RSPP je postranní rozhraní (sidelink) protokol pro přímou komunikaci mezi zařízeními (device-to-device), který umožňuje přesné měření vzdálenosti (ranging) a určování polohy (positioning) mezi UEs bez síťové infrastruktury.

Popis

RSPP (Ranging and Sidelink Positioning Protocol) je protokolová vrstva specifikovaná v rámci 3GPP pro provádění operací měření vzdálenosti a určování polohy přes rozhraní postranního spoje (sidelink). Sidelink označuje přímou komunikaci mezi uživatelskými zařízeními (UEs) bez směrování dat přes síťovou infrastrukturu (gNB nebo eNB). RSPP funguje uvnitř zásobníku protokolů postranního spoje a interaguje s vrstvami, jako je Sidelink Radio Link Control (SL-RLC) a Sidelink Medium Access Control (SL-MAC). Jeho primární funkcí je usnadňovat výměnu signálů a zpráv mezi UEs pro odhad vzdálenosti (ranging) a určení relativní nebo absolutní polohy (positioning).

RSPP funguje definováním procedur pro měření a reportování. UEs si vyměňují specifické referenční signály nebo pakety navržené pro měření doby příchodu (ToA), rozdílu dob příchodu (TDoA) nebo úhlu příchodu (AoA). Protokol spravuje plánování těchto signálů, sběr měřicích dat a výpočet vzdálenosti nebo polohy. Podporuje jak jednosměrné, tak obousměrné techniky měření vzdálenosti. Například u obousměrného měření UE A odešle žádost o měření vzdálenosti, UE B odpoví a UE A vypočítá dobu oběhu (round-trip time) pro odhad vzdálenosti, přičemž RSPP zajišťuje posloupnost zpráv a časování. Protokol může také podporovat multilateraci, při které více UEs spolupracuje na určení polohy cílového UE.

Mezi klíčové komponenty RSPP patří definice referenčních signálů pro určování polohy na postranním spoji (SL-PRS), řídicí zprávy pro zahájení a koordinaci relací měření vzdálenosti a měřicí reporty. Rozhraní má k vyšším vrstvám poskytujícím služby určování polohy a aplikacím. Role RSPP je zásadní ve scénářích, kde nejsou dostupné nebo jsou nespolehlivé signály GNSS, například uvnitř budov, v městských kaňonech nebo při mimořádných událostech. Využitím přímé komunikace UE-UE umožňuje decentralizovaná řešení pro určování polohy, která jsou odolná, mají nízkou latenci a mohou fungovat s částečným nebo žádným síťovým pokrytím, čímž zlepšují služby jako seskupování vozidel (platooning), bezpečnost chodců nebo sledování majetku.

K čemu slouží

RSPP bylo zavedeno v 3GPP Release 18, aby pokrylo potřebu přesného určování polohy nezávislého na infrastruktuře ve scénářích komunikace přes postranní spoj (sidelink). Předchozí metody určování polohy v mobilních sítích se primárně spoléhaly na signály v uplinku/downlinku mezi UEs a základnovými stanicemi (např. OTDOA, UTDOA) nebo na GNSS. Tyto metody mají omezení v prostředích bez síťového pokrytí nebo tam, kde není GNSS dostupné. Rozšíření V2X (Vehicle-to-Everything) a pokročilých sidelink aplikací vytvořilo poptávku po relativním určování polohy mezi blízkými zařízeními pro podporu zabránění kolizím, kooperativní jízdy a udržování formace.

Protokol řeší problém standardizace způsobů, jak UEs přímo měří vzdálenosti a polohy mezi sebou přes rozhraní PC5. Před RSPP mohly proprietární nebo nestandardizované metody vést k problémům s interoperabilitou. RSPP poskytuje jednotný rámec specifikovaný 3GPP, který zajišťuje, že UEs od různých výrobců mohou provádět měření vzdálenosti a určování polohy spolehlivě. Bylo motivováno případy užití v autonomních vozidlech, veřejné bezpečnosti (např. lokalizace záchranářů v budově) a komerčních aplikacích, jako jsou sociální sítě nebo hry s rozšířenou realitou vyžadující detekci blízkosti. Integrací funkcí určování polohy přímo do zásobníku protokolů postranního spoje RSPP zvyšuje autonomii a funkčnost systémů přímé komunikace mezi zařízeními.

Klíčové vlastnosti

• Definuje procedury pro měření vzdálenosti (ranging) mezi UEs přes postranní spoj (sidelink)
• Podporuje techniky určování polohy jako ToA, TDoA a obousměrné měření vzdálenosti (two-way ranging)
• Spravuje vysílání a příjem referenčních signálů pro určování polohy na postranním spoji (SL-PRS)
• Koordinuje relace měření vzdálenosti a reportování měření mezi účastnícími se UEs
• Umožňuje určování polohy nezávislé na infrastruktuře a na GNSS
• Umožňuje relativní určování polohy pro V2X, veřejnou bezpečnost a IoT aplikace

Související pojmy

• V2X – Vehicle-to-Everything Application Server
• SL-PRS – Sidelink Positioning Reference Signals

Definující specifikace

• TS 23.586 (Rel-19) — Ranging & Sidelink Positioning in 5GS
• TS 24.514 (Rel-19) — Ranging & Sidelink Positioning in 5GS
• TS 24.571 (Rel-19) — Control Plane LCS Procedures
• TS 33.533 (Rel-19) — Security for 5G Ranging & Sidelink Positioning
• TS 38.305 (Rel-19) — NG-RAN UE Positioning Stage 2
• TS 38.413 (Rel-19) — NG Application Protocol (NGAP)
• TS 38.423 (Rel-19) — Xn Application Protocol (XnAP) specification
• TS 38.473 (Rel-19) — 5G F1 Application Protocol (F1AP)

📖 Anglický originál a plná specifikace: RSPP na 3GPP Explorer