LTE筆記: LTE網路定位(6) ~ PRS

定位基準信號（PRS）是新加入到LTE Release 9的功能之一，用來確認用radio access network通訊時信息的User Equipment (UE)的位置。PRS的重要性是使用PRS的UE可以支持須要使用所在位置的服務，像是導航，緊急呼叫等。PRS是一種控制訊號，根據設定，占用某些OFDM symbol，UE可以藉由對PRS訊號的接收與量測，估測UE到eNB之間的時間，轉換成OTDOA的資訊，對於UE的位置進行估測。

PRS主要分成三個步驟：

1. UE 接收來自 cells的 PRS 包括Reference cell以及Neighbor cells，其中，Reference cell為服務基地台，而Neighbor cells為相鄰的基地台
2. 以接收到的PRS為依據，UE量測Observed Time Difference of Arrival (OTDOA)，並回傳RSTD給服務的基地台
3. 從UE接收到 reported reference signal time difference (RSTD)，然後eNodeB 透過LPP或是USRP將資訊送到遠方的位置伺服器進行計算

PRS是從downlink subframes的antenna port 6發送，在LTE網路中，antenna port並不意味一組實體的天線輸出，而代表虛擬的天線輸出，代表不同的參考訊號序列。為了避免對於其他控制訊號的干擾，PRS不應於PBCH，PSS或SSS的資源區間 (resource block) 上使用。為了分辨來自於不同的eNB的PRS訊號，PRS sequence則依據slot number、OFDM symbol number、cell ID、normal CP (Cyclic Prefix) 或是extended CP這些資訊來作轉換。

根據 release 9 中規範(3GPP TS 36.211)，PRS subframe的配置根據不同的出現週期可以被延伸成以下四種型態 (如下表)，其中變數的解釋如下所列：

• Nprs 是使用PRS的連續downlink subframe的數量
• Iprs 是 PRS 配置的Index，介於0-2399的值，2400-4095保留。
• Tprs 是PRS的 subframes的週期，由Iprs的配置決定是160, 320, 640 或 1280。
• Dprs 是delta PRS subframe的偏移。

PRS configuration index Iprs	PRS periodicity Tprs (subframes)	PRS subframe offset Δprs (subframes)
0 – 159	160	Iprs
160 – 479	320	Iprs - 160
480 – 1119	640	Iprs - 480
1120 – 2399	1280	Iprs - 1120
2400-4095	reserved

為了保護PRS訊號可以被UE清楚地接收，LTE網路設計了PRS的干擾消除機制，透過在時間上的多工，避免相鄰eNB在相同的時間區間送出PRS訊號，此方法要求eNB之間的同步，類似於ICIC的抗干擾機制。在實作上，eNB藉由muting sequence的交換，來決定時間上的傳送與否，格式如下所述。

PRS的muting sequence 格式：

• 長度：2/4/8/16，預設：2
• PRS的muting sequence 組成；
• 由0/1組成，由“,”分隔，預設；1,1
• Sequence中的0代表送PRS訊號，1代表不送PRS訊號。

隨著eICIC的定義，PRS也引入了相對應的概念。muting sequence放寬了對0,1的限制，改成可以設定為常數倍作為功率調配之用，當然，在此情況下，若是設成0，依然代表不送PRS訊號。