10.4. Позиционирование по идентификатору соты и времени приема-передачи сигналов управления

Метод основан на использовании параметра Cell-ID и суммарного времени передачи сигналов управления "вверх-вниз" (Round Trip Time, RTT), которое измеряется как период времени между моментами начала передачи кадра выделенного канала управленияв направлении «вниз» и приема соответствующего кадра в направлении «вверх», т.е. (рис. 10.3) [33,34].

Рис.10.3.Принцип позиционирования по методуCellID+RTT

Измерения RTT выполняет базовая станция. Данный метод не требует специального программного обеспечения в абонентской станции, но предполагает синхронизацию информационного обмена в сотовой сети мобильной связи. В широкополосных системах с кодовым разделением каналов «чиповая» скорость составляет 3,84 Мчип/c. Шаг дискретизации связан с длительность информационного чипа, и можно найти расстояние, соответствующее приращениюRTT за 1 чип:

Следует заметить, что величина погрешности (рис. 10.4) зависит от точности синхронизации абонентской и базовой сети, трассовой многолучевости и др.

Рис. 10.4.Позиционирование по методу Cell-ID+RTT

Точность позиционирования может быть повышена, когда при определении RTT абонентскую станцию «сопровождают» одновременно две и более базовых станций (процедура «мягкого» хэндовера.

Рис. 10.5.Позиционирование по методуCell-TD+RTTпри использовании «мягкого» хэндовера

В этом случае зоной местоположения абонента будет считаться пересечение кольцевых секторов, построенных на основе значений параметра RTT, измеренных несколькими БС (рис.10.5).

10.5. Позиционирование по идентификатору соты и разности времен прихода пилотных сигналов

Метод основан на использовании параметра Cell-ID и измерениях разности времен приема пилотных сигналов базовых станций приемником абонентской станции (Observed Time Difference of Arrival, OTDoA) [33,34]. Измерения выполняет абонентская станция. Приемник абонентской станции принимает пилотные сигналы (Common Pilot Channel, CPICH) от ряда базовых станций и оценивает относительные значения разности времени (Relative Time Difference, RTD) передач для расчета координат абонентской станции. Кроме данных измерений, для расчета координат абонентской станции необходима информация о координатах базовых станций и данные синхронизации. Координаты базовых станций определяются по центру излучения передающих антенн. Принцип позиционирования по методу Cell-ID+OTDoA показан на рис.10.6, где местоположение абонентской станции определяется координатами точки пересечения по меньшей мере двухOTDoAгипербол (от двух базовых станций).

Рис.10.6.Позиционирование по методуCell-ID+OTDoA

10.6. Позиционирование по разности моментов времени прихода сигналов по линии «вверх»

Метод позиционирование по разности моментов времени прихода сигналов по линии «вверх» (Uplink-Time Difference Of Arrival, U-TDOA)основан на измерениях сигнала абонентской станции стационарными измерительными модулями (LMU) [33,34]. Время появления сигналов абонентской станции на входах измерительных модулей зависит от расстояния между абонентской станции иLMU. При этом не нужно фиксировать время передачи сигнала, а абонентская станция не требует дополнительного программного обеспечения. Сигналы, поступающие на входы разнесенных в пространствеLMU, испытывают различное затухание и имеют разное отношение сигнал/шум при приеме. Для измерения разности времен прихода сигналов наLMUиспользуют вычисление их взаимной корреляционной функции. Поясним это на примере использования двухLMU. На рис. 10.7 показаны два сигнала (aиb), принятые двумяLMU. СигналaпринятLMU, расположенном в непосредственной близости от абонентской станции, а сигналbпринятLMU, находящемся на большом удалении от абонентской станции. За опорное измерение принимается самый сильный сигнал сLMU. Если сдвинуть сигналb влево, то получим совмещенную во времени копиюссигналаb. Величина этого сдвига и определяет временную задержку прихода сигналов от абонентской станции по линии «вверх».

Рис. 10.7.Принцип определения временной задержки

Принцип позиционирования поясним на плоскости. На рис.10.8 точками Rx1иRx2обозначены координаты двухLMUсети мобильной связи. Обозначим в виде концентрических окружностей (вокруг точекRx1иRx2) зоны возможных задержек принимаемых сигналов абонентской станции. Точки пересечения этих концентрических окружностей будут находиться на так называемой «линии местоположения» абонентской станции. Для позиционирования рекомендуется использовать не менее четырехLMU, поскольку две «линии местоположения» при пересечении определяют координаты абонентской станции. Саму процедуру позиционирования выполняет сервисный центр позиционирования, куда передают принятые различнымиLMUсигналы. Ошибка в определении разности моментов времени прихода сигналов в 1 нс соответствует ошибке в 0,3 м при позиционировании.

Рис. 10.8.Определение координат абонентской станции