LTE網(wǎng)絡(luò)中基于最大似然估計(jì)的協(xié)作定位方法

劉帥

(商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 商丘 476100)

0 引言

在長期演進(jìn)(Long-Term Evolution，LTE)[1]網(wǎng)絡(luò)中，確定用戶設(shè)備(User Equipment，UE)的位置具有重要意義。現(xiàn)代移動(dòng)設(shè)備能夠通過全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(Global Satellite Navigation System，GNSS)接收機(jī)獨(dú)立定位。GNSS是指任何具有全球覆蓋的基于衛(wèi)星的定位系統(tǒng)，如美國NAVSTAR全球定位系統(tǒng)(GPS)和俄羅斯GLONASS。定位時(shí)，GNSS接收機(jī)必須先進(jìn)行衛(wèi)星搜索，其目的是為了獲得至少4顆衛(wèi)星的信號(hào)。在可見度低的密集環(huán)境中(如室內(nèi)或森林地區(qū))，任何基于GNSS的定位技術(shù)將會(huì)不可靠。因此，對(duì)于LTE網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)新的定位技術(shù)，如基于蜂窩的定位技術(shù)尤為重要[2]。蜂窩定位的目的是通過在網(wǎng)絡(luò)中獲得的噪聲測(cè)量確定UE的位置。在蜂窩定位中，通常有少量的eNodeB(長期演進(jìn)系統(tǒng)中的基站)和許多未知的、待確定的基站。通常情況下，網(wǎng)絡(luò)中收集數(shù)據(jù)方式要么是基于范圍的，如到達(dá)時(shí)間(TOA)、到達(dá)時(shí)差(TDOA)和信號(hào)接收強(qiáng)度(RSS);要么是基于角度的，如到達(dá)角(AOA)。當(dāng)前的LTE支持3種定位技術(shù)，分別是E-CID、A-GNSS和OTDOA。

在LTE規(guī)范中，3GPP支持兩種獨(dú)立的TDOA定位方法(下行鏈路和上行鏈路)。為了使用雙曲三邊測(cè)量計(jì)算UE位置，LTE中下行鏈路定位又稱作觀測(cè)的到達(dá)時(shí)間差(OTDOA)，用以測(cè)量UE處來自多個(gè)eNodeB的下行鏈路信號(hào)的到達(dá)時(shí)間差，常用的是蜂窩特定參考信號(hào)(CRS)和定位參考信號(hào)(PRS)。LTE中上行鏈路定位方法又稱作上行鏈路到達(dá)時(shí)間差(UTDOA)，它在概念上與OTDOA相同，其差別是，它的定時(shí)測(cè)量是從產(chǎn)自UE或在鄰近eNodeB處接收的信號(hào)中進(jìn)行。

常用定位方法可以分為兩類：非協(xié)作式和協(xié)作式[3-4]。在非協(xié)作式定位中，UE只與eNodeB通訊，為了確保每個(gè)UE連接到足夠數(shù)量的eNodeB進(jìn)行定位，需要高密度的eNodeB和更長的通訊范圍，當(dāng)前的蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)采用非協(xié)作定位方法。……