前言
3GPP NR Positioning 5G定位标准:3GPP TS 38.305 V18
3GPP 标准网址:Directory Listing /ftp/
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7.6 按需PRS传输程序
7.6.1 概述
按需PRS传输程序允许LMF控制和决定是否进行PRS传输,并可以更改正在进行的PRS传输的特性。按需PRS传输程序既可以由UE(用户设备)启动,也可以由LMF(位置管理功能)启动。无论程序是由UE还是LMF启动,实际的PRS更改请求都由LMF发出。
7.6.2 按需PRS传输步骤
图7.6.2-1展示了按需PRS传输的一般定位步骤。
[注:此段文字为技术文档中的一部分,描述了按需PRS(Positioning Reference Signal,定位参考信号)传输的程序和一般步骤。PRS在移动通信中用于辅助定位服务,如GPS或其他基于位置的服务。LMF是控制这些传输的功能实体,而UE是接收这些信号的用户设备,如智能手机或其他移动设备。]
Figure 7.6.2-1: On-Demand PRS transmission procedure
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LMF可以在TRP信息交换过程中接收gNB可能支持的按需PRS配置的信息。
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在UE发起的按需PRS情况下,LMF可以通过LPP提供辅助数据消息或通过posSI为UE预定义PRS配置。
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2a. 在UE发起的按需PRS情况下,UE通过LPP请求辅助数据消息向LMF发送按需PRS请求。按需PRS请求可以是对预定义PRS配置的请求,该请求用预定义PRS配置ID或PRS配置的显式参数表示,并且可以是对PRS传输或更改PRS传输特性以进行定位测量的请求。
注1:按需PRS的LPP请求辅助数据消息也可以在MO-LR位置服务请求消息中发送。
注2:如果NW已向UE提供了预定义的按需PRS配置,则UE允许基于预定义PRS配置ID(基于索引的请求)或显式参数请求请求按需PRS参数,这些请求在接收到的预定义按需PRS配置范围内。否则,UE可以通过允许参数列表范围内的显式请求盲目请求按需PRS参数,如TS37.355 [42]中所述。2b. 在LMF发起的按需PRS情况下,LMF和UE可以交换LPP消息,例如,以获得UE测量或UE的DL-PRS定位能力等。
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LMF确定是否需要进行PRS传输或更改正在进行的PRS传输的传输特性。
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LMF通过NRPPa PRS配置请求消息请求服务和非服务gNBs/TRPs进行新的PRS传输或更改PRS配置的PRS传输。
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gNBs/TRPs在NRPPa PRS配置响应消息中相应地提供成功配置或更新的PRS传输。
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LMF可以通过LPP提供辅助数据消息向UE提供用于PRS传输的PRS配置或错误原因。
注3:如果步骤2a中的按需DL-PRS的LPP请求辅助数据在MO-LR位置服务请求消息中发送,则LMF提供如条款7.3.3中所述的MO-LR响应。
注4:由网络(LMF)实现在接收到UE发起的按需PRS请求后遵循的步骤(接受/拒绝/忽略)。
注5:由网络(TRP)实现在接收到LMF发起的按需PRS请求后遵循的步骤(接受/拒绝/忽略)。
注6:UE可以利用UE发起的按需DL-PRS程序来请求与任何配置的(e)DRX对齐的DL-PRS配置,例如,通过相应地设置DL-PRS配置的显式参数。
注7:按需DL-PRS程序也可用于请求支持跨DL-PRS定位频率层带宽聚合的DL-PRS配置。
7.7 预配置测量间隙程序
7.7.1 概述
网络使用预配置的测量间隙程序为NR DL-PRS测量提供测量间隙。服务gNB可以在收到来自UE或LMF的请求时激活/停用预配置的测量间隙。
注:预配置的测量间隙程序不支持U2N远程UE。
7.7.2 预配置测量间隙程序
图7.7.2-1显示了成功预配置和激活测量间隙的程序。
Figure 7.7.2-1: Pre-configured measurement gap configuration and activation procedure
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LMF从gNBs获取定位服务所需的TRP信息。
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LMF将相邻TRPs的PRS信息提供给服务gNB,并通过NRPPa MEASUREMENT PRECONFIGURATION REQUIRED消息请求服务gNB使用测量预配置对UE进行配置。
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根据来自LMF的辅助信息和UE能力,服务gNB决定使用测量间隙对UE进行预配置,并通过发送TS 38.331 [14]中指定的RRC重新配置消息,向UE提供具有相关联ID的预配置测量间隙配置。
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UE向服务gNB发送RRC重新配置完成消息,以确认收到预配置的测量间隙配置。
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服务gNB通过NRPPa MEASUREMENT PRECONFIGURATION CONFIRM消息向LMF发送确认消息,以指示预配置成功。
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5a. 如果UE需要测量间隙来执行所请求的位置测量,并且满足TS 38.331 [14]中指定的UL MAC CE触发条件,则UE向服务gNB发送UL MAC CE定位测量间隙激活/停用请求,并基于步骤2中配置的ID指示所请求的测量间隙配置。
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5b. LMF可以发送NRPPa MEASUREMENT ACTIVATION消息,请求服务gNB激活预配置的测量间隙。
- 基于步骤5a中来自UE的请求或步骤5b中来自LMF的请求,服务gNB可以发送包含ID的DL MAC CE定位测量间隙激活/停用命令,以激活相关联的测量间隙。
图7.7.2-2显示了成功停用测量间隙的过程。
Figure 7.7.2-2: Pre-configured measurement gap deactivation procedure
- 如图7.7.2-1所示,已激活一个测量间隙。
- 1a. 如果UE需要停止执行所请求的位置测量,并且满足TS 38.331 [14]中指定的UL MAC CE触发条件,则UE向服务gNB发送UL MAC CE定位测量间隙激活/停用请求,以停用包含与定位测量间隙相关联的ID的已激活测量间隙。
- 1b. LMF可以发送NRPPa MEASUREMENT ACTIVATION消息,请求服务gNB停用预配置的测量间隙。
- 根据步骤1a中来自UE的请求或步骤1b中来自LMF的请求,服务gNB可以发送包含ID的DL MAC CE定位测量间隙激活/停用命令,以停用相关联的测量间隙。
7.8 预配置的PRS处理窗口程序
7.8.1 概述
网络使用预配置的PRS处理窗口程序为UE提供NR DL-PRS测量的PRS处理窗口,而无需测量间隙。服务gNB在收到LMF的请求后,可以激活/停用预配置的PRS处理窗口。
注意:对于U2N远程UE,不支持预配置的PRS处理窗口程序。
7.8.2 预配置的PRS处理窗口程序
图7.8.2-1显示了成功预配置和激活PRS处理窗口的过程。
Figure 7.8.2-1: Pre-configured PRS processing window configuration and activation procedure
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LMF从gNBs获取定位服务所需的TRP信息。
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LMF将相邻TRPs的PRS信息提供给服务gNB,并通过NRPPa MEASUREMENT PRECONFIGURATION REQUIRED消息请求服务gNB使用测量预配置对UE进行配置。
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根据来自LMF的辅助信息和UE能力,服务gNB决定使用PRS处理窗口对UE进行预配置,并通过发送TS 38.331 [14]中指定的RRC重新配置消息,向UE提供具有相关联ID的预配置PRS处理窗口配置。
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UE向服务gNB发送RRC重新配置完成消息,以确认收到预配置的PRS处理窗口配置。
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服务gNB通过NRPPa MEASUREMENT PRECONFIGURATION CONFIRM消息向LMF发送确认消息,以指示预配置成功。
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LMF发送NRPPa MEASUREMENT ACTIVATION消息,请求服务gNB激活预配置的PRS处理窗口。
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根据步骤5中来自LMF的请求,服务gNB发送包含ID的DL MAC CE PPW激活/停用命令,以激活相关联的PRS处理窗口配置。
图7.8.2-2显示了成功停用PRS处理窗口的过程。
Figure 7.8.2-2: Pre-configured PRS processing window deactivation procedure
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如图7.8.2-1所示,PRS处理窗口已被激活。
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LMF发送NRPPa MEASUREMENT ACTIVATION消息,请求服务gNB停用预配置的PRS处理窗口。
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根据步骤1中来自LMF的请求,服务gNB发送包含ID的DL MAC CE PPW激活/停用命令,以停用相关联的PRS处理窗口配置。
7.9 RRC_INACTIVE状态下的定位
当UE处于RRC_INACTIVE状态时,可以进行定位。在RRC_INACTIVE状态下,可以传输任何上行链路LCS或LPP消息。如果UE使用UL SDT发起数据传输,网络可以在不需要状态转换的情况下向UE发送DL LCS、LPP、RRC释放消息(例如,如果支持的话,配置用于上行定位的SRS)以及SP Positioning SRS激活/停用MAC CE。
在RRC_INACTIVE状态下,可以支持周期性和半持久性的UL-SRS传输用于定位。RRC_INACTIVE状态下的UL-SRS定位配置可能与SRS有效区域相关联。SRS有效区域包含一个小区列表,其中RRC_INACTIVE状态下的SRS定位配置有效。当配置了用于定位的SRS配置以及SRS有效区域时,如果UE在SRS传输期间重新选择到SRS有效区域内的另一个小区,UE将继续进行SRS传输,但需遵守TS 38.321 [39]和TS 38.331 [14]中规定的SRS传输验证。当UE在SRS传输期间重新选择到定位SRS有效区域之外时,UE可以向网络发送“RRC恢复请求”消息以请求SRS配置。
注意:在RRC_INACTIVE状态下,不支持非周期性的UL-SRS传输用于定位。
RRC_INACTIVE状态下的SRS定位配置可以在目标设备中预配置。当检测到已配置的周期性或触发的位置事件时,目标设备可以向网络发送“RRC恢复请求”消息,以请求激活预配置的用于定位的SRS。对于预配置的多个SRS配置,UE只为每个有效区域配置一个用于定位的SRS。
7.10 RRC_IDLE状态下的定位
当UE处于RRC_IDLE状态时,可以进行定位测量,并在RRC_CONNECTED状态下报告(另见条款6.4.2)。
UE可以利用通过广播接收的定位辅助数据(见条款7.5)或在RRC_CONNECTED状态下接收的定位辅助数据,在RRC_IDLE状态下进行定位测量。
7.11 UE定位和测距的一般SLPP程序
7.11.1 SLPP程序
使用NR侧链路的定位和测距程序被建模为使用本规范中定义的程序的SLPP协议的事务。一个程序由以下类型之一的单个操作组成:
- 交换定位能力;
- 传输辅助数据;
- 传输位置信息(定位测量、测距测量和/或位置估计);
- 错误处理;
- 中止。
允许并行事务(即,可以启动一个新的SLPP事务,而另一个事务仍在进行中)。
7.11.2 SLPP定位和测距程序
7.11.2.1 SLPP能力传输
在SLPP上下文中,能力是指支持为SLPP定义的不同定位方法(例如,SL-RTT、SL-TDOA等)、特定定位方法的不同方面(例如,不同类型的测量或辅助数据)以及不特定于仅一种定位方法的通用特性的能力。
不同端点之间的能力交换可以由请求发起或作为“非请求”信息发送。如果使用请求,则端点A向端点B发送带有能力信息请求的SLPP请求能力消息。端点B发送一个SLPP提供能力消息。
Figure 7.11.2.1-1: SLPP Capability Transfer Procedure
- 端点A可能会向端点B发送关于SLPP相关能力的请求。
- 端点B将其SLPP相关的能力传递给端点A。这些能力可能涉及特定的定位方法,也可能是多种定位方法通用的。
SLPP能力指示过程用于非请求的能力传递。
Figure 7.11.2.1-2: SLPP Capability Indication Procedure
7.11.2.2 SLPP辅助数据传输
辅助数据可以包含SL-PRS信息(例如,SL-PRS序列ID)或位置计算信息(例如,SL锚点UE位置信息),并且可以通过请求或非请求的方式进行传输。如果使用请求方式,端点A会向端点B发送一个SLPP请求辅助数据消息,并可能指示所需的辅助数据。然后,端点B会以SLPP提供辅助数据消息作为响应。
Figure 7.11.2.2‑1: SLPP Assistance Data Transfer procedure
- 端点A可能会向端点B发送辅助数据请求,并可能指明所需的特定辅助数据。
- 端点B将辅助数据传输给端点A。所传输的辅助数据应与步骤1中请求的任何辅助数据相匹配。
- 可选地,端点B可以在一个或多个额外的SLPP消息中将额外的辅助数据传输给端点A。
SLPP辅助数据传送过程用于非请求的辅助数据传输。
Figure 7.11.2.2‑2: SLPP Assistance Data Delivery procedure
7.11.2.3 SLPP位置信息传输
“位置信息”这一术语既适用于实际的位置估计,也适用于计算位置时所使用的值(例如,SL-PRS测量值)。它可以响应请求发送,也可以主动非请求发送。
Figure 7.11.2.3‑1: SLPP Location Information Transfer procedure
- 端点A可能会向端点B发送位置信息请求,并可能指明所需的位置信息类型以及相关的服务质量(QoS)。
- 作为对步骤1的响应,端点B将位置信息传输给端点A。所传输的位置信息应与步骤1中请求的位置信息相匹配。
- 可选地(例如,如果在步骤1中请求),端点B在步骤2中可以在一个或多个额外的SLPP消息中将额外的位置信息传输给端点A。
SLPP位置信息传送过程用于非请求的位置信息传输。
Figure 7.11.2.3‑2: SLPP Location Information Delivery procedure
7.11.2.4 错误处理
该过程用于由接收端点通知发送端点,表明接收到的SLPP消息是错误的或意料之外的。
Figure 7.11.2.4-1: SLPP Error handling
- 端点A向另一个端点B发送SLPP消息。
- 如果端点B检测到接收到的SLPP消息是错误的或意料之外的,端点B将错误指示信息传输给另一个端点A。
7.11.2.5 中止
该过程用于一个端点通知另一个端点中止两者之间正在进行的SLPP过程。
Figure 7.11.2.5-1: SLPP Abort
- 端点之间正在进行SLPP过程。
- 如果端点B确定必须中止该过程,则端点B将携带该过程的事务ID的SLPP中止消息发送给另一个端点A。
7.11.2.6 过程顺序
SLPP过程不需要以任何固定顺序发生,以便在定位中提供更大的灵活性。尽管SLPP允许这种灵活性,但预期过程通常会按以下顺序发生:
- 能力传输;
- 辅助数据传输;
- 位置信息传输(测量和/或位置估计)。
7.12 仅限UE的通用侧链路定位和测距过程
图7.12-1显示了仅在UE操作模式下,如TS 23.586 [46]中进一步定义的侧链路定位和测距的操作顺序。
Figure 7.12-1: Procedure for sidelink positioning and ranging (UE-only operation)
- UE1(例如,目标UE)可能会从客户端UE或其自己的应用层接收到如TS 23.586 [46]中所定义的测距/侧链路定位服务请求。
- 如TS 23.586 [46]中所述,如果尚未发现,则UE1会发现UE 2到n。
- UE1可以使用7.11.2.1条款中描述的SLPP能力传输过程从UE 2到n获取侧链路定位能力。
- 如果UE1不支持SL服务端UE功能或决定选择其他SL服务端UE,则可以如TS 23.586 [46]中所述发现并选择SL服务端UE(如果在步骤2中尚未发现)。
- 如果执行了步骤4,则UE1可以向SL服务端UE发送补充RSPP SL定位/测距服务请求消息,包括UE 1到n的应用层ID以及所请求的位置结果指示(例如,绝对位置,相对位置或距离和方向)以及所需的QoS。
- 如果执行了步骤4,则SL服务端UE可以使用7.11.2.1条款中描述的SLPP能力传输过程请求UE1的SL定位和测距能力。
- 如果执行了步骤4,则SL服务端UE可以使用补充RSPP能力传输过程请求UE 2到n的SL定位和测距能力。补充RSPP能力传输消息可以包括针对UE 2到n的嵌入SLPP能力传输消息及其应用层ID。如果未执行步骤3,则UE1在此步骤中使用7.11.2.1条款中描述的SLPP能力传输过程从UE 2到n获取侧链路定位能力。
- 如果执行了步骤4,则SL服务端UE可以使用7.11.2.2条款中描述的SLPP辅助数据传输过程为UE1提供辅助数据。
- 如果执行了步骤4,则SL服务端UE可以使用补充RSPP辅助数据传输过程为UE 2到n提供辅助数据。补充RSPP辅助数据传输消息可以包括针对UE 2到n的嵌入SLPP辅助数据传输消息及其应用层ID。
- UE1可以使用7.11.2.2条款中描述的SLPP辅助数据传输过程向UE 2到n提供辅助数据。如果执行了步骤9,则SLPP提供辅助数据消息包括从步骤9中的SL服务端UE接收到的辅助数据。
- 如果执行了步骤4,并且测距/定位结果确定由SL服务端UE执行,则SL服务端UE可以向UE1发送如7.11.2.3条款中所述的SLPP请求位置信息消息。
- 如果执行了步骤4,并且测距/定位结果确定由SL服务端UE执行,则SL服务端UE可以使用补充RSPP位置信息传输过程请求UE 2到n的位置信息。补充RSPP位置信息传输消息可以包括针对UE 2到n的嵌入SLPP请求位置信息消息及其应用层ID。
- UE1可以使用7.11.2.3条款中描述的SLPP位置信息传输过程向UE 2到n发送侧链路位置信息请求。如果执行了步骤12,则SLPP位置信息请求消息包括从步骤12中的SL服务端UE接收到的信息。
- 如果执行了步骤11,则UE1将如7.11.2.3条款中所述的包含UE1获得的侧链路位置信息的SLPP提供位置信息消息发送给SL服务端UE。
- 如果执行了步骤12,则UE1使用补充RSPP位置信息传输过程将UE 2到n的侧链路位置信息提供给SL服务端UE。补充RSPP位置信息传输消息可以包括针对UE 2到n的嵌入SLPP提供位置信息消息及其应用层ID。
- 如果执行了步骤11或12(以及14或15),则SL服务端UE执行测距/SL定位结果计算。
- 如果执行了步骤5,则SL服务端UE将包含步骤5中请求的结果的SL定位/测距服务响应发送给UE1。
- 将测距/定位结果从步骤1中的请求者那里传递出去。
7.13 定位完整性
7.13.1 概述
以下定位方法支持定位完整性:
- 第8.1条中规定的GNSS定位方法;
- 第8.10条中规定的多RTT定位;
- 第8.11条中规定的DL-AoD定位;
- 第8.12条中规定的DL-TDOA定位;
- 第8.13条中规定的UL-TDOA定位;
- 第8.14条中规定的UL-AoA定位。
注意:与UE和TRP测量相关的局部错误/威胁取决于具体实现。对于基于UE的模式,UE在确定保护级别时可能会处理局部UE错误/威胁。对于UE辅助模式和基于网络的定位,LMF可能会根据UE和/或TRP的测量结果来处理UE和TRP的局部错误。没有指定确定局部UE和TRP错误/威胁的具体方法,因为这取决于具体实现。
7.13.2 完整性操作原则
在进行完整性操作时,网络将确保:
P(Error > Bound for longer than TTA | NOT DNU) <= Residual Risk + IRallocation (Equation 7.13.2-1)
for all values of IRallocation in the range irMinimum <= IRallocation <= irMaximum
for all the errors in Table 8.1.2.1b-1, Table 8.11.2.1.1-1, and Table 8.12.2.1.1-1 which have corresponding integrity assistance data available and where the corresponding DNU flag(s) are set to false.
完整性风险概率被分解为辅助数据中提供的恒定残余风险组件以及根据公式 7.13.2-2 中的 Bound 公式对应的可变 IRallocation 组件。客户端可以根据所需的 Bound 自由选择 IRallocation,因此网络应确保公式 7.13.2-1 对所有可能的 IRallocation 选择都成立。残余风险和 IRallocation 组件可以分别映射到有故障和无故障的情况,但实现时可以将完整性风险概率以任何其他方式分解为这两个组件。
对于 SSR 中的 GNSS 完整性,完整性边界的有效时间设置为给定 SSR 辅助数据消息的 SSR 更新间隔的两倍,即 GPS 时间尺度上 SSR 纪元时间与 SSR 纪元时间加上两倍 SSR 更新间隔之间的时间段。
公式 7.13.2-1 适用于已发布且仍在有效期内的所有辅助数据。如果无法满足此条件,则必须设置相应的 DNU 标志。
公式 7.13.2-1 适用于提供辅助数据的任何历元。在没有完整性服务警报 IE 或 GNSS 实时完整性 IE(对于 GNSS)的情况下提供辅助数据被解释为 DNU=FALSE 条件。对于任何仍然有效的边界(在其有效时间内),网络确保在需要满足公式 7.13.2-1 的条件时,也在提供的辅助数据中包括完整性服务警报和/或 GNSS 实时完整性 IE(对于 GNSS)。如何处理需要完整性结果但没有 DNU 标志可用的历元取决于具体实现,例如,可以设置时间到警报(TTA)以便有一个“宽限期”来接收下一组 DNU 标志。
只有那些提供了完整性辅助数据的卫星和 TRP 才会被网络监控,并可用于与完整性相关的应用。
定义:
误差(Error):误差是指某一参数的真实值(例如,在GNSS情况下,是指电离层、对流层等;在NR定位情况下,是指ARP位置、RTD等)与根据表8.1.2.1b-1、表8.11.2.1.1-1和表8.12.2.1.1-1所估计和提供的相应辅助数据中的值之间的差异。
边界(Bound):在GNSS中,完整性边界(Integrity Bounds)提供了与GNSS定位修正(例如,RTK、SSR等)相关的残差误差的统计分布。在GNSS中,完整性边界用于在应用定位修正后,从统计上限制残差误差。在NR定位中,完整性边界提供了误差的统计分布。
边界是根据公式7.13.2-2中定义的边界公式计算的。边界公式描述了一个包括均值和标准差(例如,配对的高斯过界)的边界模型。对于允许范围内的任何所需的IRallocation,边界可以通过将标准差乘以与IRallocation相对应的K因子来进行缩放。
特定误差的边界是根据以下公式计算的:
Bound = mean + K * stdDev (Equation 7.13.2-2)
K = normInv(IRallocation / 2)
irMinimum <= IRallocation <= irMaximum
where: mean: mean value for this specific error, as per Table 8.1.2.1b-1, Table 8.11.2.1.1-1, and Table 8.12.2.1.1-1.
stdDev: standard deviation for this specific error, as per Table 8.1.2.1b-1, Table 8.11.2.1.1-1, and Table 8.12.2.1.1-1.
告警时间(TTA):从误差超过边界到必须发出DNU标志所允许的最大经过时间。
目标完整性风险(TIR):在TTA内,误差超过边界而未发出DNU标志的单位时间概率。
DNU:根据表8.1.2.1b-1、表8.11.2.1.1-1和表8.12.2.1.1-1,与特定误差相对应的DNU标志。当指定了多个DNU标志时,如果其中任何一个标志为真(标志的逻辑或),则存在公式7.13.2-1中的DNU条件。
剩余风险:剩余风险是根据表8.1.2.1b-1、表8.11.2.1.1-1和表8.12.2.1.1-1在辅助数据中提供的完整性风险的一部分。这可能对应于故障情况风险,但允许以满足公式7.13.2-1的任何方式分配该部分。
剩余风险是单位时间内定义的发病概率,表示所担心事件开始的可能性。每个剩余风险都伴随着一个平均持续时间,它表示相应担心事件的预期平均持续时间,并用于将发病概率转换为在任何给定时间存在担心事件的概率,即
P(Feared Event is Present) = Mean Duration * Probability of Onset of Feared Event (Equation 7.13.2-3)
irMinimum, irMaximum:客户端可能选择的IRallocation的最小和最大允许值。根据完整性服务参数,由网络作为服务参数提供。
Correlation Times 相关性时间:最小时间间隔,超过该间隔后,给定误差的两套辅助数据参数可被视为彼此独立。