【NR 定位】3GPP NR Positioning 5G定位标准解读(三)

目录

前言

[5 NG-RAN UE定位架构](#5 NG-RAN UE定位架构)

[5.1 架构](#5.1 架构)

[5.2 UE定位操作](#5.2 UE定位操作)

[5.3 NG-RAN定位操作](#5.3 NG-RAN定位操作)

[5.3.1 通用NG-RAN定位操作](#5.3.1 通用NG-RAN定位操作)

[5.3.2 OTDOA定位支持](#5.3.2 OTDOA定位支持)

[5.3.3 广播辅助信息支持](#5.3.3 广播辅助信息支持)

[5.3.4 NR RAT相关定位支持](#5.3.4 NR RAT相关定位支持)

[5.4 NG-RAN中与UE定位相关的元素功能描述](#5.4 NG-RAN中与UE定位相关的元素功能描述)

[5.4.1 用户设备(UE)](#5.4.1 用户设备(UE))

[5.4.2 gNB](#5.4.2 gNB)

[5.4.3 ng-eNB](#5.4.3 ng-eNB)

[5.4.4 位置管理功能(LMF)](#5.4.4 位置管理功能(LMF))

[5.4.5 定位参考单元(PRU)](#5.4.5 定位参考单元(PRU))


前言

3GPP NR Positioning 5G定位标准:3GPP TS 38.305 V18

3GPP 标准网址:Directory Listing /ftp/

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5 NG-RAN UE定位架构

5.1 架构

图5.1-1展示了5GS中适用于具有NR或E-UTRA接入的UE定位的架构。该定位架构还支持如图5.1-1所示的NR PC5接口。当UE位于NG-RAN覆盖范围内(如图5.1-1中的UE A和UE B)和位于NG-RAN覆盖范围外(如图5.1-1中的UE C和UE D)时,均可以支持侧链路定位。

AMF从另一个实体(例如GMLC或UE)接收与特定目标UE相关联的某种位置服务请求,或者AMF本身决定代表特定目标UE发起某种位置服务(例如,用于来自UE的IMS紧急呼叫),如TS 23.502 [26]和TS 23.273 [35]所述。然后,AMF将位置服务请求发送到LMF。LMF处理位置服务请求,这可能包括将辅助数据传输到目标UE以辅助基于UE的和/或由UE辅助的定位,和/或可能包括对目标UE的定位。然后,LMF将位置服务的结果返回给AMF(例如,UE的位置估计)。在由除AMF以外的实体(例如GMLC或UE)请求位置服务的情况下,AMF将位置服务结果返回给该实体。

NG-RAN节点可以控制多个TRP/TP,例如远程无线电头端或仅支持DL-PRS的TP,以支持基于PRS的TBS。

LMF可能具有与E-SMLC的专有信令连接,这可能使LMF能够访问来自E-UTRAN的信息(例如,支持使用由目标UE获得的来自E-UTRAN中的eNB和/或仅PRS TP的信号的下行链路测量值的OTDOA进行E-UTRA定位方法)。LMF与E-SMLC之间的信令交互的详细信息不在本规范的范围内。

LMF可能具有与SLP的专有信令连接。SLP是负责用户平面定位的SUPL实体。用户平面定位的更多详细信息在[15][16]中提供。LMF与SLP之间的信令交互的详细信息不在本规范的范围内。

Figure 5.1-1: UE Positioning Overall Architecture applicable to NG-RAN

在gNB架构分离的情况下,gNB-DU可以包括TRP功能,其中TRP功能可以支持TP、RP或TP和RP的功能。包括TRP功能的gNB-DU不需要提供小区服务。

5.2 UE定位操作

为了支持目标UE的定位以及向具有5GS中NG-RAN接入的UE提供位置辅助数据,位置相关功能如图5.1-1所示架构进行分布,并在TS 23.501 [2]和TS 23.273 [35]中进行了更详细的说明。适用于UE、NG-RAN和LMF的任何位置服务的整体事件序列如图5.2-1所示。

请注意,当AMF在UE处于CM-IDLE状态时接收到位置服务请求时,AMF会执行网络触发的服务请求,如TS 23.502 [26]和TS 23.273 [35]中所定义,以便与UE建立信令连接并分配特定的服务gNB或ng-eNB。在图5.2-1所示流程开始之前,假设UE已处于连接模式;也就是说,在步骤1a之前可能需要将UE带到连接模式的任何信令都没有显示。然而,在定位仍在进行时,信令连接可能会稍后释放(例如,由于信令和数据不活动,由NG-RAN节点释放)。

Figure 5.2-1: Location Service Support by NG-RAN

1a. 或者:5GC中的某些实体(例如GMLC)向服务AMF请求针对目标UE的某些位置服务(例如定位)。

1b. 或者:目标UE的服务AMF确定需要某些位置服务(例如,为了定位UE的紧急呼叫)。

1c. 或者:UE在NAS级别向服务AMF请求某些位置服务(例如定位或提供辅助数据)。

  1. AMF将位置服务请求转移到LMF。

3a. LMF与NG-RAN中的服务和可能的相邻ng-eNB或gNB一起启动定位程序,例如获取定位测量或辅助数据。

3b. 除了步骤3a或代替步骤3a,LMF与UE一起启动定位程序,例如获取位置估计或定位测量,或将位置辅助数据转移到UE。

  1. LMF向AMF提供位置服务响应,并包括任何所需的结果,例如成功或失败的指示,以及如果请求并获得,则为UE的位置估计。

5a. 如果执行了步骤1a,AMF将位置服务响应返回给步骤1a中的5GC实体,并包括任何所需的结果,例如UE的位置估计。

5b. 如果发生了步骤1b,AMF使用在步骤4中接收到的位置服务响应来辅助在步骤1b中触发此操作的服务(例如,可以向GMLC提供与紧急呼叫相关的位置估计)。

5c. 如果执行了步骤1c,AMF将位置服务响应返回给UE,并包括任何所需的结果,例如UE的位置估计。

图5.2-1中的步骤3a和3b适用于NG-RAN,并在本规范中进行了更详细的定义。图5.2-1中的其他步骤仅适用于5GC,并在TS 23.502 [26]和TS 23.273 [35]中进行了更详细的描述。

步骤3a和3b可以涉及使用不同的定位方法来获取目标UE的位置相关测量值,并从中计算位置估计以及可能的其他信息,如速度。

5.3 NG-RAN定位操作

5.3.1 通用NG-RAN定位操作

除了对特定UE的位置服务支持外,LMF还可以与NG-RAN中的元素进行交互,以获取测量信息,帮助辅助所有UE的一个或多个定位方法。LMF还可以与NG-RAN节点交互,以提供用于广播的辅助数据信息。

5.3.2 OTDOA定位支持

LMF可以与任何可通过AMF访问并具备与LMF进行信令交互的ng-eNB进行交互,以获取位置相关信息,支持E-UTRA定位方法的OTDOA,包括基于PRS的E-UTRA TBS。这些信息可以包括与TP相关的定时信息,关于绝对GNSS时间或其他TP的定时,以及关于支持的小区和TP的信息,包括PRS调度。

LMF与ng-eNB之间的信令访问可以通过任何具有与LMF和ng-eNB进行信令交互的AMF来实现。

如果UE由NR小区服务,LMF还可以与任何可通过AMF访问并具备与LMF进行信令交互的gNB进行交互,以获取NR小区定时信息,以支持E-UTRA定位方法的OTDOA。

5.3.3 广播辅助信息支持

LMF可以与任何可通过AMF访问并具备与LMF进行信令交互的NG-RAN节点进行交互,以提供用于广播的辅助数据信息。这些信息可以包括定位系统信息块(posSIBs)以及辅助信息元数据、广播小区和广播周期性。

LMF与NG-RAN节点之间的信令访问可以通过任何具有与LMF和NG-RAN节点进行信令交互的AMF来实现。

5.3.4 NR RAT相关定位支持

LMF可以与任何可通过AMF访问并具备与LMF进行信令交互的gNB进行交互,以获取位置相关信息,支持NR RAT相关的定位方法。这些信息可以包括与TRP相关的定时信息,关于绝对GNSS时间或其他TRP的定时,以及关于支持的小区和TRP的信息,包括PRS调度。

当LMF为UE确定需要gNB测量的定位方法时,LMF可以与gNB交互以支持该定位方法。LMF可以请求gNB为UE配置SRS,gNB可以向LMF响应SRS配置。当SRS配置更改时,gNB可以向LMF提供更新的SRS配置。如果为UE配置了半持久性或非周期性SRS,LMF可以激活/停用SRS。当UE发送SRS时,LMF可以请求多个TRP执行上行链路测量并报告结果。

5.4 NG-RAN中与UE定位相关的元素功能描述

5.4.1 用户设备(UE)

UE可以对来自NG-RAN的下行链路信号、来自其他UE的侧链路信号以及其他来源(如E-UTRAN、不同的GNSS和TBS系统、WLAN接入点、蓝牙信标、UE气压和运动传感器)进行测量。要进行的测量将由所选的定位方法决定。

UE还可以包含LCS应用程序,或者通过UE访问的网络通信或通过UE中的另一个应用程序访问LCS应用程序。此LCS应用程序可能包括确定UE位置所需的测量和计算功能,无论是否需要网络辅助。这超出了本规范的范围。

例如,UE还可以包含独立的定位功能(如GPS),从而能够独立于NG-RAN传输报告其位置。具有独立定位功能的UE还可以利用从网络获得的辅助信息。

5.4.2 gNB

gNB是NG-RAN的网络元素,可以为目标UE提供测量信息,并将此信息通信给LMF。

为了支持NR RAT相关定位,gNB可以对目标UE的无线电信号进行测量,并提供用于位置估计的测量结果。gNB可以为多个TRP提供服务,包括例如远程无线电头、仅UL-SRS的RP和仅DL-PRS的TP。对于NTN,TRP可能位于卫星上。

gNB可以在定位系统信息消息中广播从LMF接收的辅助数据信息。

5.4.3 ng-eNB

ng-eNB是NG-RAN的网络元素,可以提供用于位置估计的测量结果,对目标UE的无线电信号进行测量,并将这些测量通信给LMF。

ng-eNB根据LMF的请求(按需或定期)进行测量。

ng-eNB可以为多个TP提供服务,包括例如远程无线电头和仅用于基于PRS的TBS定位的E-UTRA的仅PRS TP。

ng-eNB可以在定位系统信息消息中广播从LMF接收的辅助数据信息。

5.4.4 位置管理功能(LMF)

LMF管理对不同目标UE的位置服务的支持,包括UE的定位和向UE提供辅助数据。LMF可以与为目标UE服务的gNB或服务的ng-eNB交互,以获得UE的位置测量,包括由NG-RAN进行的上行链路测量和由UE进行的下行链路测量,这些测量是作为其他功能(如支持切换)的一部分提供给NG-RAN的。

如果需要特定的位置服务,LMF可以与目标UE交互以提供辅助数据,或者如果请求,可以获得位置估计。

LMF可以与多个NG-RAN节点交互,以提供用于广播的辅助数据信息。用于广播的辅助数据信息可以选择性地由LMF进行分段和/或加密。LMF还可以与AMF交互,以如TS 23.273 [35]中更详细描述的那样向AMF提供加密密钥数据信息。

对于目标UE的定位,LMF根据可能包括LCS客户端类型、所需QoS、UE定位能力、gNB定位能力和ng-eNB定位能力等因素决定要使用的定位方法。然后,LMF在UE、服务gNB和/或服务ng-eNB中调用这些定位方法。定位方法可以为基于UE的定位方法产生位置估计,和/或为基于UE辅助和网络的定位方法产生定位测量。LMF可以组合所有收到的结果,并为目标UE确定单个位置估计(混合定位)。还可以确定其他信息,如位置估计的准确性和速度。

LMF可以与AMF交互,以如TS 23.273 [35]中所述向AMF提供(更新的)UE定位能力,并从AMF接收存储的UE定位能力。

对于NTN,OAM通过配置LMF以获取卫星相关信息(如TS 38.300 [52]中所述),以及TRP(s)和卫星(s)之间的关联。

5.4.5 定位参考单元(PRU)

位于已知位置的定位参考单元(PRU)可以执行定位测量(例如,RSTD、RSRP、UE Rx-Tx时间差测量、DL-RSCPD、DL-RSCP等),并将这些测量结果报告给位置服务器。此外,PRU可以发送SRS,使TRP能够测量并报告来自已知位置PRU的上行链路定位测量值(例如,RTOA、UL-AoA、gNB Rx-Tx时间差、UL-RSCP等)。位置服务器可以将PRU的测量结果与预期在已知PRU位置的测量结果进行比较,以确定其他附近目标设备的校正项。然后,可以根据先前确定的校正项来校正其他目标设备的下行链路和/或上行链路位置测量值。

从位置服务器的角度来看,PRU功能是通过具有已知位置的UE实现的。

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