深度解析 3GPP TS 23.273：6.11.1 & 6.11.2 UE与网络的“双人舞”：定位核心子流程

本文技术原理深度参考了3GPP TS 23.273 V18.9.0 (2025-03) Release 18规范中，关于“6.11.1 UE Assisted and UE Based Positioning Procedure”和“6.11.2 Network Assisted Positioning Procedure”的核心章节。本文将深入5G定位的“原子操作”层面，为您揭示在所有上层定位流程（MT-LR, MO-LR, NI-LR）背后，UE与网络之间两种最核心、最基础的定位协作模式。

1. 序章：打开LMF的“黑匣子”

在之前的系列文章中，我们跟随了各种上层定位流程，见证了GMLC、AMF、LMF等核心网元如何协同，完成一次次复杂的定位任务。在这些流程中，我们常常会看到这样一句话：“LMF执行一个或多个在6.11章节中定义的定位流程”。

6.11章节，就是LMF的“技术工具箱”。它不再描述“为什么定位”（业务需求）或“谁发起了定位”（上层流程），而是专注于“如何执行定位”（底层技术交互）。它定义了LMF与UE、LMF与RAN（无线接入网）之间进行定位测量的具体交互步骤，是构成所有复杂定位场景的最基本、最核心的“原子操作”。

今天，我们将彻底打开LMF的这个“黑匣子”，聚焦于其中最重要的两种控制面定位模式：UE辅助/自持定位 和 网络辅助定位。为了生动地理解这两种模式的差异与协作，我们引入今天的主角——“鹰眼-01”号智能巡检无人机。

它的任务是为一座新建成的、横跨山谷的5G智慧大桥进行竣工验收。这项任务需要两种截然不同的定位能力：

1. 自我测绘：“鹰眼-01”需要获取自身绝对的、高精度的全球坐标，以便将拍摄的桥梁结构照片与设计图纸上的三维坐标精确匹配。
2. 安全避障：大桥空域管理系统（一个类似空中交通管制塔的监管功能）需要独立地、从网络侧验证无人机的位置，以防止其偏离预设航线，与其它工程设备发生碰撞。

这两个需求，将分别引导我们走进UE与网络之间两场风格迥异、却同样精彩的“双人舞”。

2. “工具箱”概览 (6.11.0 General)

在开始“舞蹈”之前，让我们先看一下“舞谱”的说明。

The procedures defined in clause 6.11 are applicable to both a UE and PRU. Wherever, a UE is referenced in these procedures, a PRU may be used instead.

规范首先明确，这个工具箱里的所有工具，不仅适用于普通的UE（如无人机、手机），也适用于PRU（Positioning Reference Unit，定位参考单元）。PRU是一种特殊的、已知精确位置的UE，常被用作辅助其他UE定位的“参考信标”。

本章的核心，正是两种基本的交互舞步：

• 6.11.1 UE Assisted and UE Based Positioning Procedure：一场由UE主导的“华尔兹”。UE是主要的舞者，负责执行关键的测量动作；网络（LMF）则扮演着“舞伴”和“指导者”的角色，为UE提供辅助，并最终评定（或计算）舞蹈成果。
• 6.11.2 Network Assisted Positioning Procedure：一场由网络主导的“探戈”。网络（RAN）是主要的舞者，负责执行核心的测量；UE则更像是一个配合的“信标”，根据网络的节奏发出信号；LMF则是这场舞蹈的“总编舞”。

现在，让我们跟随“鹰眼-01”的飞行，欣赏这两场精彩的表演。

3. UE主导的“华尔兹”：UE辅助/自持定位 (6.11.1)

“鹰眼-01”已飞抵大桥上空，它的第一个任务是“自我测绘”。机载的巡检App触发了一次MO-LR请求，要求获取自身的高精度位置。经过上层流程的流转，AMF已经将任务委派给了LMF。LMF分析后，决定采用最高精度的UE辅助GNSS定位。于是，一场6.11.1的“华尔兹”开始了。

“Figure 6.11.1-1: UE Assisted and UE Based Positioning Procedure”为我们展示了舞步的分解动作。

前提条件 (Precondition)：

A LCS Correlation identifier and the AMF identity has been passed to the LMF by the serving AMF.

在舞蹈开始前，AMF已经给了LMF两样东西：LCS Correlation ID（本次定位的唯一“工单号”）和AMF的身份ID。这确保了LMF在需要与AMF或UE沟通时，知道该找谁，以及用哪个“工单号”来关联这次任务。

3.1 舞步一：LMF发出“邀请”与“舞谱” (Step 1-3)

1. The LMF invokes the Namf_Communication_N1N2MessageTransfer service operation towards the AMF to request the transfer of a Downlink (DL) Positioning message to the UE. … The Downlink Positioning message may request location information from the UE, provide assistance data to the UE or query for the UE capabilities…
2. The AMF forwards the Downlink Positioning message to the UE in a DL NAS TRANSPORT message. The AMF includes a Routing identifier, … which is set to the LCS Correlation identifier.

1. LMF构建“邀请函” (Step 1)：LMF打包了一份下行定位消息（使用LPP协议）。这份消息就是“邀请函”和“舞谱”。对于“鹰眼-01”的GNSS定位任务，这份“舞谱”包含了：

   • GNSS辅助数据：精确的卫星星历、时间、差分修正信息等。这能让无人机跳过漫长的搜星过程，实现“秒定”。
   • 测量指令：明确要求无人机测量并上报GNSS的伪距、载波相位等原始数据。

2. AMF担任“信使” (Step 1 & 3)：LMF自己不能直接与UE对话。它调用AMF的N1N2MessageTransfer服务，将这份LPP消息“递给”AMF。AMF再将其封装在一个NAS传输消息中，通过N1接口（控制面）发送给“鹰眼-01”。在这个过程中，AMF会将“工单号”（LCS Correlation ID）转换成**路由标识符（Routing identifier）**并放入NAS消息中，作为UE回信时的“地址”。

3.2 舞步二：UE的“独舞”表演 (Step 4)

4. The UE stores any assistance data provided in the Downlink Positioning message and performs any positioning measurements and/or location computation requested…

“鹰眼-01”收到这份“舞谱”后，开始了自己的表演：

• 学习舞步：解析LPP消息，将GNSS辅助数据加载到自己的定位引擎中。
• 翩翩起舞：启动GNSS接收机，快速锁定卫星，并根据指令进行高精度的伪距测量。
• 自我评估 (UE-Based)：如果采用的是UE-Based模式，无人机还会利用自己的高性能处理器，直接在机上就计算出最终的经纬度坐标。
• 记录动作 (UE-Assisted)：如果采用的是UE-Assisted模式，它则只完成测量，并将原始的测量数据记录下来。

3.3 舞步三：UE返回“表演录像” (Step 6-7)

6. [Conditional] The UE sends to the AMF the Uplink Positioning message included in a NAS TRANSPORT message… to return any location information obtained in step 4…
7. [Conditional] The AMF invokes the Namf_Communication_N1MessageNotify service operation towards the LMF indicated by the routing identifier received in step 6.

1. UE打包“录像” (Step 6)：无人机将自己的“表演成果”（计算出的位置或原始测量数据）打包成一份上行LPP消息。它将这份消息封装在NAS传输消息中，并附上之前收到的那个路由标识符，发送给AMF。

2. AMF精准投递 (Step 7)：AMF收到这份回信后，查看“地址”（路由标识符），立刻知道这是“工单号XXX”任务的反馈，应该送给LMF。于是，它调用N1MessageNotify服务，将这份LPP消息精准地投递给了LMF。

LMF收到后，如果是UE-Assisted模式，它会完成最后的计算。最终，一个高精度的绝对坐标诞生了。“鹰眼-01”成功地为自己拍摄的照片，打上了精确的地理标签。

4. 网络主导的“探戈”：网络辅助定位 (6.11.2)

现在，进入第二个场景。大桥空域管理系统为了安全，需要独立验证“鹰眼-01”的位置。它通过NI-LR触发了一次定位。LMF收到任务后，决定采用网络辅助的UL-TDOA定位。一场由网络主导的“探戈”开始了。

“Figure 6.11.2-1: Network Assisted Positioning Procedure”为我们展示了这场力量感十足的舞蹈。

4.1 舞步一：LMF发出“编舞指令” (Step 1 & 3)

1. The LMF invokes the Namf_Communication_N1N2MessageTransfer service operation towards the AMF to request the transfer of a Network Positioning message to the serving NG-RAN node (gNB or ng-eNB) for the UE.
2. The AMF forwards the Network Positioning message to the serving NG-RAN node in an N2 Transport message.

1. LMF构建“编舞指令” (Step 1)：LMF这次打包的，是一份网络定位消息（使用NRPPa协议）。这份消息不再是给UE的，而是给**基站（NG-RAN）**的。对于UL-TDOA任务，这份指令可能是：“请你（服务基站）和你的邻居们（邻区基站），准备好在接下来的时间窗口内，监听来自‘鹰眼-01’的上行探测信号（SRS），并精确记录信号到达的时间戳。”

2. AMF担任“指挥链” (Step 1 & 3)：LMF同样通过AMF来传递这份指令。AMF将其封装在N2传输消息中，通过N2接口（AMF与RAN之间的接口）发送给服务“鹰眼-01”的那个基站。基站收到后，还会进一步协调其邻居基站，共同参与这次“监听”任务。

4.2 舞步二：UE的“节奏”配合

在这场“探戈”中，UE的角色变得非常简单。它甚至可能不知道自己正在被定位。它只需要按照网络的调度，正常地发送上行信号（如用于信道质量探测的SRS）即可。它就像一个按照固定节奏打着拍子的鼓手，为舞者（RAN）提供表演的节拍。

4.3 舞步三：RAN的“集体表演” (Step 4)

4. The serving NG-RAN node obtains any location information for the UE requested in step 3.

大桥上的多个基站，像一个训练有素的舞团，开始集体表演：

• 同步守时：所有参与的基站都通过GPS等方式，保持着纳秒级的时间同步。
• 专注聆听：它们在LMF指定的时刻，同时开始监听来自“鹰眼-01”的SRS信号。
• 精确打点：当SRS信号的电波抵达每个基站的天线时，基站会为其盖上一个极其精确的到达时间戳。

4.4 舞步四：RAN上报“测量数据” (Step 5 & 6)

5. The serving NG-RAN node returns any location information obtained in step 4 to the AMF in a Network Positioning message included in an N2 Transport message.
6. The AMF invokes the Namf_Communication_N2InfoNotify service towards the LMF indicated by the routing identifier received in step 5.

1. RAN打包“数据” (Step 5)：基站将自己测得的时间戳，封装在NRPPa消息中，通过N2接口返回给AMF。
2. AMF精准投递 (Step 6)：AMF再次扮演“信使”，根据路由标识符，将这份来自前线（RAN）的原始测量数据，精准地投递给“总编舞”LMF。

LMF收到来自多个基站的时间戳后，通过UL-TDOA算法进行解算，得出了“鹰眼-01”的精确位置，并上报给空域管理系统。安全得到了保障。

5. “华尔兹” vs “探戈”：两种舞步的本质区别

对比维度	6.11.1 UE Assisted/Based (华尔兹)	6.11.2 Network Assisted (探戈)
主导者	UE	网络 (NG-RAN)
核心协议	LPP (LMF 与 UE 之间的对话)	NRPPa (LMF 与 NG-RAN 之间的对话)
测量动作执行者	UE (e.g., 测量GNSS信号、扫描Wi-Fi)	NG-RAN (e.g., 测量UE上行信号的TDOA, AOA)
AMF角色	主要作为 N1 消息 (LPP) 的透明传输管道	主要作为 N2 消息 (NRPPa) 的透明传输管道
UE参与度	高，需要执行测量甚至计算	低，可能完全无感知，只需正常发送上行信号
典型适用技术	GNSS, Wi-Fi, 蓝牙, 传感器定位, DL-TDOA	Cell-ID, E-CID, UL-TDOA, UL-AOA

6. 总结：定位服务的基石

6.11.1和6.11.2，这两套看似简单的子流程，构成了5G控制面定位服务体系的绝对基石。它们就像DNA的双螺旋，通过不同的排列组合，构建出了我们在上层流程中看到的各种复杂而强大的定位能力。

• 解耦与模块化：将定位的“执行层”与“业务层”完美解耦。LMF可以专注于打磨这两套核心的“舞蹈”，而上层的GMLC和AMF则可以灵活地根据业务需求来“点播”和“编排”这些舞蹈。
• 灵活性与适应性：通过提供UE主导和网络主导两种截然不同的模式，5G定位服务能够适应各种复杂的环境和需求。在开阔地带，让UE跳起GNSS的“华尔兹”；在室内或城市峡谷，让网络跳起TDOA的“探戈”。
• AMF的枢纽价值：在这两套流程中，AMF的核心价值被体现得淋漓尽致。它不仅仅是“传话筒”，更是连接UE（N1接口）、RAN（N2接口）和LMF（Nlmf服务）的唯一枢纽，是所有信令得以正确、可靠流转的“中央车站”。

对于“鹰眼-01”而言，正是因为掌握了这两套核心“舞步”，它才能在智慧大桥的上空，既能完成高精度的自我测绘，又能接受网络侧的安全监管，最终圆满地完成它的巡检使命。

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FAQ - 常见问题解答

Q1：UE-Assisted（UE辅助）和UE-Based（UE自持）定位到底有什么区别？ A1：这两个都属于6.11.1的范畴，核心区别在于最终位置计算的位置。在UE-Assisted模式下，UE只负责测量（例如，GNSS伪距），并将原始测量数据上报给LMF，由LMF完成最终的位置计算。在UE-Based模式下，UE不仅自己测量，还自己完成位置计算，最终直接将一个经纬度坐标上报给网络。UE-Based对UE的计算能力要求更高，但可以减少上行传输的数据量。

Q2：为什么需要LPP和NRPPa两种不同的定位协议？ A2：因为它们的“对话方”不同。LPP (LTE Positioning Protocol)是为LMF与UE之间的端到端通信而设计的，它与接入网无关，无论UE是通过5G、4G还是Wi-Fi接入，LPP消息都可以透明传输。而NRPPa (NR Positioning Protocol A)是为LMF与NG-RAN之间的通信而设计的，它定义在N2接口之上，专门用于LMF向基站下发网络侧的测量指令。

Q3：在这些流程中，AMF看起来只是在转发消息，它的价值体现在哪里？ A3：AMF的价值是枢纽性和管理性的，虽然看起来只是转发。1) 唯一入口：它是UE接入核心网的唯一控制面入口，所有给UE的信令都必须经过它。2) 状态管理：它知道UE是IDLE还是CONNECTED，并在需要时负责唤醒UE。3) 路由：它根据LCS Correlation ID/Routing ID，负责将来自UE或RAN的响应，准确无误地路由到正确的LMF实例。没有AMF这个“中央车站”，所有的信令都会迷路。

Q4：LMF是如何决定何时使用6.11.1，何时使用6.11.2的？ A4：这是一个复杂的决策过程，LMF会综合考虑多种因素：1) QoS要求：如果要求极高精度，且环境适合GNSS，会优先选择6.11.1（UE-Assisted GNSS）。2) UE能力：如果UE不支持GNSS，LMF就只能选择6.11.2（如Cell-ID, E-CID）或6.11.1的其他模式（如DL-TDOA）。3) 网络能力与环境：如果网络侧部署了高精度时间同步，且基站密度足够，LMF可能会优先选择6.11.2（UL-TDOA），因为它对UE功耗更友好。4) 监管要求：在某些需要网络独立验证的场景（如本例中的安全避障），LMF会被强制要求使用6.11.2的网络侧定位方法。

Q5：这两种流程可以结合使用吗？ A5：可以，而且非常常见。这就是混合定位（Hybrid Positioning）。LMF可以在一次定位会话中，同时启动6.11.1和6.11.2的流程。例如，它既向UE请求GNSS测量（6.11.1），又向RAN请求UL-TDOA测量（6.11.2）。最后，LMF会将来自不同技术、不同源头的测量结果进行融合计算，以得出一个比任何单一方法都更精确、更可靠的最终位置。