포지셔닝 (측위)¶
스펙 · 릴리즈
구조·절차: TS 38.305 (NG-RAN 측위) · 프로토콜: TS 37.355 (LPP), TS 38.455 (NRPPa) · PRS: TS 38.211 §7.4.1.7 · 측정: TS 38.215 (RSTD, UE Rx–Tx, PRS-RSRP) · 요구사항: TS 22.261 §7.3, TS 22.104 Rel-16 NR 측위 → Rel-17 정확도·지연 향상 (IIoT, INACTIVE 측위, 무결성) → Rel-18 반송파 위상 측위·사이드링크 측위·RedCap 측위 → Rel-19 AI/ML 측위
한눈에 보기
GPS가 잘 안 되는 실내·도심·공장에서도 위치를 알기 위해, NR은 기지국 신호 자체로 위치를 계산하는 방법을 정의했습니다.
기본 원리는 세 가지입니다.
- 도착 시간 차이: 여러 기지국 신호가 도착하는 시간 차로 위치 계산 (GPS와 비슷한 원리)
- 왕복 시간: 단말–기지국 사이 왕복 시간으로 거리 계산
- 각도: 빔 방향(도래각·출발각)으로 방향 계산
NR은 대역이 넓고(정밀한 시간 측정) 빔이 있어(각도 측정) LTE보다 훨씬 정확합니다. 목표는 상용 서비스에서 수 m, 산업용에서 수십 cm 수준입니다.
측위 방식¶
| 방식 | 측정 | 측정 주체 | 신호 |
|---|---|---|---|
| DL-TDOA | RSTD (기준 셀 대비 도착 시간 차) | 단말 | PRS |
| UL-TDOA | RTOA (상대 도착 시간) | gNB / TRP | SRS (측위용) |
| Multi-RTT | UE Rx–Tx 시간 + gNB Rx–Tx 시간 → 왕복 시간 | 단말 + gNB | PRS + SRS |
| DL-AoD | 빔별 PRS-RSRP → 출발각 추정 | 단말 | PRS |
| UL-AoA | 도래각 (안테나 배열) | gNB | SRS |
| E-CID | 셀 ID + RSRP, TA, AoA | 단말 / gNB | SSB, CSI-RS |
| (보조) A-GNSS, 센서, Wi-Fi, 블루투스 | 단말 |
구조¶
flowchart LR
UE([UE]) ---|PRS 측정 · SRS 송신| gNB[gNB / TRP]
UE -.->|"LPP<br/>(NAS로 운반)"| LMF[LMF<br/>위치 계산 서버]
gNB -.->|"NRPPa<br/>(NGAP로 운반)"| LMF
LMF --- AMF
AMF --- GMLC[GMLC<br/>외부 위치 요청]| 측위 모드 | 위치 계산 |
|---|---|
| UE-assisted | 단말이 측정값 보고 → LMF가 계산 |
| UE-based | LMF가 보조 정보(TRP 좌표 등) 제공 → 단말이 계산 |
| NG-RAN node assisted | gNB가 측정 (UL 방식) |
PRS (Positioning Reference Signal)¶
| 항목 | 값 |
|---|---|
| comb | 2, 4, 6, 12 (주파수 엇갈림 패턴으로 RE 전체 커버) |
| 심볼 | 2, 4, 6, 12 |
| 주기 | 4 – 10240 슬롯 |
| 빔 | TRP당 PRS 자원 집합 최대 2, 집합당 자원 최대 64 (빔별) |
| 대역 | FR1 최대 100 MHz, FR2 최대 400 MHz (Rel-18: 대역 집성) |
| 뮤팅 | 이웃 TRP 간섭 회피 비트맵 |
| 측정 창 | PRS 처리 창 (Rel-17 측정 갭 없이 측정) |
전문가 노트 — 정확도 목표와 최신 기술
정확도 요구 (대표).
| 릴리즈 | 시나리오 | 수평 정확도 (90%) | 지연 |
|---|---|---|---|
| Rel-16 | 상용 실내 / 실외 | < 3 m / < 10 m | < 1 s |
| Rel-17 | 상용 | < 1 m | < 100 ms |
| Rel-17 | IIoT | < 0.2 m | < 10 ms (일부 100 ms) |
오차 원인. 기지국 간 시각 동기 오차(1 ns ≈ 30 cm), 다중경로·비가시선(NLOS), 송수신기 그룹 지연(TEG). Rel-17은 TEG 보고, NLOS·LOS 지시, 다중 경로 보고를 추가했습니다.
INACTIVE 측위 (Rel-17). RRC 연결 없이 INACTIVE 상태에서 SRS 송신 및 LPP 보고(SDT 활용)로 IoT 측위 전력을 줄입니다. on-demand PRS로 필요할 때만 PRS를 켭니다.
반송파 위상 측위 (Rel-18 CPP). 신호의 반송파 위상(파장 수 cm)을 측정해 cm 단위 정확도를 노립니다(RTK GNSS와 비슷한 원리, 정수 모호성 해결 필요). 사이드링크 측위(SL-PRS)로 차량 간 상대 위치, 대역 집성 측위로 해상도 향상, LPHAP(저전력 고정밀)도 포함됩니다.
AI/ML 측위 (Rel-18 연구 → Rel-19 규격). 채널 임펄스 응답 같은 측정값을 모델에 넣어 직접 위치를 추정(direct)하거나 NLOS 판정·측정 보정(assisted)에 씁니다. 공장처럼 다중경로가 심한 곳에서 효과가 큽니다.