無線定位技術

LTE無線定位技術1.引言隨著無線通信技術的進展和數(shù)據(jù)處理力量的提高1.引言隨著無線通信技術的進展和數(shù)據(jù)處理力量的提高線通信和參數(shù)測量確定移動終端位置，而定位信息又可以用來支持位置業(yè)務和優(yōu)化網(wǎng)絡管理，提高位置效勞質量和網(wǎng)絡性能。所以，在各種不同的無線網(wǎng)絡中快速、準確、強健地獵取移動位置信息的定位技術及其定位系統(tǒng)已經成為當前的爭論熱點定位技術和興的定位技術的介紹現(xiàn)在始終的正在使用的定位技術息化生活中，如何應對信息保護的安全的問題。2.LTELTE正在到來。在一些興旺國家〔例如美國，LTE已經開頭商3G時代，但對LTE的爭論和試驗進展得如火如荼，可以說LTE已經是大勢所趨。LTE對終端定位的要求也進一步提高。3GPPLTERelease93種手機定位技術：ECID、A-GNSS和OTDOA.相對來說，OTDOA是一個比較的技術，它不需要使用GNSS信號，而是利用類似于GNSS的定位原理，通過測量兩個或更多的基站參考信號〔R〕的到達時間差〔RST站位置的狀況下計算出手機所在位置。3.OTDOAOTDOAObservedTimeDifferenceofArrivl 到達時間差定位法〕WCDMA中就已經有了OTDOA,但是WCDMA站之間的時鐘誤差導致部署OTDOALTE由于是同步系統(tǒng)，OTDOAOTDOAGNSSGNSS在室內無法定位的缺陷，OTDOA成為了GNSS之外各運營商另一個強制要求的LTE定位技術。TOA是一種基于反向鏈路的定位方法，通過測量移動臺信號到達多個基站的傳播時間法計算出移動臺的位置。TOA定位精度與基站的地理位置分布關系很大,當球體之間相交角90o時精度最高。但它對全部接收器一樣的誤差沒有進展處理，誤差較大。TDOA是另一種基于反向鏈路的定位方法，通過檢測移動臺信號到達兩個基站的時間差維位置坐標需要建立兩個以上雙曲線方程信號，而兩個雙曲線的交點即為移動臺的二維位置坐標。TDOA方法不要求知道信號傳播的位精度高于TOA承受到的功率格外小，造成比較大的測量誤差，即相鄰基站的SNR太小帶來的測量誤差。目前針對這種狀況已有了一些解決方法E-911以提高定位精度。但會對CDMAOTDOA1顯示的是OTDOASFN-SFNSFN-SFNObservedTimeDifference測量值。它包含了它所測得的效勞小區(qū)和鄰近小區(qū)的定時差值。由于網(wǎng)絡效勞小區(qū)到移動終端的傳播拖延OTDOA測量值轉換為OTOA(ObservedTimeofArrival)1不同圓之間的交點就是所估算出來的終端位置。由于存在測量誤差，這些交點不在同一點上。根本原理OTDOA3個基站與移動終端信號傳播的時間差值進展定位的技術。OTDOA通過測量UE到兩個基站的無線信號的傳播的時間差，來計算移動終端到兩個基站的距離差。從數(shù)字的觀點上來看，UE的運動軌跡就是以這兩個基站為焦點、以其距離差為定差的雙曲線。要實現(xiàn)準確地定位，還必需對兩個基站進展一樣測量與計算，獲得另一條雙曲線。由于網(wǎng)絡效勞區(qū)到移動終端的傳播延遲OTDOA測量值，估算出基站到移動終端的距離。三個基站不同園的交點就是估算出來的終端位置。UE距離基站比較近時，魚油接收機非線性而構造的遠近效應，有可能導致UE解調不出較遠的基站的CPICH信號，影響到定位的效果，為了抑制遠近效應的影響，引入了稱為LPDLE的機制：基站在某個預定的隨機時刻，關閉全部信號的放射，以便讓UE能夠有效的測量相鄰基站的信號。IPDL100ms(150個時隙)1個時隙。IPDL機制需啊喲基站側和UE測的同時支持。適用場景該技術的定位準確度比CELLID方法高，但它的精度受到環(huán)境的影響，在郊區(qū)和農村可以將移動臺定位在10~20100~200米。OTDOANodeB、RNC等承載設備都需要做簡單的改動，改造本錢較大。LPP定位協(xié)議3GPPR9除了定義LTE的定位技術，同時還定義了一種全的定位協(xié)議LPP〔LTEPositioningProtoco。LPP能夠全面支持LTE中用到的定位技術，包括ECI，A-GNSS和OTDO，它還支持A-GNSS+OTDOA的混合Hybri〕定位技術〔見圖2。圖2 LPP通用定位協(xié)議44LPP協(xié)議的支持422LTE基站信號OTDOA實現(xiàn)定位。LPP的優(yōu)勢在于能夠保證手機終端在各種環(huán)境下都能實現(xiàn)定位〔見圖。圖3 LPP支持A-GNSS，OTDOA以及A-GNSS+OTDOA混合定位LPP〔ControlPlane〕〔UserPlane〕被使用?！睤edicatedControlChannel〕并且會掌握平面信令。因此，用戶平面的實現(xiàn)方式更簡潔被用于商業(yè)應用。LPP在用戶平面的應用是通過SUPL〔SecureUserPlaneLocationProtocol〕LPP消息作為SUPL〔Payload〕SUPLLPP消息就是里面寫信得信紙SUPLLocationPlatform〕負責處理全部的SUPL消息，這些SUPLLTE網(wǎng)絡中通過P-GWS-GW在數(shù)據(jù)鏈路中與終端進展交互，同時SLPE-SMLC接口獵取定位關心數(shù)據(jù)〔見圖4。圖4 SUPL網(wǎng)絡架構SUPL2.0作為SUPL的一個進階版本，是伴隨著LTE產生的。SUPL的最初版本SUPL1.0并不支持LTESUPL2.0可以支持LTLPPOTDO，WIFISUPL2.0LPP23G網(wǎng)絡中廣泛使用的通用定位協(xié)議RRLRRIS-80，因此只要SLPSMLC可以支持其中的任一種通用定位協(xié)議，SUPL2.0就可以在此網(wǎng)絡中2G，3G4G網(wǎng)絡。SUPL2.0的這種敏捷性格外重要，尤其是這LTE部署的最初階段，由于LTE的部署不行能一蹴而就，必定需要從現(xiàn)有網(wǎng)絡平滑過渡，SUPL對各種協(xié)議的兼容性保證了從各制式網(wǎng)絡到LTE網(wǎng)絡的平滑無縫過渡〔見圖5。圖5SUPL2.0除了技術方面的優(yōu)勢，它還增加了多種的功能特性，可以在各種商業(yè)應用或是公共效勞中被使用，成為將來的的業(yè)務增長點。在此本文列舉其中的兩個功能：區(qū)域大事觸發(fā)功能終端被要求在進入，或是離開，或是處于之內，或是處于之外時報告自己的位置〔6等各種應用當中。緊急呼叫定位功能911911北美地區(qū)，都能夠準時得到包括警察、救火、醫(yī)療等多種救援效勞。這里的奇特就在于，接聽911的緊急呼叫效勞中心不僅可以從話音中了解到撥打者所需要的救援類型過文字或者地圖的方式了解到撥打者的位置。在2G3G網(wǎng)絡中，這種效勞是基于掌握平大量的LM〔LocationMeasurementUniSUPL方案來實現(xiàn)，但是當時的SUPL1.0協(xié)議中并沒有相應的網(wǎng)元可以聯(lián)系發(fā)生在掌握平面的緊急這個問題上持慎重的態(tài)度。而如今LTE和SUPL2.0的消滅讓基于用戶平面的緊急呼叫定位功能成為了可能，由于SUPL2.0引入了一個叫做E-SLP〔EmergencySLP〕的功能實體，他可LTEIP多媒體子層〔IMS〕協(xié)作實現(xiàn)緊急呼叫定位。隨著技術的成熟以及部的工具。定位業(yè)務是當前增長最快的業(yè)務，而當LTE時代到來，在商業(yè)應用和公共安全效勞方面都對定位效勞提出了的需求，無論是在室外或是室內都要求能實現(xiàn)全天候的準確地定A-GNSS+OTDOA，LPP以及SUPL2.0是實現(xiàn)這些目標的關鍵技術，他們構成了LTE時代定位技術的內容。位置信息與個人隱私〔LBS〕應運而生，利用用戶的位置信息，效勞供給商可以供給一系列便捷的效勞。但是隨分為四類：制度約束：通過法律和規(guī)章制度來標準物聯(lián)網(wǎng)中對位置信息的使用。隱私方針：允許用戶依據(jù)自己的需要來指定相應的位置隱私方針，以此指導移動設備與效勞供給商之間的交互。身份匿名：將位置信息中的真實身份信息替換成一個匿名的代號，以