5G及未来技术：基于精准时间网络同步的定位技术

《IEEE Access》：5G and Beyond Positioning Over Precise Time Network Synchronization

　　

摘要：

高精度定位已成为第五代（5G）移动网络及其后续版本的关键技术；然而，实际性能仍受到网络时间同步的严重限制，尤其是对于基于到达时间差（TDOA）原理的定位方案而言。本研究考察了下一代节点B（gNB）之间的时间不确定性对5G新无线电（NR）定位的影响，并量化了通过部署精确时间网络（PTN）相比传统的全球导航卫星系统（GNSS）同步技术所能带来的性能提升。本研究中采用了下行NR定位参考信号（NR-PRS）的TDOA测量和定位模型，在该模型中，gNB之间的时钟偏移被明确地纳入观测方程中，从而能够清晰地区分无线电测量噪声、几何因素和网络时间误差对总定位误差的贡献。同步模型根据实际运行的PTN基础设施的测量数据以及常见的GNSS时间性能进行校准，分别对应PTN级和GNSS级的同步要求。分析将这些情况视为具有不同不确定性的有效残余时间偏差，而非固定的确定性偏差。随后，在二维UMa场景中，使用NR-PRS波形和标准的非线性最小二乘算法对用户设备（UE）的位置进行了大量蒙特卡洛模拟。除了基线时间比较外，还通过一个有效的测量级模型考虑了非视距条件下的额外延迟和增加的时间不确定性。

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