WCDMA专题讲座-定位技术

WCDMA专题讲座－定位技术中兴通讯股份有限公司移动产品事业部3G产品部ZTEWCDMA－定位技术专题信息通讯技术近十年来,信息技术和通信技术的突出成就和急剧发展，集中表现在个人通信,多媒体信息业务,互联网络(Internet)应用三个方面。不管一个人处于何种状态、何种地方，他都能够随时获得他所需要的信息服务，这就是个人通信的最终目标。目前，移动通信用户正以每年30%--50%的速度增长，网络的用户容量大量增加，成为当今通信发展的主流和最大市场。由于社会信息化进程越来越快，随时获取和彼此相通，对移动通信系统提出了更高的要求。人们在获得高质量的话音、数据、图形、图象等各种信息服务的同时，还希望移动通信系统能给他们带来更多的便利和服务，蜂窝定位技术就是这样一项随时代潮流应运而生的新兴技术。ZTEWCDMA－定位技术专题2我们需要定位技术1996年美国联邦通信委员会(FCC)公布了E－911(Emergencycall‘911’)定位需求：第一阶段：移动用户可实现紧急情况下进行小区定位。第二阶段：2001年12月1日前，移动终端提供基于网络精度在125m内的定位服务，定位精度概率应不低于67%；基于终端精度在50m内的定位服务，定位精度概率应不低于67%；欧洲Commission(EU)E112将于2003年1月强制执行紧急呼叫的定位业务ZTEWCDMA－定位技术专题3定位系统航位推测用于航海领域，它是通过估计从某已知位置移动的距离和方向来计算出当前时刻所处的位置。电子篱笆它是将城市有规律的划分为很多个小位置区，在位置区边界设置固定发射机，通过不断发射表示从该路口要进入的小区号码的编码信号，以便帮助车辆根据收到的信号来识别位置区。无线电定位误差大，要不断修正，但不需要固定基站。精度高、速度快，设备的可靠性和自动化程度明显提高，体积和重量大大减小，标准化程度提高。精度高、速度快，但是成本高。ZTEWCDMA－定位技术专题4无线定位系统的发展趋势EuropeanWirelessLocationServicesUsersZTEWCDMA－定位技术专题5主要内容)定位技术的发展))定位定位技术的发展技术的发展)蜂窝系统定位技术))蜂窝系统定位技术蜂窝系统定位技术)定位技术业务流程))定位定位技术业务流程技术业务流程)定位业务的应用))定位业务的应用定位业务的应用)蜂窝系统定位功能要求))蜂窝蜂窝系统定位功能要求系统定位功能要求)蜂窝系统定位方案))蜂窝蜂窝系统定位方案系统定位方案)蜂窝系统定位方法))蜂窝蜂窝系统定位方法系统定位方法)蜂窝系统定位方法的改进))蜂窝蜂窝系统定位方法的改进系统定位方法的改进ZTEWCDMA－定位技术专题6怎样实现系统定位？实现对移动台的定位从根本上可以分为以下两大部分：测量移动台的位置信息利用系统设备所具有的功能，通过测量移动台相对于各个基站的位置关系来获得移动台的位置信息。计算移动台的确切位置利用计算位置的算法，对测量所得到移动台位置信息进行必要的处理，从而计算出移动台的确切位置。测量可在UE、NodeB或LMU中进行。ZTEWCDMA－定位技术专题7主要内容)定位技术的发展))定位定位技术的发展技术的发展)蜂窝系统定位技术))蜂窝系统定位技术蜂窝系统定位技术)定位技术业务流程))定位定位技术业务流程技术业务流程)定位业务的应用))定位业务的应用定位业务的应用)蜂窝系统定位功能要求))蜂窝蜂窝系统定位功能要求系统定位功能要求)蜂窝系统定位方案))蜂窝蜂窝系统定位方案系统定位方案)蜂窝系统定位方法))蜂窝蜂窝系统定位方法系统定位方法)蜂窝系统定位方法的改进))蜂窝蜂窝系统定位方法的改进系统定位方法的改进ZTEWCDMA－定位技术专题8定位业务功能要求3GPP标准支持定位业务，它允许发展新的和具有创新的定位系统。使将用户终端的当前位置用经过定义的标准形式报告是可能的，并且能够将这种信息提供给用户、网络运营者、业务提供者、增值业务提供者。位置的定义是指用来确定一个特定的移动终端（MobileEquipment,ME）的最可能的位置。这就意味着，它可以用在管理、基于位置的业务、合法的侦听、紧急呼叫等等。功能要求包括对LCS的提供范围、业务质量、反应时间、优先级等。位置信息业务质量优先级时标安全隐私漫游的目标MS对所有MS的支持对所有非授权MS的支持定时位置的报告基于MS的位置计算移动台发起的定位ZTEWCDMA－定位技术专题9功能要求－业务质量水平精度：对增值业务和PLMN运营商来说，精度应该随应用而异。并且是一个可以协商的业务质量（QoS）参数；定位的精度是依赖于网络设计的，并且应该成为网络运营商的选择之一。精度的需要将随着网络的不同而异；LCS允许LCSClient指定或协商水平精度。Back垂直精度：LCSServer将以绝对高度或是相对高度的形式提供垂直的位置。LCSServer允许LCSClient指定或协商垂直的精度。对于紧急业务而言，没有对垂直精度的要求。反映时间：对于增值业务，PLMN的运营商业务，反应时间是一个可协商的QoS参数。1、无延时2、低延时3、延时可忍受ZTEWCDMA－定位技术专题10定位功能要求－安全BackLCSClient将由LCSServer授权。如同LCS的安全机制一样，现有的安全机制将被用来为LCS的Client和定位请求鉴权。对于增值业务来说，只有被授权的LCS代理（LCSClient）才能够访问LCSServer。在把目标MS的位置提供给授权的LCSClient之前，LCSServer将认证和检验LCSClient的权限。一旦LCSServer认定一个特定的LCSClient有权去确定一个特定的目标MS，对定位的估计将通过安全和可靠的方式传送，也就是定位信息既不可能丢失、毁坏或是被未经授权的第三方获得。对于紧急业务来说以下的这些要求应该得到满足：定位信息将提供给紧急业务网络，对定位的估计将通过安全和可靠的方式传送。即定位信息既不可能丢失、毁坏或是被未经授权的第三方获得。ZTEWCDMA－定位技术专题11定位功能要求－隐私Back除非当地的要求调整，或是不考虑MS的用户，目标MS的定位只能在MS同意的框架下进行。对于增值业务来说，目标MS的用户有权限制对其定位信息的访问能力（永久的或是针对每次定位尝试）。除非在目标MS明确同意的前提下，LCSClient的访问权限将受到限制。在目标MS支持LCS的地方，如果在MS的授权证书中有暗示却没有明确的对此作出限制，目标MS将在定位请求提出时得到通知，它有权力接受或是抛弃这种请求。在缺少MS用户的指示时，缺省的对待是接受。对于紧急业务来说，目标MS发起的呼叫将被定位，而不考虑隐私的问题。对于合法侦听的情况，目标MS将在所有情况下被定位，而无需通知。ZTEWCDMA－定位技术专题12定位功能要求－漫游的目标MSBack对于增值业务来说，如果对移动性的同意是存在的，LCS应该允许任何正确鉴权的LCSClient请求和获得一个特定MS的位置信息，不论目标MS处于本地PLMN或是访问的PLMN中。对于不支持LCS的PLMN，将向提出请求的PLMN返回合适的错误信息。对于PLMN的运营业务，对于漫游MS的定位将要得到访问PLMN的支持。同时也要考虑到MS的隐私权。对于紧急业务，正在业务的PLMN将支持所有的目标MS，包括现在正在被此PLMN业务的漫游目标MS。对于本地的PLMN去定位漫游出本地PLMN的目标MS没有作要求。ZTEWCDMA－定位技术专题13定位功能要求－对所有非授权MS的支持Back对于增值业务来说，PLMN会提供对于非授权MS的支持。对于PLMN的运营业务，定位一个非授权的MS要由当地的规章来决定。对于紧急业务来说，PLMN将支持所有的非授权MS，包括丢失的MS和没有身份认证的MS。一个GSM的用户通常是通过SIM进行身份认证的。在一些例外的情况下(如:911业务)，MS可以在没有合法认证的情况下就称为目标MS。在这种情况下，用户的身份认证是由包含在通话中的移动设备的身份认证实现的。ZTEWCDMA－定位技术专题14定位功能要求－基于MS的位置计算Back对于商业业务，自动的定位需要网络广播定位辅助消息给移动台，这些定位辅助信息使移动台能据此计算它的位置。网络将对位置辅助信息加密。如果被加密，只有一种通用的加密算法被使用。定位辅助信息在任何时候对MS都是可用的，不论在待机状态还是在呼叫过程中，它不需要附加点对点的信令。网络可能为定位的应用向MS请求位置信息。对于这种目的，必须建立点对点的信令连接。ZTEWCDMA－定位技术专题15定位功能要求－移动台发起的定位Back移动台发起的定位是指移动台获得自己的位置或是移动台把自己的位置传递给其他的LCSClient。有三种移动台发起的定位如下：基本自定位为了每一个单独的定位请求，MS需要与网络有交互的联系。自动自定位为了每一个单独的定位请求，MS不需要与网络有交互的联系。与网络交互的联系可以允许移动台在预先指定的时间内进行多重定位；传送给第三方一个MS可以请求把另一个MS的位置信息传递给另一个指定的LCSClient。ZTEWCDMA－定位技术专题16主要内容)定位技术的发展))定位定位技术的发展技术的发展)蜂窝系统定位技术))蜂窝系统定位技术蜂窝系统定位技术)定位技术业务流程))定位定位技术业务流程技术业务流程)定位业务的应用))定位业务的应用定位业务的应用)蜂窝系统定位功能要求))蜂窝蜂窝系统定位功能要求系统定位功能要求)蜂窝系统定位方案))蜂窝蜂窝系统定位方案系统定位方案)蜂窝系统定位方法))蜂窝蜂窝系统定位方法系统定位方法)蜂窝系统定位方法的改进))蜂窝蜂窝系统定位方法的改进系统定位方法的改进ZTEWCDMA－定位技术专题17蜂窝系统中无线定位方案无线定位系统中对移动台的定位是通过检测移动台和多个固定位置收发信机之间传播信号的特征参数来估计目标移动台的几何位置。根据进行定位估计的位置及定位数据用途的不同可将对移动台的定位方案分为两类：基于移动台的定位方案和基于网络的定位方案，与之对应有以下两类定位系统：　基于移动台的定位系统　基于网络的定位系统各种无线定位系统中，采用的基本定位技术都是类似的网络辅助定位系统移动台辅助定位系统ZTEWCDMA－定位技术专题18基于移动台定位系统-自定位方式自定位(Self-Positioning)在蜂窝网络中也叫做前向链路定位系统。其定位过程是由移动台根据接收到的多个已知位置发射机发射信号携带的某种与移动台位置有关的特征信息来确定其与各发射机之间的几何位置关系，再根据有关算法对其自身位置进行定位估计，由移动台用户掌握其自身的位置信息，并且将估算结果报告基站。基站可能依据更多的数据（如移动台用户资料和电子地图等）对移动台的估算结果作进一步处理从而获得更精确的位置信息。BackCA图自定位方式移动台结构需改动ZTEWCDMA－定位技术专题19基于基战定位系统-遥测定位方式也叫做反向链路定位系统。其定位过程是由多个固定位置接收机同时检测移动台发射的信号，将从各接收信号携带的某种与移动台位置有关的特征信息送到一个信息处理中心进行处理，计算出移动台的估计位置。遥测定位由专门的定位处理机完成。对于不同的通信系统，定位处理机可以是基站系统的一个部件，也可以是一个相对独立的装置。遥测定位无须改变移动台的结构，适用于任何系统。但是，由于基站的发射信号强于移动台，移动台更容易接收到多个基站的信号，而多个基站同时接收到移动台信号的可能性就比较低，所以，自定位的可靠性要高于遥测定位。而且，遥测定位必须建立可靠的同步和传输系统，将基站接收信号传输至定位处理机。Back图遥测定位方式CABZTEWCDMA－定位技术专题20主要内容)定位技术的发展))定位定位技术的发展技术的发展)蜂窝系统定位技术))蜂窝系统定位技术蜂窝系统定位技术)定位技术业务流程))定位定位技术业务流程技术业务流程)定位业务的应用))定位业务的应用定位业务的应用)蜂窝系统定位功能要求)