LTE網絡中基于最大似然估計的協作定位方法

劉帥

(商丘職業技術學院， 商丘 476100)

0 引言

在長期演進(Long-Term Evolution，LTE)[1]網絡中，確定用戶設備(User Equipment，UE)的位置具有重要意義。現代移動設備能夠通過全球衛星導航系統(Global Satellite Navigation System，GNSS)接收機獨立定位。GNSS是指任何具有全球覆蓋的基于衛星的定位系統，如美國NAVSTAR全球定位系統(GPS)和俄羅斯GLONASS。定位時，GNSS接收機必須先進行衛星搜索，其目的是為了獲得至少4顆衛星的信號。在可見度低的密集環境中(如室內或森林地區)，任何基于GNSS的定位技術將會不可靠。因此，對于LTE網絡，開發新的定位技術，如基于蜂窩的定位技術尤為重要[2]。蜂窩定位的目的是通過在網絡中獲得的噪聲測量確定UE的位置。在蜂窩定位中，通常有少量的eNodeB(長期演進系統中的基站)和許多未知的、待確定的基站。通常情況下，網絡中收集數據方式要么是基于范圍的，如到達時間(TOA)、到達時差(TDOA)和信號接收強度(RSS);要么是基于角度的，如到達角(AOA)。當前的LTE支持3種定位技術，分別是E-CID、A-GNSS和OTDOA。

在LTE規范中，3GPP支持兩種獨立的TDOA定位方法(下行鏈路和上行鏈路)。為了使用雙曲三邊測量計算UE位置，LTE中下行鏈路定位又稱作觀測的到達時間差(OTDOA)，用以測量UE處來自多個eNodeB的下行鏈路信號的到達時間差，常用的是蜂窩特定參考信號(CRS)和定位參考信號(PRS)。LTE中上行鏈路定位方法又稱作上行鏈路到達時間差(UTDOA)，它在概念上與OTDOA相同，其差別是，它的定時測量是從產自UE或在鄰近eNodeB處接收的信號中進行。

常用定位方法可以分為兩類：非協作式和協作式[3-4]。在非協作式定位中，UE只與eNodeB通訊，為了確保每個UE連接到足夠數量的eNodeB進行定位，需要高密度的eNodeB和更長的通訊范圍，當前的蜂窩通信網絡采用非協作定位方法。……