1 Các phương pháp định vị mạng 3G (UMTS/WCDMA) KS Nguyễn Thị Thanh Thủy PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ Nếu phương pháp định vị GPS phương pháp định vị có ưu điểm vượt trội, triển khai mạng di động hệ 2G hệ 3G có thêm nhiều tùy chọn hỗ trợ cho dịch vụ định vị với ưu điểm giảm độ trễ, đơn giản hóa hệ thống, giảm giá thành tăng độ xác… Các phương pháp định vị hệ 3G: - Các phương pháp dựa tế bào (cell) Theo cách đơn giản nhất, vị trí mục tiêu tương ứng với tọa độ trạm gốc gần Nếu yêu cầu, liệu định vị tinh chỉnh cách thực tính toán khoảng cách đầu cuối trạm gốc, lấy từ tham số độ lệch thời gian (RTT- Round Trip Time), góc tín hiệu đến (AoA-Angle of Arrival) từ đầu cuối trạm gốc, hai - Chênh lệch thời gian quan sát tín hiệu đến với chu kỳ rỗi đường xuống (OTDoA-IPD- Observed Time Difference of Arrival with Idle Period Downlink) Về bản, phương pháp dựa UTRAN, phương pháp đo khoảng cách dựa đầu cuối - Hỗ trợ từ GPS (A-GPS - Assisted GPS) Các đầu cuối phải trang bị thu GPS cung cấp liệu hỗ trợ từ mạng, cho phép giảm thời gian bắt tăng độ xác vị trí xác định CÁC PHƯƠNG PHÁP DỰA TRÊN TẾ BÀO Tương tự phương pháp nhận dạng tế bào (Cell-ID) GSM, phương pháp đưa vị trí đầu cuối từ tọa độ trạm gốc phục vụ Vị trí ánh xạ số định danh cell sang tọa độ trạm gốc phục vụ Hình minh họa tổng quan lựa chọn khác cho phương pháp định vị dựa cell Hình 1: Các phương pháp định vị dựa cell [1] Như Hình 1, đầu cuối có nhiều nhánh tín hiệu tới vài sector trạm gốc tới vài trạm gốc đồng thời Kết là, cần lựa chọn trạm gốc tham chiếu phù hợp với vị trí đầu cuối Các tiêu chuẩn lựa chọn: - Các tham số mô tả chất lượng tín hiệu nhận trạm gốc, ví dụ như, cường độ tín hiệu, tốc độ lỗi, … - Trạm gốc sử dụng trình thiết lập kết nối với đầu cuối, trạm gốc mà đầu cuối kết hợp thời điểm gần nhất, trạm gốc với khoảng cách ngắn tới đầu cuối, trạm gốc mà đầu cuối có kết nối thời điểm yêu cầu định vị tới RNC phục vụ (SRNC) CHÊNH LỆC THỜI GIAN QUAN SÁT ĐƯỢC CỦA TÍN HIỆU ĐẾN VỚI CHU KỲ RỖI CỦA TÍN HIỆU ĐẾN VỚI CHU KỲ RỖI ĐƯỜNG XUỐNG (OTDOA-IPDL) OTDoA-IPDL số phương pháp định vị dựa kỹ thuật sử dụng chênh lệch thời gian đường xuống Đối với kỹ thuật này, đầu cuối quan sát chênh lệch thời gian tín hiệu từ vài trạm gốc Các tín hiệu thường tín hiệu kênh điều khiển vậy, đầu cuối thực đo đạc chế độ rỗi chế độ dành riêng Các chênh lệch đồng hồ trạm gốc giải thông qua thu tham chiếu đặt vị trí xác định, liên tục đo chênh lệch thời gian quan sát Điều thực đơn giản kinh tế so với việc đồng truyền dẫn trạm gốc Hình 2: Phương pháp đo OTDoA- IPDL [2] Độ xác kỹ thuật dựa chênh lệch thời gian phụ thuộc vào số nhân tố Độ xác đo chênh lệch thời gian riêng biệt phụ thuộc băng thông tín hiệu kênh đa đường A-GPS Với khả định vị xác cao phủ sóng toàn cầu, GPS lựa chọn tốt so với phương pháp định vị di động Tuy nhiên, GPS có số hạn chế tiêu tốn nhiều lượng thu GPS, thời gian thực định vị hay thời gian tới vị trí cần định vị (TTFF- Time To First Fix) lớn, khả phục vụ nhà Hơn nữa, GPS hệ thống định vị độc lập không cung cấp tính truyền thông nào, việc sử dụng ngày hầu hết bị giới hạn tới ứng dụng cài đặt cục thu GPS Để giải vấn đề này, cần tích hợp GPS vào mạng di động Vì vậy, định vị GPS hỗ trợ trạm tham chiếu (DGPS- Differential GPS), bổ sung phần trọn vẹn hạ tầng mạng di động thủ tục báo hiệu bổ sung mạng đầu cuối Kết là, có phương pháp định vị hỗ trợ từ GPS gọi A-GPS sử dụng cho hầu hết hệ thống di động So với phương pháp GPS, A-GPS cung cấp cải thiện độ xác, giảm thời gian bắt vị trí, tiêu tốn lượng thu, tăng độ nhạy thu Để sử dụng A-GPS, đầu cuối phải trang bị module GPS để thu tín hiệu hoa tiêu liệu hỗ trợ từ vệ tinh Module hỗ trợ thông tin điều khiển liệu hỗ trợ bổ sung từ mạng di động Bên cạnh phải có trạm tham chiếu bên hạ tầng mạng di động, cho việc tính toán liệu dịch liệu thô thành liệu hỗ trợ Trạm tham chiếu kết nối tới trung tâm phục vụ định vị thuê bao di động (SMLC- Serving Mobile Location Center) (độc lập kết hợp với BSC/RNC) Hình mô tả khái quát kiến trúc A-GPS báo hiệu thành phần Hình 3: Cơ sở hạ tầng A-GPS [2] Như Hình 3, báo hiệu bổ sung yêu cầu trạm tham chiếu với SMLC, SMLC với đầu cuối mục tiêu KẾT LUẬN Với tính đơn giản chi phí thấp, Cell-ID lựa chọn tốt để bắt đầu đưa dịch vụ định vị (LBS - Location-based Service) vào mạng độ xác vị trí tính ổn định không cao hỗ trợ số lượng dịch vụ hạn chế Khi số lượng thuê bao sử dụng dịch vụ tăng, đồng thời yêu cầu cung cấp nhiều dịch vụ kỹ thuật định vị có độ xác cao xem xét (OTDoA A-GPS) OTDoA cần khoản chi phí đầu tư ban đầu lớn vào khối đo đạc vị trí (LMU - Location Measurement Unit), chí sau đầu tư lớn cần triển khai bổ sung A-GPS nơi mà chất lượng OTDoA để hỗ trợ cho dịch vụ tiên tiến Với A-GPS nhà khai thác cần chi phí việc triển khai đơn giản so với OTDoA Ngoài ra, A-GPS cho tiêu tốt với chi phí thấp so với triển khai diện rộng OTDoA ... khả định vị xác cao phủ sóng toàn cầu, GPS lựa chọn tốt so với phương pháp định vị di động Tuy nhiên, GPS có số hạn chế tiêu tốn nhiều lượng thu GPS, thời gian thực định vị hay thời gian tới vị. .. vào mạng di động Vì vậy, định vị GPS hỗ trợ trạm tham chiếu (DGPS- Differential GPS), bổ sung phần trọn vẹn hạ tầng mạng di động thủ tục báo hiệu bổ sung mạng đầu cuối Kết là, có phương pháp định. .. (OTDOA-IPDL) OTDoA-IPDL số phương pháp định vị dựa kỹ thuật sử dụng chênh lệch thời gian đường xuống Đối với kỹ thuật này, đầu cuối quan sát chênh lệch thời gian tín hiệu từ vài trạm gốc Các tín hiệu thường