2.2.3 上行链路到达时间差（UL-TDOA）定位技术

在NR UL-TDOA定位技术中，UE服务基站先要为UE配置发送上行链路定位参考信号（SRS-Pos）的时间和频率资源（为了简化描述，在本书中以SRS-Pos表示上行链路定位参考信号），并通知LMF SRS-Pos的配置信息。LMF将SRS-Pos的配置信息发给UE周围的TRP。各TRP根据SRS-Pos的配置信息去检测UE发送的SRS-Pos，并获取SRS-Pos的到达时间与TRP本身参考时间的上行相对到达时间差（UL RTOA）。UL-TDOA采用基于网络的定位方式，即各TRP将所测量的UL RTOA传送给LMF，由LMF利用各TRP提供的UL RTOA及其他已知信息（例如，TRP的地理坐标）来解算UE的位置。

UL-TDOA可采用与DL-TDOA类似的算法解算出UE的位置。设共有N个TRP通过测量某个UE发送的SRS-Pos获得N个UL RTOA测量量 RTOAi（i=1,…,N），测量量RTOAi主要取决于UE与TRPi之间的距离、UE时钟与TRPi的时钟之间的时偏及测量误差。若从这N个TRP中选某个TRP（如TRPj）作为参考TRP，并用其余TRP测量的UL RTOA减去参考TRP测量的UL RTOA，便得到N-1个TDOA，即 TDOAi,j =RTOAi-RTOAj（i=1,…,N;i≠ j）。若TRPi的时钟与TRPj的时钟完全同步，则TDOAi,j（当转换为距离时）代表了UE 到TRPi的距离与UE到参考TRPj的距离之差（若TRPi的时钟与TRP j的时钟不完全同步，则TDOAi,j还包括TRPi的时钟与TRPj的时钟之间的偏差）。UE与各TRP之间时偏的影响已在相减时被消除了。于是，与RSTD测量量类似，每个TDOAi,j测量量可构成一条双曲线，该双曲线的焦点为TRPi和TRPj，双曲线的点到TRPi和TRPj的距离差为TDOAi,j,UE位置为双曲线上的某个点。于是，与DL-TDOA类似， UE的位置可由解算N-1个TDOA测量量所构成的N-1个双曲线方程得到。图2-2展示了一个由3个TRP获得TDOA测量量来进行UE二维定位的例子。

图2-2 NR UL-TDOA定位技术示意图

UL-TDOA定位的关键之一是让尽量多的相邻TRP测量到UE发送的SRS-Pos信号。UE发送上行信号的最大功率一般远小于TRP发送下行信号的最大功率，且在无线通信系统中，上行信号的发送功率还受到服务基站的功率控制。当UE靠近服务基站时，服务基站会要求UE降低信号发送功率以减少UE之间的相互干扰。这些因素会造成SRS-Pos信号难以被与UE之间的距离较远的相邻TRP测量到。为了让尽量多的相邻TRP测量到SRS-Pos信号，NR对SRS-Pos信号采用了开环功率控制。基站可将用于开环功率控制的路径损耗参考TRP配置为相邻TRP而不局限于服务TRP。这样一来，当距离UE较远的TRP配置为路径损耗参考时，UE可以增大SRS-Pos信号的传输功率，这有利于相邻TRP测量SRS-Pos信号。

与DL-TDOA类似，UL-TDOA定位技术要求各TRP间时间同步，TRP间时间同步的准确性将直接影响UL-TDOA的定位性能。相较于DL-TDOA,UL-TDOA的一个主要缺点是从系统资源的角度来看，发送SRS-Pos信号所需要的上行无线资源与需要定位的UE数量成正比，而DL-TDOA所需要的下行无线资源与需要定位的UE数量无关。