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蜂窝网络支持的UE定位技术可以被分为以下三类。
（1）基于非蜂窝网络无线信号的定位技术，例如，A-GNSS基于卫星发送的无线信号进行定位。
（2）基于UE携带的定位传感器（加速度传感器、陀螺仪、磁力计、大气压传感器等）所提供的测量信息进行定位的技术。
（3）基于蜂窝网络（4G和5G蜂窝网络）本身发送的参考信号进行定位的技术。
前两种技术不依赖无线蜂窝网络信号，被称为RAT-independent定位技术，后一种技术依赖于无线蜂窝网络信号，被称为RAT-dependent定位技术。
根据定位参考信号的发射和接收方向的不同，5G蜂窝网络定位技术可以被划分为下行、上行和上下行联合的三大类定位技术：
第一类，下行定位技术包括DL-TDOA、DL-AoD和E-CID；
第二类，上行定位技术包括UL-TDOA和UL-AoA；
第三类，上下行联合定位技术，包括Multi-RTT。
此外，还有基于上述技术组合的NR蜂窝网络混合定位技术。
本节将介绍典型的5G蜂窝网络定位技术（非蜂窝网络定位技术见本书7.2节）。
小区标识（CID）定位技术利用UE服务小区的信息（如服务小区天线的位置）来估计UE的位置。相比CID，增强小区标识（E-CID）定位技术还利用UE提供的无线资源管理（RRM）测量量来提高UE定位的精度。E-CID定位不要求UE专为定位目的而提供额外的测量量。
当Release 15 NR标准的基站同时具有4G和5G信号时，可利用4G信号测量的LTE E-CID信息进行定位，即利用LTE RRM测量估计UE位置。Release 16 NR标准增加了NR E-CID功能，即可利用UE提供的NR RRM测量来估计UE位置。在Release 16 NR标准中，可用于NR E-CID的RRM测量包括（参见TS 38.215）同步参考信号接收功率（SS-RSRP）、同步参考信号接收质量（SS-RSRQ）、信道状态信息参考信号接收功率（CSI-RSRP）、信道状态信息参考信号接收质量（CSI-RSRQ）。
NR E-CID采用基于网络的定位方式，即UE将获取的RRM测量量上报给位置管理功能（LMF），由LMF利用上报的RRM测量量及其他已知信息[例如各小区收发点（TRP）的地理坐标]来解算UE的位置。3GPP标准并没有定义NR E-CID采用的具体算法，常用的方法是由UE所上报的RRM测量量（参考信号接收功率或参考信号接收质量）结合假设的信道路径损耗模型推导出UE与发送参考信号的TRP之间的距离，然后由TRP的地理坐标、UE与TRP的距离以及TRP参考信号发送方向解算出UE的位置。由于假设的信道路径损耗模型与真实的信道路径损耗有差异，以及RRM测量量有误差，推导的UE和TRP之间的距离与UE和TRP之间真实距离的误差一般较大，因此E-CID定位的精度一般较低。
值得一提的是，LTE E-CID测量量包括定时提前量 T ADV （参见TS 36.214）, T ADV 有两个Type:Type1为eNB Rx-Tx时间差和UE Rx-Tx时间差之和；Type2为eNB Rx-Tx时间差。利用 T ADV 可估算UE与服务小区TRP之间的距离，用于LTE E-CID定位解算。Release 16 NR E-CID的测量量中不包括定时提前量，而Release 17 NR E-CID的测量量包括定时提前量 T ADV （参见TS 38.215），但只有gNB Rx-Tx时间差。
在DL-TDOA定位技术中，UE根据LMF提供的DL-TDOA辅助数据，得知UE周围TRP发送下行链路定位参考信号（DL PRS）的配置信息，通过接收各TRP发送的DL PRS，获取下行链路定位参考信号到达时间差（DL PRS RSTD）。然后，由UE获取的DL PRS RSTD和其他已知信息（例如，TRP的地理坐标）用基于网络的定位方式或基于UE的定位方式来解算UE的位置。若采用基于网络的定位方式，则由UE将获取的DL PRS RSTD测量量上报给LMF，由LMF利用上报的测量量及其他已知信息（例如，TRP的地理坐标）来解算UE的位置。若采用基于UE的定位方式，则由UE利用获取的DL PRS RSTD及其他由网络提供的信息（例如，TRP的地理坐标）来解算UE的位置。
Release 16 NR标准没有定义NR DL-TDOA定位的具体算法。每个DL PRS RSTD测量量均为UE从两个TRP（其中一个为参考TRP）接收DL PRS的到达时间之差。每个DL PRS RSTD 测量量（当转换为距离时）可构成一条双曲线，双曲线的焦点为这两个TRP所在的位置，双曲线上的任意点到两个TRP的距离之差为RSTD测量量。UE即位于双曲线之上的某个点。若UE由 N 个TRP获得 N -1个DL PRS RSTD测量量，则可构成一个有 N -1个双曲线方程的方程组。UE的位置可由解算该双曲线方程组得到。图2-1展示了一个用NR DL-TDOA进行二维UE定位的例子，其中，UE由3个TRP得到2个DL PRS RSTD测量量 RSTD 2,1 和 RSTD 3,1 （TRP1为参考TRP），由 RSTD 2,1 和 RSTD 3,1 构成2个双曲线，UE位置可由解算这2个双曲线的交点得到。
图2-1 NR DL-TDOA定位技术示意图
一般而言，每个DL PRS RSTD测量量都有一定的测量误差。因而，在利用NR DL-TDOA定位时，希望UE能从较多的TRP中获得更多和更准确的DL PRS RSTD测量量，以降低测量误差对UE位置解算的影响，得到更准确的UE位置。这需要合理、优化地设计DL PRS信号（如信号序列、映射模式和静默模式等），使UE从尽可能多的TRP处接收到DL PRS信号并获得准确的DL PRS RSTD测量量。
值得一提的是，NR DL-TDOA定位技术要求各TRP的时间准确同步，各TRP时间同步的准确性将直接影响NR DL-TDOA的定位性能。
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 RTOA i （ i =1,…, N ），测量量 RTOA i 主要取决于UE与 TRP i 之间的距离、UE时钟与 TRP i 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 TRP j ）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 TDOA i, j = RTOA i - RTOA j （ i =1,…, N ; i ≠ j ）。若 TRP i 的时钟与 TRP j 的时钟完全同步，则 TDOA i, j （当转换为距离时）代表了UE 到 TRP i 的距离与UE到参考 TRP j 的距离之差（若 TRP i 的时钟与TRP j 的时钟不完全同步，则 TDOA i, j 还包括 TRP i 的时钟与 TRP j 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 TDOA i , j 测量量可构成一条双曲线，该双曲线的焦点为 TRP i 和 TRP j ，双曲线的点到 TRP i 和 TRP j 的距离差为 TDOA i, 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。
多小区往返行程时间（Multi-RTT）定位技术采用的测量量为UE所测量的来自各TRP的DL PRS的到达时间与UE发送SRS-Pos信号的时间差（称为UE Rx-Tx时间差），以及各TRP所测量的来自UE的SRS-Pos信号的到达时间与TRP发送DL PRS的时间差（称为gNB Rx-Tx时间差）。如图2-3所示，UE与某TRP之间的RTT可通过UE由该TRP的DL PRS所测量的UE Rx-Tx时间差
加上该TRP由该UE的SRS-Pos所测量的gNB Rx-Tx时间差
得到，而UE与该TRP之间的距离可由1/2 RTT乘以光速得到。需要指出的是，在用此方法获取RTT时，不要求TRP之间的时间精确同步。
图2-3 RTT示意图
从UE和各TRP的信号发送和接收的角度来看，支持Multi-RTT定位技术基本相当于同时支持DL-TDOA定位技术和UL-TDOA定位技术。
在UE侧，UE根据服务基站所指配的SRS-Pos配置发送SRS-Pos信号，且UE通过LMF提供的辅助数据得知周围各TRP发送DL PRS的配置信息。根据各TRP的DL PRS配置信息，UE接收各TRP发送的DL PRS得到DL PRS的到达时间，然后UE根据测量得到的DL PRS到达时间与UE自己发送SRS-Pos信号的时间之差得到UE Rx-Tx时间差。
在各TRP侧，各TRP由LMF提供的辅助数据获取UE发送SRS-Pos信号的配置信息，并根据SRS-Pos配置信息接收UE发送的SRS-Pos，得到SRS-Pos的到达时间。然后各TRP由测量得到的SRS-Pos到达时间与本身发送DL PRS的时间差得到gNB Rx-Tx时间差。
Multi-RTT定位技术采用基于网络的定位方式。UE将获取的UE Rx-Tx时间差上报给LMF，各TRP也将获取的gNB Rx-Tx时间差提供给LMF，由LMF利用UE Rx-Tx时间差和gNB Rx-Tx时间差得到UE与各TRP之间的距离，然后加上其他已知信息（如TRP的地理坐标）解算出UE的位置。
图2-4以二维定位为例展示了NR Multi-RTT定位的基本原理。设UE由 N 个TRP获取了UE Rx-Tx时间差，且这 N 个TRP通过该UE获取了gNB Rx-Tx时间差。于是由这 N 对UE Rx-Tx和gNB Rx-Tx时间差可得到UE到这 N 个TRP的距离｛ r 1 , r 2 ,…, r N ｝。UE的位置应位于以这 N 个TRP为中心，以｛ r 1 , r 2 ,…, r N ｝为半径的圆周上，具体位置可由解算这些圆周的交点得到。
图2-4 NR Multi-RTT定位技术示意图
相比于DL-TDOA定位技术和UL-TDOA定位技术，Multi-RTT定位技术的主要优点是不要求各TRP间的时间准确同步，但Multi-RTT定位所需要的系统资源（主要是无线时频资源）和实现复杂度基本上相当于同时支持DL-TDOA定位技术和UL-TDOA定位技术。同时，Multi-RTT定位技术也面临一些与UL-TDOA定位技术相同的问题，例如，如何让尽量多的TRP准确地测量到UE发送的SRS-Pos信号。
和第2.2.2节的NR DL-TDOA定位技术一样，NR DL-AoD定位技术也支持基于网络和基于UE的两种定位技术。下面只介绍基于网络的NR DL-AoD定位技术。UE根据LMF提供的周围TRP发送DL PRS的配置信息测量来自各个TRP的DL PRS，获得DL PRS接收参考信号功率（DL PRS RSRP）测量量，并且把该测量量上报给LMF。LMF利用UE上报的DL PRS RSRP测量量和其他已知信息（例如，各TRP的DL PRS的发送波束方向）来确定UE相对各TRP的角度，即DL AoD，然后利用所得的DL AoD和各TRP的地理坐标来解算UE的位置。
Release 16 NR标准没有定义如何根据DL PRS RSRP来确定UE相对于各TRP的DL AoD，也没有定义如何由DL AoD来确定UE的位置。图2-5以二维定位为例，展示NR DL-AoD定位的一种简单实现方法。图中假设UE由TRP1的DL PRS1和DL PRS2测量得到RSRP 1 和RSRP 2 。由RSRP 1 和RSRP 2 ，以及DL PRS 1 和DL PRS 2 的波束方向之间的夹角 α 可估算TRP1到UE的方向与DL PRS 1 的波束方向之间的夹角 α 1 （例如， α 1 = α ·RSRP 2 /（RSRP 1 +RSRP 2 ））。然后，由已知的DL PRS 1 的波束方向角 β 1 和估算的 α 1 可得出TRP1到UE的AoD角 θ 1 。类似地，可通过TRP2 DL PRS测量的DL PRS RSRP估算出TRP2到UE的AoD角 θ 2 ，然后利用 θ 1 、 θ 2 、TRP1和TRP2的坐标和已有的角度定位算法（例如，参考文献[7～11]）来解算出UE的位置。
图2-5 NR DL-AoD定位技术示意图
在UL-AoA定位技术中，各TRP需要根据LMF提供的SRS-Pos配置信息去接收UE发送的SRS-Pos信号，获取UL AoA[包括上行到达方位角（A-AoA）和上行到达俯仰角（Z-AoA）]，并将获取的UL AoA报给LMF。LMF利用各TRP提供的UL AoA及其他已知信息（如TRP的地理坐标）来解算UE的位置。
Release 16 NR标准既没有定义TRP如何由UE SRS-Pos获取UL AoA，也没有定义LMF如何由UL AoA来确定UE的位置，由各个厂家自行实现。UL AoA的估计算法有多种，简单的方法是直接用接收波束的方向作为UL AoA。这种简单方法的角度估计的分辨率较低。分辨率较高的方法是通过接收天线阵列接收UL SRS-Pos信号（如图2-6所示），利用信号和噪声子空间之间的正交性，通过有效的算法[例如，多重信号分类（MUSIC）]、基于旋转不变技术估计信号参数（ESPRIT）等）将观察空间分解成两个子空间，即信号子空间和噪声子空间，并由信号子空间估计SRS-Pos信号的到达方向UL AoA。一旦获得UL AoA，就可以利用已有的算法（例如，参考文献[7～11]）来解算出UE的位置。
图2-6 NR UL-AoA定位技术示意图
以上介绍的各种5G NR定位技术也可根据定位的需要混合使用，即通过发送和检测上、下行定位参考信号，在UE端和/或TRP端同时得到多种与UE位置有关的测量量，如RSTD、UL RTOA、DL AoD、UL AoA、UE Rx-Tx时间差、gNB Rx-Tx时间差及参考信号接收功率等，进行融合定位。
在上行定位技术中，最典型的是结合UL-TDOA定位技术和UL-AoA定位技术。在NR UL-TDOA定位过程中，LMF可根据定位算法和性能的需求来要求各TRP在测量UL RTOA的同时也测量UL AoA，然后，利用UL RTOA和UL AoA测量量解算UE的位置。
在下行定位技术中，典型的是结合DL-TDOA定位技术和DL-AoD定位技术。LMF可根据定位算法和性能的需求来要求各UE在测量RSTD的同时也测量DL PRS RSRP。利用DL PRS RSRP可得到DL AoD，然后用RSTD和DL AoD测量量一起解算UE的位置。
在NR Multi-RTT定位的过程中，LMF可根据定位算法和性能的需求来要求UE在测量UE Rx-Tx时间差的同时测量DL PRS RSRP，也可要求TRP在测量gNB Rx-Tx时间差的同时测量UL SRS RSRP。由DL PRS RSRP可得DL AoD，由UL SRS RSRP可得UL AoA。然后可用RTT、DL AoD和UL AoA测量量一起解算UE的位置。已有的各种融合定位的算法参见参考文献[7～11]。