基于第三代移动通信系统的定位技术研究

[5]。由于在CDMA蜂窝网中存在远近效应，而系统利用功率控制来克服这一影响，使得离基站较近的UE受基站强信号的干扰，移动台难以检测到其它基站的信号，不能满足测量到至少3个基站的要求，对测量TOA或TDOA的能力影响极大。对此，3GPP中提出了设置下行空闲周期(IPDL)的OTDOA定位法：在空闲时间内各NODEB只发射导频信号，停止其他业务信道信号的发射，提高了MS对临近非服务NODEB的监听能力，能准确的检测出多个TDOA值。 OTDOA-IPDL的一种改进技术是TA-IPDL技术[3]:MS周围基站(包括服务基站)同时停止所有信号的发送，进入空闲周期。在空闲周期，每个基站伪随机的选择发送定位信号或者不发送信号(该定位信号即公共导频信号或BCH

　　信号只对定位有用)。移动台在期间检测所有基站信号并求得基站间信号到代时间差。

　　4.3　网络辅助GPS定位

　　GPS全球定位系统基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置[3]。这种方法在气候条件良好时可以达到5～40 m的精度，能够满足大多数的定位业务要求。但是，这种方法用于对手机定位的初次定位时间通常需要10多分钟以上，定位的速度太慢，达不到商用的要求，为此在传统的GPS的基础上，这种将GPS与蜂窝通信网结合的定位方法A-GPS技术：建立能够持续对GPS卫星信号进行监测的GPS参考接收网络，该网络把获得的原始信息处理后成为GPS辅助信息，通过UMTS网络发送给终端GPS接收设备，确定手机的位置。

　　A-GPS定位有两种方式：UE(用户设备)辅助的A-GPS方法，UE只提供卫星的伪距测量，位置计算由网络完成;基于终端的A-GPS方法，终端要完成测量及位置计算。基于终端的A-GPS方法要提供GPS测量的辅助信息和与位置计算有关的辅助信息。

　　5、3GPP标准关于无线资源控制子层定位的描述。

　　3GPP对第三代移动通信系统技术中的定位标准作了较为详尽的规定。在空中接口的无线资源控制层协议中规定了基于UE(用户设备)端的定位测量，报告标准，定位报告量，以及基于UE/UE辅助定位的OTDOA方法或者GPS辅助数据定位数据等参数。无线资源控制层处理用户终端和无线接入网之间在第3层控制面的信令以及和更高层(非接入层)之间的关系，如图3所示[2]。

　　图3　Uu接口的RRC与低层的交互动作

　　由图3可知，RRC层和低层(L1物理层，L2数据链路层)所有协议实体间存在控制接口，RRC通过这些接口和相应原语对低层进行配置和传输一些控制命令，同时低层通过这些接口报告相应的测量报告和状态，供RRC决策采用。其中，RRC层将根据来自物理层的信息(方位和距离)进行UE定位。具体定位流程如下所述[6,7]。

　　5.1　定位业务的测量过程。

　　测量是移动通信系统必备的功能。UE的测量和报告程序受UTRAN(通用陆地无线接入网)网络控制。通过测量命令和测量报告，网络可以指示UE 要进行哪些方面的测量。UE定位测量依据于所选的定位方法和方式类型(在信息单元“UE定位报告参量”中获得)，有3种可选的测量方式：帧间观测时间差类型2测量、收发时间差类型2测量、GPS蜂窝帧定时类型2测量等3类(其余的GPS测量方法不在标准范围内)。

　　其中类型2的定义为从小区i所接收到的P_CPICH时刻和从小区j接收到P_CPICH时刻的时间差，主要作用于手机定位，它包含了活动小区里每一个无线连接的时间差(以码片为计算单位)。参考路径以最早到达手机的路径为准。

　　在测量控制信息中的IE“UE定位报告标准”中，UTRAN将通知UE应该触发哪一个测量报告事件，测量报告的内容同样依据定位依据于所选的定位方法和方式类型(在信息单元“UE定位报告参量”中获得)。

　　5.2　UE定位报告标准及参量

　　如果IE(信息单元)包括“UE定位报告标准”，UE将执行如上所述的测量并在时间间隔估计定位事件并指示在信息单元“测量间隔”中。而执行定位的报告参量将由如下部分组成：

　　5.2.1　如果IE包括的：“水平精度”和/或“垂直精度”

　　要求在67%的概率下定位精度达到请求水平。

　　5.2.2　IE中“定位方法”和“方式种类”的设置

　　IE“定位方法”的设置可选的有：

　　①Cell ID

　　② OTDOA

　　③A-GPS.

　　IE“方式种类”的设置可选的有：

　　①基于UE定位

　　②UE辅助定位

　　③UE辅助定位首选允许基于UE定位或基于UE定位首选允许UE辅助定位(其中③的选择将依据UE的选择为准)。

　　5.2.3　检查“定位方法”和“方式种类”设置并设置变量“CONFIGURATION_INCOMPLETE”

变量“CONFIGURATION_INCOMPLETE”(设置不完善)将在一些设置错误的情况下被置为“TRUE”。如根据UE的功能，如果UE不支持“基于UE”的OTDOA方式，而又将IE“定位方法”和“方法类