CDMA网络定位原理

CDMA网络定位原理四川电信无线网络优化中心学习目标通过这部分学习能做到：了解CDMA网络的定位原理了解CDMA网络定位关键技术和特点课程内容定位概述CDMA定位系统原理和技术CDMA定位网络结构定位概述我在哪呢？定位概述移动定位业务又称为位置业务，是移动通信网所提供的一种新型的增值业务。该业务通过无线定位技术来获得移动台的位置信息，提供给用户本人、移动通讯网络或者其它外部实体，实现各种与位置相关的业务应用。位置不仅包括地理坐标还有速度和方向。移动位置服务的概念目标基站信息位置服务应用定位中心服务器位置请求位置信息响应目标用户位置位置请求位置信息响应GIS定位请求MMS\SMS\WAP返回位置信息对应的地图信息定位技术在日常生活中的应用宝宝到学校了没?车子到哪了?附近的招行呢?定位服务(LBS,LCS或MLS)这些业务都是通过移动网络,借助定位系统计算出用户当地的位置.然后再基于用户位置信息提供对应的业务.各类基于定位的增值业务信息类就近服务,移动黄页,导航,交通信息……合法追踪与资产管理类亲情跟随，找朋友……行业应用类公安、消防、交通、物流，……社会公益类：紧急救援110、119、120LBS业务特点1对覆盖率和覆盖范围有要求2定位精度有要求手机定位应该根据用户服务需求的不同提供不同的精度服务，如天气预报、交通信息只要求达到200km，避免交通堵塞的车辆管理需要达到1km，而导航、设备定位则需要达到10～50m。定位精度一方面与采用的定位技术有关，另外还要取决于提供业务的外部环境，包括通信网络结构、无线电传播环境、基站的密度和地理位置、以及定位所用设备等；3需要地理信息系统GIS等相关信息支撑4需要注意用户隐私问题用户的位置隐私受到以下形式的威胁：未经授权的定位；未经授权的位置公开；强制性的商业侵犯；不合理的使用，对到达一些敏感地点（如医院、犯罪现场等）信息的不合理使用；非法使用，如被非法跟踪或骚扰甚至犯罪等；课程内容定位概述CDMA定位系统原理和技术CDMA定位网络结构定位技术的分类GPS定位方法（美国卫星）定位技术蜂窝无线定位基于移动台的定位基于网络的定位基于时间的定位算法传统GPS定位方法网络辅助的GPS定位AGPSCell-ID（单纯、增强E-CID）上行链路信号到达时间方法TOA上行链路信号到达时间差方法U-TDOA下行链路增强观测时间差方法E-OTD下行链路空闲周期到达观测时间差方法OTDOA-IPDL卫星定位其它卫星定位相对定位/差分定位DGPS高级前向链路三角定位方法AFLT/增强前向链路三角定位方法EFLT基于时间的定位算法基于距离的定位算法基于CellID的定位由网络侧获取用户当前所在的Cell信息以获取用户当前位置。手机在位置更新、寻址区更新、寻呼、切换、关机等操作都会向系统报告当前服务小区的位置信息，CellID定位精度将随着每个小区的覆盖范围而变化，从几十米到几百米甚至上千米等。CellID技术是目前较为便宜而且最容易使用的定位方式。单扇区基站多扇区基站基于AFLT的定位技术AFLT（AdvancedForwardLinkTrilateration）是CDMA独有的技术。在定位操作时，手机同时监听多个基站的导频信息，利用码片时延来确定手机到附近基站的距离，最后用三角定位法算出用户的位置。基于GPS定位技术全球定位系统GPS是一种高精度世界性的导航系统，由美国政府开发维护全球定位系统GPS由24颗人造卫星组成星群传统GPS定位的实现方法解调卫星导航消息确定距GPS卫星的伪距（pseudo-range）利用四颗或者四颗以上卫星的伪距计算接收天线的位置基于GPS定位原理差分GPS定位------DGPS差分定位，即相对定位，是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，即将一台GPS接收机安置在已知坐标的基准站上进行观测。根据基准站已知精密坐标，计算出基准站到卫星的距离修正信息，并由基准站实时将这一数据发送出去。用户接收机在进行GPS观测的同时，也接收到基准站发出的改正数，并对其定位结果进行改正，从而抵消或削弱大部分公共误差，提高定位精度。差分定位通常用于移动物体对于固定位置的精确定位，如飞机与跑道或轮船与港口等。基准站修正信息基于AGPS的定位技术自治解决方案(普通的GPS方案)将GPS接收机集成在移动台里，移动台不需要网络提供的辅助信息，在全码域范围内搜索可以使用的GPS卫星以完成定位操作，并直接将结果报告给网络。缺点:启动到能实现定位时间过长.网络辅助解决方案（AGPS：AssistedGlobalPositioningSystem）网络通过跟踪GPS卫星信号，解调出GPS导航信息，并将这些导航信息提供给移动台。移动台根据这些信息，可以缩短GPS搜索时间，更快地完成定位操作。基于AGPS的定位技术ŸGPS参考接收机和手机同时接收卫星下发的GPS定位信息ŸGPS参考接收机将相关的GPS定位的相关信息通过移动网络发送给手机或者定位终端Ÿ手机或者定位终端根据GPS参考接收机下发的时间进行GPS卫星的锁定,能大大缩短手机搜星和锁定GPS卫星的时间.AGPS定位原理GPSReferencenetworkAGPSServerBaseStationTransmitterPDEBSC/MSCIWF/PDSNMobileStationIS-801-1MessagesWARNMessagesGPSDataStreamWARNSIAGPSONE定位原理GPSone(Hybrid)=AFLT+AGPS定位精度比较A-GPSGPSone(Hybrid)AFLT,E-OTDEFLTCELL-ID+TA/RTTCELL-ID5m100m300m500m1000m+几种定位技术之比较技术方案适用网络计算（网络/终端）设备改动状况费用定位区域精度（/m）响应（/s）GPSALL自主定位，终端完成所有计算终端增加全功能GPS接收器中山谷、室内及城市部分区域受到限制市区5~20郊区、室内50左右几十秒-几分钟A-GPSALL网络辅助，终端完成所有计算终端增加简化功能GPS接收器中无限制5~503~6CELL-IDALL网络无低小区内部200~30003EFLTCDMA网络网络需要改动低在乡村受到限制50~40010AFLTCDMA网络网络、终端都需要改动中在乡村受到限制50~2005课程内容定位概述CDMA定位系统原理和技术CDMA定位网络结构控制面的定位网络结构CDMAPN4747网络结构MSBSSMSCHLRCPMPCCDMA信令网MPCL3L1L2PDEE5E3控制面定位:定位业务的实现对终端没有特殊的要求.通过核心网设备的升级,支持专门针对定位的CDMAMAP消息即可.需要对网络进行升级.CDMA中特有的用户面定位技术GPSONEGPSONE是Qualcomm公司为基于位置业务开发的定位技术，采用Client/Server方式。它将两种定位技术（无线辅助GPS和高级前向链路三角定位法）有机结合，从而实现高精度、高可用性和较高速度定位。在这两种定位技术均无法使用的环境中，GPSONE会自动切换到cellID定位方式，确保定位成功率。TCP/IP方式（用户平面）无需网络侧大规模的升级改造通过数据承载实现定位信息的交互定位精度较高通过特定的SMS实现定位触发gpsOne定位技术TCP/IP方式结构CDMA1XNetworkPDSN/IWFSMCMPCApplicationServerPDE(Database)MSGPSReferencgpsOne定位系统TCP方式组网图PSTNHLR/AUCMSC/VLRMCMSISDNBSCBTSBTSMSCMPCPDELCSClientGISLCSMiddlewareBillSysPCFSS7IPPDSN/AAACDMA定位服务系统InternetRouterCP/User数据库PDSN运营商内部网CDMA分组数据网PDE计费结算模块CP/SPIWF/PDSNMPCWARN/NTPGISLCS中间件GIS专用终端HLR定位业务的鉴权/授权处理GPSONE或者CELLID定位方式的选择专用短信模块的功能用户/LCSClient数据库的功能计费功能完备的操作维护功能ZXMLSM100移动定位中心功能位置计算功能支持GpsOne混合定位提供AGPS定位技术提供AFLT（高级前向链路三角算法AdvancedForwardLinkTrilateration）定位技术支持CELLID定位集成了标准的NTPServer，可以为定位系统提供标准的时间同步机制ZXMLSP100定位实体功能一用户定位数据网关功能从手机接收TCPWrapper信令，同时将其中的协议进行转换和打包的功能。通过移动定位中心获取手机IMSI并进行鉴权的功能。将用户位置信息传递给手机和移动定位中心的功能ZXMLSP100定位实体功能二基站数据库功能保存所有必要的、完整的基站信息，提供给计算模块和备用定位系统。提供远程终端查询、修改、同步基站数据库的功能。提供基站数据库的推导演算功能。提供完整的数据检查和备份功能。提供基站数据库的远程数据维护功能WARN功能为定位系统提供GPS参考信号，在AGPS定位中供计算模块发送给移动台，帮助移动台捕获GPS卫星信号，并校正GPS信号由于各种原因造成的误差。WARN中的参考卫星接收机将获取的卫星信号通过信号转换模块进行格式的转换，然后以IP组播的方式发送到位置计算模块。ZXMLSP100定位实体功能三中国电信定位服务系统功能简介支持的定位技术基于CELLID的定位基于AFLT的定位基于AGPS的定位（gpsone）支持的业务类型基于WAP的定位业务基于BREW的定位业务基于SMS的定位业务相关要求基础网络：CDMA1X覆盖终端：定位专用终端定位业务的网络示意结构位置服务能力平台全国性业务具有GIS能力的CP子系统1子系统2子系统N本地CP本地GIS中心本地CP本地GIS中心本地CP本地GIS中心全国GIS中心手机发起基于Cell-ID的定位流程手机发起GPSONE定位流程网络发起GPSONE定位流程(单次)GPSONE连续跟踪