挑战 – 定位与导航

在早餐时查看天气预报或者查找高峰期最优路线只是使智能手机用户受益于定位服务 (LBS) 的两个应用示例。这些应用如何如此快速地定位手机?

LBS 应用

LBS 示意图

LBS 是不断发展的细分市场,涉及紧急服务应用(E911eCall)或商业应用(社交媒体 – RCS、测绘以及基于地理位置的广告宣传)中的移动设备定位。越来越复杂的智能手机、通过 LTE 的高速数据率以及用户的不间断互动需求意味着在未来几年内,LBS 应用的数量和类型都将大幅增长。LBS 行业的发展增加了对可扩展的 LBS 测试解决方案的需求,此类测试解决方案适用于所有的 LBS 测试细分领域(研发、协议一致性、RF 最低性能以及 OTA),并且支持移动网络运营商部署的定位技术以及协议。

基于 GNSS 的定位

主要的定位方法依赖于全球导航卫星系统 (GNSS) 中的太空卫星。最常见的 GNSS 是 GPS,由美国政府运行和维护。但现代设备同步支持多个 GNSS 星座(比如 GPS 以及 Glonass),以增加可视航天器的数量。Galileo 及 BeiDou 等其他的 GNSS 星座尚处于开发阶段,进一步增加了基于 GNSS 的测试的复杂性。

GNSS 接收机测试只有在受控、可重复且真实的条件下进行时才具有最终性。这就是为什么要在定位设备测试以及特性测量时使用 GNSS 模拟器。GNSS 模拟必须考虑到卫星星座本身(在正确模拟卫星轨道方面、信号传播特性、收发天线特性以及接收机环境。用户运动的实际建模(考虑车身姿态)也是模拟流程的一部分。必须生成干扰以及阻塞信号,以便模拟接近现实的环境。

在恶劣环境下的定位:辅助性 GNSS (A-GNSS)

移动设备通过辅助性 GNSS (A-GNSS) 加快首次定位时间 (TTFF) 并提高灵敏度,进而增强性能。在 A-GNSS 中,蜂窝通信网络通过向可视卫星提供辅助数据的方式辅助 GNSS 接收机。辅助数据可通过控制平面(C 平面,使用 3GPP 规定的控制通道及信号传输(LPP、RRLP 或 RRC)),或者通过用户平面(U 平面,使用开放移动联盟 (OMA) 规定的安全用户平面位置 (SUPL) 的 IP 通道)在无线网络和设备之间交换。辅助数据会因 GNSS 以及所用无线标准(LTE、WCDMA 或 GSM)而异。

为确保带 A-GNSS 接收机的移动设备正常运行并且符合相关的 3GPP 以及 3GPP2 规范,测试解决方案必须能够一体化支持所有的无线以及 GNSS 标准。

基于网络的定位

LTE 增强版涵盖支持基于网络的定位估算;被称为定位参考信号 (PRS) 的新参考信号已被引入。移动设备通过多个 eNBs 测量 PRS 的观察到达时间差 (OTDOA),然后将这些测量值报告给网络进行位置估算。LBS 背后的技术因可用定位技术而复杂多样。基于卫星的定位和/或基于网络的定位。可用 GNSS 星座(GPS、Glonass、BeiDou、Galileo 等)以及 C 平面以及 U 平面之上的 A-GNSS 数据交换协议(LPP、RRLP、RRC)的数量庞大,增加了定位的复杂性。

混合定位

在性能受限的环境中,需要结合不同的定位技术(比如结合 A-GNSS 和 OTDOA/eCID)以估算位置。如果单个定位方法(比如 A-GPSA-GlonassA-BeiDou、OTDOA 或 eCID)不足以准确定位,则可通过混合定位结合基于卫星以及基于网络的定位方法以确定位置(首次定位)。

罗德与施瓦茨测试与测量解决方案

罗德与施瓦茨针对 LBS 的所有环节提供广泛的测试解决方案,旨在确保在定位过程中应用的所有组件无缝协作。

R&S®SMBV100A 矢量信号发生器功能完善且兼具灵活性,提供理想的 GNSS 接收机特性测量解决方案。R&S®SMBV100A 提供 GPS、Glonass、Galileo 以及 Beidou 在内的多种 GNSS 选项,这些选项可个别结合以满足测试要求。此解决方案便于轻松模拟真实条件,比如大气影响、多径传播及建筑导致的信号遮蔽、天线方向图以及车辆移动。

研发到一致性测试,R&S®TS-LBS 测试系统可提供完整的定位服务测试覆盖。该系统涵盖所有主要的无线 3GPP 标准(比如 GSM、WCDMA 及 LTE)并且涉及各种现代定位技术,包括 A-GNSS、OTDOA/eCID、混合以及控制平面及用户平面、场地到实验室以及位置估算。R&S®TS-LBS 是全自动化一致性测试系统,支持设计、预认证及型式批准环境下的验证协议一致性、最低性能以及载波验收测试用例。R&S®TS-LBS 基于支持多标准的 R&S®CMW500 宽带无线电通信测试仪以及 R&S®SMBV100A GNSS 模拟器,是一种可根据任何 LBS 测试需求调整的可扩展解决方案。

定位及导航 – 测试与测量解决方案

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