10.2. Gps позиционирование с сетевой поддержкой
В [33,34] описан метод, названный как метод GPS позиционирования с сетевой поддержкой (Network-assisted GPS positioning method, A-GPS). A-GPS технология ускоряет «холодный старт», на этапе которого происходит поиск навигационных спутников, запись в базу данных GPS приемника абонентской станции альманаха (данных об орбитах спутников для быстрого поиска и «захвата» их сигналов включения после GPS приемника) и эфемерид (информации для вычисления точных координат абонентской станции). Версия альманаха действительна в течение 28 суток, а набор данных эфемерид действителен в течение нескольких часов. Ускорение происходит за счет предоставления необходимой информации абонентской станции через альтернативный канал связи, по которому передаются данные, необходимые для проведения расчетов и определения местоположения, а именно – альманах, эфемериды и приблизительная оценка доплеровского сдвига. Это приводит к сокращению времени позиционирования с десятков до единиц секунд. Система A-GPS впервые внедрена в США с 2001 года в сети службы спасения «911».
Метод предусматривает установку в абонентские радиостанции приемников спутникового позиционирования, а в сети – «эталонных» приемников спутникового позиционирования. Основным элементом сети, обеспечивающим сетевую поддержку и передачу вспомогательной информации о координатах участка сети, где находится абонентская станция, является обслуживающий контроллер базовых станций (КБС). Опционально в процедуре позиционирования может быть задействован и сервисный центр позиционирования (SMLC). Здесь возможны два варианта:
абонентская станция выполняет только необходимые измерения, а координаты рассчитывает КБС или SMLC;
абонентская станция сама рассчитывает свои координаты, что требует загрузки в нее дополнительного программного обеспечения.
Такая сетевая поддержка имеет следующие преимущества:
снижается время измерений (знание кодов GPSсигналов в начале процедуры сокращает начальный этап измерений с 30 секунд до единиц секунд, дальнейшие измерения также идут быстрее);
обеспечивается экономия источников питания абонентской станции;
повышается качество измерений, т.к. через сеть мобильной связи абонентская станция получает дополнительную информацию о местоположении, и GPSприемник может работать при более низких отношениях сигнал/шум.
К недостаткам можно отнести:
усложнение абонентского и базового оборудования сотовых сетей мобильной связи;
зависимость точности позиционирования от морфоструктуры местности;
повышение энергопотребления абонентской станцией;
временные задержки при оценке местоположения;
отсутствие возможности активировать функцию позиционирования со стороны сети, что зачастую бывает необходимо в экстренных ситуациях;
зависимость от состояния глобальной космической группировки.
10.3. Позиционирование по идентификатору соты и времени упреждения
Метод позиционирования по идентификатору соты на сегодняшний день является основным методом позиционирования для большинства операторов мобильной связи [33,34]. Позиционирование осуществляется с точностью до размеров соты, где находится абонентская станция. Информацию об идентификаторе соты, где находится абонентская станция, можно получить во время ее регистрации. Погрешность позиционирования определяют размеры соты (сектора) (рис.10.1).
Рис. 10.1.Сектор местонахождения абонентской станции
Метод позиционирования по идентификатору соты и времени упреждения основан на использовании уникального идентификатора соты Cell-ID в пределах зоны обслуживания сети мобильной связи, т.е. идентификатора соты (сектора), в которой в настоящий момент находится абонентская станция, и «времени упреждения» (Timing Advance, ТА) [33,34]. В процессе позиционирования определяется величина задержки распространения сигнала.Значение параметра ТА в системах с частотно-временным разделением каналов может находиться в пределах 0...233 мкс (максимальное значение соответствует соте с радиусом 35 км).Таким образом, при известном параметреТАможно определить расстояние до абонентской станции. Шаг дискретизации параметраТАсвязан с длительностью информационного бита. Пусть длительность бита в системе с частотно-временным разделением каналовравна 3,69 мкс. Тогда расстояние от базовой до абонентской станции, если измеренная задержка соответствует 0-му интервалу (рис.10.2), равно 550 м. Таким образом, дискретность определения расстояния составляет 550 м.
.
Рис. 10.2.Принцип позиционирования по методуCell-ID+TA