【5G NR】UE定位

TOA，Time of Arrival（到达时间）

指通过测量多个基站发送的参考信号到达手机的时间，来计算不同基站与手机之间的距离，并以该距离为半径分别画一个同心圆，再通过定位算法（三边定位算法、最小二乘算法），来估算手机位置。

TDOA

TDOA，Time Difference of Arrival（到达时间差）。

TOA定位法的缺点在于，若基站与手机之间时间不同步，双方都不知道信号发送的绝对时间，会造成计算和定位误差。

而TDOA利用相对时间（时间差）来弥补了这一缺点，即通过测量手机与附近两个基站的信号到达时间差，来计算手机到基站的距离差。

从数学的观点看，手机的位置必定位于以这两个基站为焦点、以其距离差为定差的双曲线上。这样一来，周围三个或三个以上的基站就能两两形成两条或两条以上的双曲线，双曲线的交点就是手机的二维位置坐标。

OTDOA、UTDOA和E-OTD属于TDOA定位法。

DL-TDOA：5G R16版本引入了新参考信号----PRS（定位参考信号），用来供UE对每个基站的PRS执行下行链路参考信号时间差（DL RSTD）测量。这些测量结果将上报给位置服务器。DL-TDOA Downlink Time Difference Of Arrival

UL-TDOA：5G R16版本增强了SRS（信道探测参考信号），以允许每个基站测量上行链路相对到达时间（UL-RTOA Uplink Relative Time of Arrival），并将测量结果报告给位置服务器。UL-TDOA Uplink Time Difference of Arrival

DL-AoD（下行离开角）：UE测量每波束/gNB的下行链路参考信号接收功率（DL RSRP），然后将测量报告发送到位置服务器，位置服务器根据每个波束的DL RSRP来确定AoD，再根据AoD估计UE位置。DL-AoD Downlink Angle-of-Departure

UL-AOA（上行到达角）：gNB根据UE所在的波束测量到达角，并将测量报告发送到位置服务器。UL-AoA Uplink Angle of Arrival

Multi-cell RTT：gNB和UE对每个小区的信号执行Rx-Tx时差测量。来自UE和gNB的测量报告会上报到位置服务器，以确定每个小区的往返时间并得出UE位置。Multi-RTT Multi-Round Trip Time

E-CID：UE对每个gNB的RRM测量（例如DL RSRP），测量报告将发送到位置服务器。E-CID Enhanced Cell-ID (positioning method)

所有与定位相关的测量报告都要上报到位置服务器，这些测量报告包括：

UE上报的定位测量报告：
每波束/gNB的DL RSRP
下行参考信号时间差（DL RSTD）
UE RX-TX时间差

gNB上报的定位测量报告：
上行到达角（UL-AoA）
UL-RSRP
UL-RTOA（UL相对到达时间）
gNB RX-TX时间差

简而言之，基于以前的蜂窝网络定位技术，5G R16引入了新的定位参考信号（PRS），采用了DL-TDOA、UL-TDOA、DL-AoD、UL-AOA、E-CID多种定位技术来合力提升定位精度。

同时，由于5G时代超密集网络增加了参考点的数量和多样性，Massive MIMO多波束可让AoA估计更精确，以及更低的网络时延可提升基于时间测量的精度等，这些优势可进一步提升5G定位能力。

未来，5G定位能力将进一步增强，R17版本还会将5G定位精度提升到亚米级。

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