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LTE定位技术及测试解决方案设计

2013-05-02 16:43
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  移动定位技术的发展历程

  如今智能手机已经在整个社会普及,数量众多的手机应用成为了人们生活当中不可或缺的一部分。越来越多的手机应用都用到了手机定位技术,无论是本地搜索类应用,还是各种商业信息发布类应用,更不用说众多的交通导航类应用。可以说定位服务(LBS)的应用已经是当下最为流行的移动应用之一。

  移动定位技术的发展经历了多个阶段。最初的基于服务蜂窝小区的定位技术(如CELL-ID)可以快速定位,但是不够精确。之后的基于卫星信号的GNSS(全球卫星导航系统)定位技术可以精确地定位,然而由于需要搜星使初次定位时间(TTFF)过长而略显不便。这其中用得最为广泛的就是美国的GPS全球定位系统。直到后来,将两者融合产生了A-GNSS(辅助GNSS)技术,手机终端首先通过移动网络获取定位辅助数据来实现快速搜星,然后通过GNSS信号计算出位置。相对于纯粹的GNSS定位,A-GNSS能够更快地实现定位,因此,它成为了最主要的移动定位解决方案。

  然而在移动通信方面,LTE正在到来。在一些发达国家(例如美国),LTE已经开始商用。虽然中国目前还处于3G时代,但对LTE的研究和实验进行得如火如荼,可以说LTE已经是大势所趋。LTE对终端定位的要求也进一步提高。

  3GPPLTERelease9规范定义了3种手机定位技术:ECID、A-GNSS和OTDOA.相对来说,OTDOA是一个比较新的技术,它不需要使用GNSS信号,而是利用类似于GNSS的定位原理,通过测量两个或更多的基站参考信号(RS)的到达时间差(RSTD),在已知各基站位置的情况下计算出手机所在位置(图1)。

  实际上,在WCDMA中就已经有了OTDOA,但是WCDMA并不是一个同步系统。各基站之间的时钟误差导致部署OTDOA需要高昂的成本,因而无法商用。LTE由于是同步系统,有利于OTDOA的使用。由于OTDOA不依赖于GNSS信号,弥补了GNSS在室内无法定位的缺陷,OTDOA成为了GNSS之外各运营商另一个强制要求的LTE定位技术。

  OTDOA定位

图1:OTDOA定位。

  LPP定位协议

  3GPPRelease9除定义了LTE的定位技术,还定义了一种全新的定位协议LPP(LTE定位协议)(图2)。LPP能够全面支持LTE中用到的定位技术(包括ECID、A-GNSS和OTDOA),它还支持A-GNSS+OTDOA的混合定位技术。

  LPP通用定位协议

图2:LPP通用定位协议。

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