但在室內或是城市的環境中, 卻一直缺乏一種良好的方式進行定位. 在過去 4G 的時代中, 考慮大基地台的配置, 著重於(室外)訊號的覆蓋,  對於定位資訊的要求, 只有在跨基地台移動 (換手) 時出現, 因此, 只需要室外環境數公尺的定位需求就可以滿足, 但是在 5G 的架構下, 由於 (1) 小基地台的布建, 增加換手頻率, (2) mmWave (26 GHz) 通訊帶來的波束指向問題, 需要使用者的位置資訊, (3) V2X 車聯網通訊的低延遲需求, 也引入車間相互定位的需求, (4) 企業專網與工業 4.0 的 IoT 環境, 引入對"物"的精確定位需求, 以上 5G 的新興應用層面, 推動定位技術在 5G 中的重要性, 從過去的加分角色, 變成 5G 網路中必須的技術. 來自:  https://www.ericsson.com/en/blog/2020/12/5g-positioning--what-you-need-to-know 考慮到定位的不同應用需求以及其技術限制, 在 Ericsson 這篇文章中, 將應用場域按照定位需求, 分三個等級:  1-10 cm (cemtimeter), 10~100 cm (Decimeter), >100 cm (meter), 並對應於: 室內工業物聯網, V2X 車載網路, 以及行動通訊 (Mobile broadband, MBB), 其中, MBB 的應用與技術和 4G 類似, 使用 DL-TDoA 的技術與訊號強度 (RSRP) 為主, DL-TDoA 技術透過使用者 (UE) 回報量測值, 並以三角定位方式求得位置, fingerprinting 則是利用收集得訊號強度進行比對並定位, 進入 Decimeter 等級主要是引入 GPS 的相關技術 (GPS-RTK, AGPS),  並搭配車上的感測器, 以及路邊的裝置 (road-si...

LTE筆記: 5G 定位的應用與演進 ~1

圖片
本文主要搬移自:  https://blog.3g4g.co.uk/2020/10/positioning-techniques-for-5g-nr-in.html 針對 3GPP R16 對於定位的更新, Qualcomm 總結如下: Release 16 supports multi-/single-cell and device-based positioning, defining a new positioning reference signal (PRS) used by various 5G positioning techniques such as roundtrip time (RTT), angle of arrival/departure (AoA/AoD), and time difference of arrival (TDOA). Roundtrip time (RTT) based positioning removes the requirement of tight network timing synchronization across nodes (as needed in legacy techniques such as TDOA) and offers additional flexibility in network deployment and maintenance. These techniques are designed to meet initial 5G requirements of 3 and 10 meters for indoor and outdoor use cases, respectively. In Release 17, precise indoor positioning functionality will bring sub-meter accuracy for industrial IoT use cases. 簡單來說, R16 定義了一個新的參考訊號 (PRS), 用以支持定位技術: RTT, AoA/AoD, TDOA, 並放寬了同步的要求. 在 R16 中, 針對定位的目標為: (室內) 3 公尺, (室外) 10 公尺 的定位精確度. 針對精密室內定位的需...

[BLE] BLE 5.1 室內定位

圖片
在 BLE 5.1 中加入了對角度估測的支援, 此功能可以廣泛利用於室內定位的範疇, 提供公尺以下之定位精確度, 此定位功能利用多天線之技術, 估計目標裝置相對之角度, 又可以分成以下兩種估計之架構: AoA (Angle of Arrival) 和 AoD (Angle of Departure). 來自:  https://www.rohde-schwarz.com/ae/solutions/test-and-measurement/wireless-communication/ wireless-connectivity/bluetooth/bluetooth-direction-finding/bluetooth-direction-finding_251246.html 在 AoA 的架構下, 移動裝置需要單一天線, 並發送一特殊訊號 (DF-enabled packet), 固定裝置 (BLE Gateway, BLE GW) 擁有多根天線, 進行角度之估測, 在 DoA 的架構下, 移動裝置依然透過單一天線傳輸, 但是此時, 特殊的 DF-enabled packet 由 BLE GW 發出, 角度之估測則在移動裝置進行, 在 BLE 5.1 的架構下, 裝置必須發送一特殊訊號,  也就是上述的 DF-enabled packet, 其中 DF 為 Direction Finding  的縮寫, 此訊號的特色為包含一串 Constant Tone Extension (CTE) 訊號, 用以提供固定的波型 (waveform) 和頻率 (frequency) 的訊號, 以供接收端進行 IQ 的分解 (顯示收到訊號的的強度和相位改變), 進行之後之角度估測. https://www.bluetooth.com/wp-content/uploads/2019/05/BTAsia/1145-NORDIC-Bluetooth-Asia-2019Bluetooth-5.1-Direction-Finding-Theory-and-Practice-v0.pdf 在角度估測部分, 以 AoA 為例, 移動裝置發出 DF-enabled packet, 而 BLE GW 依序從不同天線接收,  因此, 每根天...

[RTLS] Bluetooth 5.1 對室內定位的標準化

圖片
對於室內定位的應用而言, Bluetooth 由於其低功耗, 普及, 以及覆蓋範圍小等特性, 一直以來, 都是室內定位的熱門選擇, 在過去, Apple 就曾經以信號強度 (RSSI) 為依據, 推出室內定位用的 iBeacon 作為定位的解決方案, 其定位精度約為 1-5 公尺. 在新的 Bluetooth 協定中, 加入了 AoA/AoD 的支援, AoA (Angle of Arrive) 只需要接收端有多天線系統 (傳送端可為單天線), 可以分辨來自不同天線訊號的時間/相位差, 就可以計算出傳送端相對接收端的角度資訊, 類似的, AoD (Angle of Departure) 則要求傳送端有多天線系統, 就可以藉由 ACK 等資訊, 計算出接收端相對於傳送端的角度資訊, 來自:  http://dev.ti.com/tirex/content/simplelink_academy_cc2640r2sdk_2_30_02_00/ modules/blestack/ble_aoa/ble_aoa.html 在 Bluetooth 5.1 中, 距離資訊仍是來自於 RSSI 訊號強度, 而不是用 ToA (Time of Arrival) 來取得距離資訊, 這應該是因為希望和過往的 Bluetooth 裝置相容, (ToA 需要裝置間同步與硬體的支援, 無法相容於之前的裝置) 因此, 只希望修改 Bluetooth Gateway 的硬體與演算法, 來提供定位的結果. 在目前的架構下, AoA 資訊的取得, 的確能夠改善定位誤差, 特別是在直視路徑 (LoS, Light of Sight) 的環境中, 然而, 針對 Bluetooth 定位所遇到的其他問題, 例如: 過多的布建數量, 仍無法提出解答, 同時, 考慮 AoA/AoD 對於天線排列的要求, 如何提供一種均一, 容易開發, 且準確的 AoA/AoD 資訊, 將會是此標準能否廣泛應用的關鍵.

[室外定位] WiFi 訊號如何幫助室外定位

圖片
說到 WiFi 定位, 大家直覺想到的是用於室內環境中, 事實上, WiFi 訊號對於室外的定位也有幫助, 舉例來說, Google Map 上的定位除了 GPS 之外, 也包含 WiFi 訊號的輔助.   https://support.google.com/maps/answer/1725632 "Google 會利用無線存取點的公開 Wi-Fi 資料,以及 GPS、基地台資料與感應器資料,來改善定位服務。我們只會使用公開的 Wi-Fi 資訊來推測裝置的約略位置。" 至於 WiFi 訊號如何幫助定位呢? 我們可以用下圖來表示. (其實寫這篇網誌是因為花時間畫了一張圖, 雖然, 其中沒有甚麼技術, 也和研究沒有相關, 就寫成網誌分享...) (素材來自網路)

室內定位技術: TBS (Terrestrial Beacon System)

圖片
在上一篇文章中, 介紹了 iBeacon 的定位技術, 但是, 對於行動通訊商而言, 另一個更為可行的定位方案是Terrestrial Beacon System (TBS), TBS是一種模仿GPS的定位技術, 在R13的架構下, LTE正式宣布了對此技術的支持, http://www.nextnav.com/news/3gpp-release-13-specification-adds-support-metropolitan-beacon-system-mobile-systems 在介紹TBS之前, 我們先概述一下GPS的技術, GPS是一種基於接收時間的定位技術, 首先, 我們假設天空中有4個同步的GPS衛星, 不斷放出帶時間標記的訊號, 且我們根據星圖知道這4顆衛星的位置, 接收裝置就能夠簡單的根據接收到訊號的時間, 推斷距離這4個衛星的距離, 進而算出: 經度, 緯度, 高度, 時間, 這四個訊息, 完成定位結果的運算. 來自:  http://gpsworld.com/indoor-location-breaking-through/ 而TBS就可以視為一組在地面上的GPS衛星, 一樣發送帶有同步的時間訊號, 在空曠空間中, 可以增加GPS定位中的參考座標, 減少運算所需的能力, 降低接收訊號的雜訊, 進而提供更為準確的定位結果.

室內定位技術: 藍牙 (iBeacon)

圖片
在幾年前, iBeacon大概是最流行的定位技術, 這個由Apple所提出的定位規範, 結合了低功率藍牙 (Bluetooth Low Energy, BLE) 作為定位參考點, 以廣播的方式, 讓相同有藍牙接收器的裝置 (如: 手機), 能夠得知自己的地理位置. iBeacon的節點提供不同的功率設置, 以及廣播週期設計, 前者是用以調整iBeacon的訊號接收範圍, 大致分成三個等級: 10公尺, 數公尺, 數公分, 當使用者裝置接收到iBeacon節點的訊號時, 利用藍牙通訊中的識別碼 (UUID) 來分辨接收的iBeacon節點, 至於廣播周期則是用以決定多久發送一次iBeacon的廣播, 此週期可以調整從100ms (0.1秒) 到數秒, 按照不同的設定, 一顆水銀電池最多可以提供1~3個月的使用時間, iBeacon情境圖, 來自:  http://www.digitalavmagazine.com/en/2015/01/15/ibeacon-tendencia-innovadora-en-la-organizacion-de-eventos-para-interactuar-con-el-usuario/

LTE筆記: 5G New Radio (NR) ~3: 對於定位的要求

雖然NR的架構尚未決定, 但是對於定位的規範已經開始討論, 在3gpp文件 RP-161576 中, Intel負責整理了NR對定位的需求, 我們列點如下, 並取重要的內容說明: The NR should enable, and improve if suitable, state-of-art positioning techniques, such as RAN-embedded (Cell-Id, E-CellID, OTDOA, UTDOA, etc.) and RAN-external (GNSS, Bluetooth, WiFi, terrestrial beacons, sensors, etc). The NR positioning shall exploit high bandwidth, massive antenna systems, network architecture/ functionalities (e.g. heterogeneous networks, MBMS) and deployment of massive number of devices. * MBMS: Multimedia Broadcast/Mukicast Service Additional NR positioning requirements include: 1. Support for different accuracy levels, latency levels and device categories 2. Support [1m] horizontal and vertical accuracy in [90%] of occasions 3. Reduced network complexity 3. Reduced device cost 4. Reduced device power consumption 5. Efficient signalling over the air interface and in the network 6. Support for hybrid positioning methods 7. Scalability (support for large nu...

LTE筆記: R14定位更新 (5) ~ 廣播週期設定與結論

圖片
在LTE R14中, 另外加入了對於PRS廣播周期的調整, 對於特定TPs (transmission points) 而言, R14提供廣播周期的調整, 甚至可以保留特定的TP, 作為專屬用以定位的標竿, 高頻率, 甚至是連續的廣播PRS訊號, 考慮到之前所說的PRS的 分辨機制 , 以及small cell的架構, 在為了室內定位環境而設的極端架構下, LTE網路可以視為許多TP連續發送不同PRS訊號的網路, 這樣的網路架構, 可以提供近似於iBeacon的基礎建設, 並搭配TDoA的量測, 進一步增進定位的精確度. 來自:  https://blog.cubeacon.com/ibeacon-as-indoor-positioning-system.html

LTE筆記: R14定位更新 (4) ~ 多通道效應的補償

圖片
對於室內, 或者是城市中高樓密布的環境, 多通道效應 (multipath propogation) 一直都是定位的難題, 多通道效應是來自於發送端與傳送端之間有多個路徑, 換句話說, 接收端將由不同路徑得到多組來自於傳送端的訊號, 如下圖所示: 圖片來自:  http://www.ni.com/white-paper/6427/en/ 考慮到路徑不相同, 因此, 所量測到的到達時間也不同, 在ToA或是TDoA的定位模型下, 我們通常假設所量測到的到達時間是來自於直視路徑 (Light-of-Sight, LoS), 然而, 當使用者在室內移動, 接收來自於室外的大基地台 (macro cell) 訊號時, LoS的訊號不一定帶有最大的能量, 因此在回報時, 不一定被視為量測的目標, 以致無法正確找出LoS的到達時間, 也造成定位的誤差,

LTE筆記: R14定位更新 (3) ~ 更精細的量測單位

圖片
在原本OTDOA的架構中, Reference Signal Time Difference Measurement (RSTD) 用以量測兩個相鄰cell的時間差, 在原本架構中, RSTD的精確度為1 Ts, (Ts為LTE架構下的基本時間單位, 約為32ns, 可以參考: https://note-on-clouds.blogspot.tw/2015/12/lte-frame-time.html ) 考慮到此最小的時間單位, 我們所取得的量測誤差可以視為真實的時間量測誤差, 加上一個量化誤差(quantitation error), 因此, 直觀來說, 越精細的基本時間單位, 也就會有更精確結果. 我們可以從下圖中看到量化誤差的影響, 圖片來源:  https://www.ericsson.com/research-blog/indoor-positioning-enhancements-in-lte-standardization/

LTE筆記: R14定位更新 (2) ~ PRS的分辨

圖片
在原本LTE架構下, 定位的參考訊號 (PRS) 由eNB發送, 同時, UE可以接收其從屬eNB和相鄰eNB的PRS訊號, 作為計算OTDOA的基礎, 關於PRS的敘述, 可以參考 這一篇文章 , 然而, 為了識別來自於不同eNB的訊號, PRS以physical cell identifier (PCI) 作為辨識的基礎, 因此, PCI的分配, 也成了PRS的限制, 圖片來自:  https://www.ericsson.com/research-blog/indoor-positioning-enhancements-in-lte-standardization/ 在圖中, 同樣cell使用相同的PCI, 卻來自不同的天線 (TP) 尤其考慮在distributed antenna systems (DAS) 的架構下, 可能有不同的傳送點 (transmission points, TPs) 分享同樣的PCI, 考慮到不同的TP就代表不同的位置, 其所代表的TDOA, 也就含有不同的資訊量, 如果我們可以辨識越多的TDOA來自於不同的TP, 很明顯的, 就可以增進LTE在定位上的精確度, 此時, 要怎麼辨識來自於不同TPs的PRS就是一個問題,

LTE筆記: R14定位更新 (1) ~ 總論

圖片
在 之前的文章 中, 我們討論了在LTE下的定位技術, 當時, 仍停留在技術的討論, 尚未修改spec, 隨著時間的經過, 3gpp也對LTE的定位做出更多改變, 正好看到一篇文章討論最近LTE架構下的定位技術演進: https://www.ericsson.com/research-blog/lte/indoor-positioning-enhancements-in-lte-standardization/ 接下來應該會花一些篇幅翻譯這篇文章, 並補充一些相關的了解. 原本文章來自: Ericsson Research Blog

LTE筆記: TDoA, ToA 和同步誤差

圖片
在 LTE 系統中, 使用 TDoA (Time Difference of Arrival) 作為定位的一種方法, 詳細關於 TDOA 用來定位的方法可以參考 這一篇文章 , TDOA 用以定位, 每一對基地台可以得到一組雙曲線, 取雙曲線的交點, 我們可以得到 UE 的位置資訊, 如下圖所示: 來自於:  http://scialert.net/fulltext/?doi=jas.2014.1564.1569&org=11 事實上, 另一種更直觀的定位方法是使用 ToA (Time of Arrival) 進行定位, 此時, 我們會得到到以基地台為圓心的多組圓, 取其交點, 即為定位結果, 來自於:  https://www.gitbook.com/book/hom-wang/indoorpositioning-ls/details 至於為什麼在 LTE 系統中要使用 TDoA, 而非 ToA, 通常來說, 我們都會說這是因為 TDoA 對於同步要求較低.

LTE筆記: LTE網路定位(7) ~ indoor positioning

圖片
為了在室內與小細胞基地台的環境下提供定位資訊,3GPP組織於2014年成立了Study Group (Study on Indoor Positioning Enhancements for UTRA and LTE) 探討小細胞基地台在室內環境中的定位問題,比起之前36.809的Study Group,此次室內定位的標準制訂有更多廠商加入,且標準制定的討論更為密集,最後2015年9月完成了相對應的技術報告 (3GPP TR 37.857),同時,也建立Work Item (FS_UTRA_LTE_iPos_enh) 開始進行標準化,目前在3GPP網站上顯示其標準化的進度為13%,目前尚未對於既有的LTE協定進行提案與修正。 根據3GPP所提供的技術報告 (3GPP TR 37.857),探討了CID和OTDOA兩種定位方法在不同的應用情境下的定位誤差,其中,包含了大基地台 (Macro Cell) 和小基地台 (Smell Cell) 共存的室內外應用環境,同時,也包含了一種純粹室內的應用環境。考慮到我們的研究情境,我們將特別討論在室內的應用環境中LTE系統的定位應用。在TR 37.857的室內應用環境中,假設使用者均勻分布在許多四層樓建築中,每層樓皆為50公尺乘120公尺的格局,且內含4個小細胞基地台,這些建築將隨機的分佈在大基地台 (Macro Cell) 的服務區 (Cell) 中。在此應用環境中,所有的使用者終端都存在於室內的環境,模擬的定位水平中位誤差對於OTDOA而言,約為6至15公尺,對於CID而言,約為15公尺,詳細的模擬結果顯示於下圖[TR 37.857]。 左圖為使用CID的水平定位誤差,右圖為使用OTDOA的水平定位誤差