Về nguyên tắc Cell ID + RTT được thực hiện hoàn toàn dựa vào cấu hình sẵn có của mạng lưới do đó nó không yêu cầu bất kỳ sự thay đổi nào từ các thiết bị đầu cuối. Độ chính xác của phương pháp này chỉ đơn thuần phụ thuộc vào khoảng cách định vị tức là kích thước của khu vực phục vụ khi người sử dụng UE thực hiện chuyển giao mềm.
Để cải thiện độ chính xác bộ điều khiển mạng vô tuyến phục vụ (SRNC) yêu cầu khoảng thời gian mà một gói tin gửi đi và nhận về ACK (RTT: Requests Round Trip Time) đo từ node B tương ứng, hoặc nếu được thực hiện từ khối đo đạc vị trí (LMU: Location Measurement Unit) RTT tạo nên sự khác biệt thời gian giữa đầu cuối của việc truyền tải một kênh khung vật lý (DPCH) dành riêng cho đường xuống và tiếp nhận các khung đường lên tương ứng. Căn cứ vào thời điểm truyền tải, khoange cách của các UE từ node B tương úng có thể được ước tính. Phuong pháp này có phép RTT sử dụng chíp có độ phân giải 1/16 và độ chính xác tươngứng là 5m. Nếu UE trong SHO bao gồm hoạt động của các NodeB được thiết lập nó có thể thực hiện các phép đo RTT có thể góp phần cải thiện độ chính xác mà không cần đồng bộ hóa mạng.
Vùng phủ sóng của Cell ID + RTT được chia thành ba khu vực dựa vào mức độ chính xác có thể đạt được. Các kích thước khu vực của vùng phủ sóng phụ thuộc chặt ché vào khoảng cách giữa các tế bào. Đây là vùng phủ sóng khu vực đơn( báo cáo RTT đơn), chuyển giao mềm hơn (hai khu vực ID và báo cáo RTT đơn), Và SHO( hai hoặc nhiều hơn các báo cáo CELL ID và RTT). Khu vực phủ sóng đơn được giới hạn không chỉ bởi chuyển giao mềm hơn mà còn bởi chuyển giao mềm trong một vài tình huống có thể xảy ra giữa
các khu vực. Hiện tượng có kết nối chuyển giao mềm giữa các khu vực lân cận trong tế bào Macro( macrocellular) dày đặc các anten hẹp chiều ngang được triển khai ở NdeB,(như anten 330 ) cung cấp tín hiệu tương đối yếu ở hướng búp sóng chính. Nó được minh họa trong hình 3.8c do các kết nối SHO giữa các khu vực cấu trúc liên kết 6-sector/330 với khoảng cách tế bào 2km cell spacing như hình 3.8d. Thay vào đó, các anten mở rộng được sử dung cấu trúc 6sector/650 như hình 3.8b, khu vực phủ sóng của khu vực được xác định bởi chuyển vùng mềm hơn cùng với biểu đồ khu vực. Độ chính xác ( Accuracy) của Cell ID + RTT trong khu vực phủ sóng sector đơn có thể được đánh giá từ phương trình 3.1
Accuracy = 2
trong đó d là khoảng cách từ NodeB phục vụ và anpha là góc của khu vực phủ sóng sector.
a) b)
c) d)
Hình 3.8 khu vực chuyển giao mềm xám tối và mềm hơn xám sáng giữa các sector
a) Khoảng cách tế bào 1km 3-sector/650 b) Khoảng cách tế bào 1km 6-sector/650 c) Khoảng cách tế bào 1km 6-sector/330 d)Khoảng cách tế bào 1km 6-sector/330
Giá trị của được định nghĩa theo phương trình 3.2
với va là góc mở tương ứng giữa chuyển vùng mềm và mềm hơn Hình 3.9 mô tả khả năng xuất hiện giữa các sector trong các trường hợp.
Hình 3.9 . Cell ID + RTT đơn
Khu vực phủ sóng sector đơn () trong cấu trúc 6-sector có thể được thực hiện bằng một phương trình tuyến tính đơn giản với độ sai ( - ).
(3.3)
Trong chuyển giao mềm hơn, độ chính xác đạt được là tốt hơn trong khu vực phủ sóng sector đơn, có từ góc beta của khu vực chuyển giao mềm hơn nhỏ hơn góc của khu vực phủ sóng sector đơn . Biểu thức 3.4 xác định độ chính xác:
Accuracy = 2 (3.4)
Trong SHO, độ chính xác của Cell ID kết hợp RTT là mức cao nhất. Ở trạng thái này, độ chính xác phụ thuộc vào hình dạng cảu mạng và kích thước AS.
Với kích thước AS cao hơn , độ chính xác đạt được tốt hơn. Cấu hình với hai chiều SHO tốt nhất có thể đạt được khi ranh giới giữa UE và NodeB của AS giao nhau mỗi cái khác ở góc vuông ( = ). Trong đó trường hợp bi quan nhất là khi = có nghĩa là các UE và NodeB tương ứng được đặt cùng đường thẳng.
Độ chính xác có thể được thực hiện như trong biểu thức (3.5) Accuracy=
trong đó được biểu diễn như 3.6 (3.6)
Độ chính xác có thể đạt được tóm tắt trong bảng 3.2 cho 3- sector/, 6- sector/, và 6 sector/, với khảng cách tế bào 0.75,1.0 và 1.5km, với giả định rằng UE được đặt ở giữa khu vực tế bào.
Bảng 3.2: độ chính xác về lý thuyết của cấu trúc liên kết khác nhau Cấu trúc Loại khu
vực Độ chính xác Cell_sp=750m Độ chính xác Cell_sp=1000m Độ chính xác Cell_sp=1500m 3sector/650 Cell ID + RTT đơn 229m 440m 720m Chuyển cùng mềm hơn 33m 43m 65m SHO 16m-99m 16m-99m 16m-99m
6sector/650 Cell ID + RTT đơn 82m 165m 248m Chuyển cùng mềm hơn 72m 96m 144m SHO 16m-99m 16m-99m 16m-99m 6sector/330 Cell ID + RTT đơn 147m 160m 360m Chuyển cùng mềm hơn 13m 17m 26m SHO 16m-99m 16m-99m 16m-99m 3.2.4 Phương pháp kết hợp
Với mạng WCDMA thông dụng nhất là sử dụng kết hợp giữa A-GPS với Cell- ID. Việc kết hợp giữa hai giải pháp này làm tăng vùng dịch vụ cho A-GPS và cải thiện độ chính xác của A-GPS trong mọi trường hợp. Độ chính xác và vùng phủ của A-GPS rất tốt ở mọi địa điểm mà thuê bao tới, tuy vậy nó làm giảm mạnh khi thuê bao ở trong các tòa nhà hặc vùng mật độ đông đúc. Những nơi này thường mật độ cell rất cao do đó phương pháp Cell ID lại có khả năng xác định được vị trí khá chính xác cho dù không bằng A-GPS. Kết hợp hai phương pháp này làm tăng khả nưng roaming cho thuê bao và có thể hỗ trợ cho rất nhiều MS đã có trong mạng. Phương pháp kết hợp này được đánh giá thông qua bảng 3.3
Bảng 3.3 Bảng đánh giá kỹ thuật định vị Cell ID kết hợp A- GPS
chỉ tiêu Đánh giá Chú thích
Độ ổn định Tốt Độ chính xác cao ở mọi vị trí địa lý Độ chính xác Tốt từ 5 đến 50m khi sử dụng A-GPS và có
thể định vị 3 chiều. Tuy nhiên cũng sẽ phụ thuộc vào phương án kết hợp
TTFF Tốt khoảng 5 đến 10s (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đầu cuối Trung
bình
Yêu cầu thay đổi cả phàn cứng và phần mềm
Roaming Tốt Yêu cầu phải có A-GPS LS ở mạng khách. Tuy nhiên sẽ hạn chế khi kết hợpA-GPS với E-OTD
Hiệu suất Tốt Sử dụng ít băng thông và dung lượng của mạng
Khả năng mở rộng Tốt Rất dễ dàng mở rộng.
Tính tương thích Tốt phương án này có thể sử dụng cho tất cả các mạng.
Ngoài phương pháp kết hợp A-GPS với Cell ID người ta cũng có thể kết hợp A_GPS với E-OTD. Với phương án này thì A-GPS được sử dụng trong phần lớn mạng con E-OTD được triển khai dạng ốc đảo. Bằng cách này người ta làm tăng độ chính xác khi định vị cũng như giúp các nhà khai thác cung cấp đa dạng các dịch vụ dựa trên vị trí.
Bên cạnh nguyên lý của các kỹ thuật định vị còn nhiều khía cạnh khác như tính riêng tư và lợi ích khách hàng, chi phí để triển khai cung như khả năng hoàn vốn. A-GPS cho phép khách hàng chủ động đóng mở chức năng định vị của MS do đó tính riêng tư và độ tiện lợi tốt hơn so với Cell-ID và E- OTD. Chi phí triển khai Cell-ID là thấp nhất và chi phí để triển khai E-OTD là cao nhất( do cần nhiều LMU) và lớn hơn khoảng 2.5 lần so với A-GPS. Tuy nhiên, với A-GPS cho phép cung cấp được nhiều loại dịch vụ hơn so với E-OTD, do đó khả năng hoàn vốn của A-GPS cao nhất và Cell-ID thấp nhất. Mỗi kỹ thuật đều có ưu nhược điểm riêng của nó, có thể tổng kết các đặc tính của mỗi loại kỹ thuật định vị phân tích ở trên trong bảng 3.4.
Chỉ tiêu Cell_ID +RTT OTDOA-IPL A-GPS Kết hợp Độ ỏn định Kém Trung bình Tốt Tốt Độ chính xác Kém (100m-2Km) Trung bình (100-500m) Tốt Tốt TTFF Tốt (1s) Tốt(5s) Tốt(5-10s) Tốt(5-10s)
Đầu cuối Tốt Khá tốt kém Trung bình
Roaming Tốt Kém Tốt Tốt
Hiệu suất Tốt Trung bình Khá tốt Khá tốt
Khả năng mở rộng Tốt Kém Tốt Tốt Tính tương thích Tốt Kém Tốt Tốt Tổng chi phí Tốt Kém Khá tốt Khá tốt Tổng kết Trung bình Trung bình Khá Tốt 3.4 Kết luận
Với các phương pháp cơ bản được nghiên cứu trong chương 3, nhà khai thác hệ thống thông tin di động UMTS có thể có nhiều lựa chọn cho mạng lưới của mình. Với phương pháp dựa trên tế bào( dựa trên vùng phủ sóng) Cell_ID+RTT mặc dù độ chính xác đã được cải thiện nhưng số lượng dịch vụ vẫn hạn chế. Vì vậy khi số lượng thuê bao tăng, đồng thời yêu cầu cung cấp nhiều dịch vụ hơn thì kỹ thuật định vị có độ chính xác cao sẽ được xem xét. Với OTDOA tương tự như mạng 2G phương pháp này cần một khoản chi phí ban đầu lớn