5G通信系统定位技术原理与方法
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2.2.2 下行链路到达时间差(DL-TDOA)定位技术

在DL-TDOA定位技术中,UE根据LMF提供的DL-TDOA辅助数据,得知UE周围TRP发送下行链路定位参考信号(DL PRS)的配置信息,通过接收各TRP发送的DL PRS,获取下行链路定位参考信号到达时间差(DL PRS RSTD)。然后,由UE获取的DL PRS RSTD和其他已知信息(例如,TRP的地理坐标)用基于网络的定位方式或基于UE的定位方式来解算UE的位置。若采用基于网络的定位方式,则由UE将获取的DL PRS RSTD测量量上报给LMF,由LMF利用上报的测量量及其他已知信息(例如,TRP的地理坐标)来解算UE的位置。若采用基于UE的定位方式,则由UE利用获取的DL PRS RSTD及其他由网络提供的信息(例如,TRP的地理坐标)来解算UE的位置。

Release 16 NR标准没有定义NR DL-TDOA定位的具体算法。每个DL PRS RSTD测量量均为UE从两个TRP(其中一个为参考TRP)接收DL PRS的到达时间之差。每个DL PRS RSTD 测量量(当转换为距离时)可构成一条双曲线,双曲线的焦点为这两个TRP所在的位置,双曲线上的任意点到两个TRP的距离之差为RSTD测量量。UE即位于双曲线之上的某个点。若UE由N个TRP获得N-1个DL PRS RSTD测量量,则可构成一个有N-1个双曲线方程的方程组。UE的位置可由解算该双曲线方程组得到。图2-1展示了一个用NR DL-TDOA进行二维UE定位的例子,其中,UE由3个TRP得到2个DL PRS RSTD测量量RSTD2,1RSTD3,1(TRP1为参考TRP),由RSTD2,1RSTD3,1构成2个双曲线,UE位置可由解算这2个双曲线的交点得到。

图2-1 NR DL-TDOA定位技术示意图

一般而言,每个DL PRS RSTD测量量都有一定的测量误差。因而,在利用NR DL-TDOA定位时,希望UE能从较多的TRP中获得更多和更准确的DL PRS RSTD测量量,以降低测量误差对UE位置解算的影响,得到更准确的UE位置。这需要合理、优化地设计DL PRS信号(如信号序列、映射模式和静默模式等),使UE从尽可能多的TRP处接收到DL PRS信号并获得准确的DL PRS RSTD测量量。

值得一提的是,NR DL-TDOA定位技术要求各TRP的时间准确同步,各TRP时间同步的准确性将直接影响NR DL-TDOA的定位性能。