WCDMA网络中的位置业务.docVIP

WCDMA网络中的位置业务 摘要本文主要介绍WCDMA系统中的位置业务，包括三种定位技术的原理和特点、核心网网络结构和接口以及位置业务的应用介绍。 ??? 关键词：LCS CELL ID OTDOA A-GPS 位置业务 ??? 1、前言 ??? 移动通信领域是近年来竞争最激烈的行业之一，运营商越来越需要差异性的业务来提高竞争力，LCS业务（LoCationServices，位置业务）是被普遍看好的一种移动增值业务。根据StrategicsGroup的预测，2004年在美国基于位置的业务的收入将达到3.6亿美元。所谓位置业务是指利用定位技术确定移动终端的位置，并据此提供各种基于位置的应用的增值业务。目前2G系统中已经可以提供简单的基于位置的服务，随着3G网络的商用进程的加快，位置业务将可以依托3G网络的宽带、高速的特性，变得更加丰富多彩。下面将具体介绍在WCDMA系统中位置业务的实现方法。 ??? 2、定位技术 ??? WCDMAR99规范中定义了三种定位技术：基于CELLID（小区识别）的定位技术、OTDOA（ObservedTime Difference Of Arrival）定位技术和网络辅助的GPS定位技术，下面分别对几种技术进行介绍。 ??? 2．1基于CELLID的定位技术 ??? 这是一种最基本的定位方法，适用于所有的蜂窝网络。它不需要移动台提供任何定位测量信息，也无须对现网进行改动，只需要在网络侧增加简单的定位流程处理即可，因而最容易实现，目前这种定位技术已经在各移动网络中广泛使用。它的定位原理很简单：网络根据移动台当前的服务基站的位置和小区覆盖来定位移动台。若小区为全向小区，则移动台的位置是以服务基站为中心，半径为小区覆盖半径的一个圆内；若小区分扇区，则可以进一步确定移动台处于某扇区覆盖的范围内。 ??? 显而易见，这种定位方法的精度完全取决于移动台所处小区的大小，从几百米到几十公里不等。在农村地区，小区的覆盖范围很大，所以CELL-ID的定位精度很差。而城区环境的小区覆盖范围较小，一般小区半径在1~2km，对于繁华的城区，有可能采用微蜂窝，小区半径可能到几百米，此时CELL-ID的定位精度将相应提高为几百米。 ??? 由于CELL-ID定位不需要移动台的定位测量，并且空中接口的定位信令传输很少，所以定位响应时间较???，一般在3s以内。 ??? 2．2OTDOA技术 ??? OTDOA（ObservedTimeDifferenceOf Arrival）是一种应用于3G网络下的定位方式。在GSM网络中也有类似的定位方法，称为E-OTD（Enhanced Observed Time Difference ）。该方法的原理如图1所示。 ??? 这种定位方法的基本原理是：移动台测量不同基站的下行导频信号，得到不同基站下行导频的TOA（TimeofArrival，到达时刻），即所谓的导频相位测量。根据该测量结果并结合基站的坐标，采用合适的位置估计算法，就能够计算出移动台的位置。如图，假定以a基站为参考，根据移动台提供的导频相位测量结果，能够得到b基站相对于a基站的下行导频信号接收时间差，记为TDOAab，乘以光速就能够得到a基站与b基站达到移动台的传播距离差，从而能够以a基站和b基站为基准得到双曲面。同样，根据TDOAac能够得到以a基站和c基站为基准的另一双曲面。两个双曲面的交界就是移动台的位置。实际的位置估计算法需要考虑多基站（3个或3个以上）定位的情况，因此算法要复杂很多。一般而言，移动台测量的基站数目越多，测量精度越高，定位性能改善越明显。 ??? 使用这种方法，需要移动台索测量的基站同时发出下行导频信号。因此，网络中的所有基站必须实现时间同步。一般可通过在基站安装GPS接收机或连接到时间同步网来实现基站的同步。 ??? OTDOA的定位精度相比CELLID方法要高，但它的精度受到环境的影响，在郊区和农村可以将移动台定位在10－20米范围内；在城区由于高大建筑物较多，电波传播环境不好，信号很难直接从基站到达移动台，一般要经过折射或反射，下行导频信号的TOA也就出现了误差，因此定位精度会受到影响，定位范围约为100－200米。一般情况OTDOA定位响应时间在3~6s左右。 ??? 2．3网络辅助的GPS定位 ??? A-GPS（AssistedGlobalPositioningSystems）是网络辅助的GPS定位的简称，这种方法需要网络和移动台都能够接收GPS信息。它的基本原理是：网络向移动台提供辅助GPS信息，包括GPS伪距测量的辅助信息（例如GPS捕获辅助信息、GPS定位辅助信息、GPS灵敏度辅助信息、GPS 卫星工作状况信息等）和移动台位置计算的辅助信息（例如GPS 历书以及修正数据、GPS星历、GP