Desafios - posicionamento e navegação

Verificar a previsão do tempo durante o café da manhã ou encontrar uma rota no trânsito da hora do rush são dois exemplos de aplicativos que permitem aos usuários de smartphone beneficiar-se de serviços baseados em local (LBS). Como esses aplicativos conseguem localizar a posição exata do telefone com tanta rapidez?

Aplicações de LBS

Esquema de LBS

LBS é um segmento de mercado ascendente que envolve determinar a localização de um dispositivo móvel para aplicações de serviço de emergência (E911, eCall) ou aplicações comerciais (mídias sociais – RCS, mapeamento, publicidade com base em localização geográfica). Os smartphones cada vez mais sofisticados, as taxas de dados de alta velocidade via LTE e a demanda dos consumidores pela interação sempre disponível significam que o número e o tipo de aplicações de LBS aumentarão intensamente nos próximos anos O crescimento do LBS como um setor aumenta a demanda por uma solução de teste LBS escalável que possa abordar todos os segmentos de teste LBS (P&D, conformidade de protocolo, desempenho mínimo de RF e OTA) e apoia as técnicas e os protocolos de posicionamento implantados pelas operadoras de rede móvel.

Posicionamento baseado em GNSS

O principal método para determinar a localização conta com satélites no espaço como parte de um sistema de navegação por satélite global (GNSS). O GNSS mais conhecido é o GPS, que é operado e mantido pelo governo dos EUA. Porém, dispositivos modernos têm suporte simultâneo para várias constelações de GNSS (por exemplo, GPS e Glonass) para aumentar o número de veículos espaciais visíveis. Constelações de GNSS adicionais, como Galileo e BeiDou, estão em desenvolvimento, aumentando ainda mais a complexidade do teste baseado em GNSS.

Os testes de receptor de GNSS somente podem ser conclusivos quando são realizados sob condições controladas, repetíveis e realistas. É por isso que dispositivos de posicionamento costumam ser testados e caracterizados utilizando um simulador GNSS. Uma simulação de GNSS deve levar em conta a constelação de satélites em si (em termos de simulação adequada de órbitas de satélite), as características de propagação de sinal, as características da antena de recepção e o ambiente do receptor. A modelagem realista do movimento do usuário, levando em conta a atitude do veículo, também faz parte do processo de simulação. É preciso gerar sinais de interferência e bloqueio para simular um ambiente mais próximo da realidade.

Posicionamento em ambientes cruciais: GNSS assistido (A-GNSS)

GNSS (A-GNSS) assistido é utilizado por dispositivos móveis para aprimorar o desempenho fornecendo um tempo para primeira fixação (TTFF) mais rápido e maior sensibilidade. Em A-GNSS, a rede celular auxilia o receptor GNSS fornecendo dados de assistência a satélites visíveis. É possível trocar dados de assistência entre a rede sem fio e o dispositivo seja pelo plano de controle (plano C) usando os canais de controle e sinalização conforme definidos por 3GPP (LPP, RRLP ou RRC) ou pelo plano do usuário (plano U) via canal IP usando SUPL (localização segura do plano do usuário) definido pela Open Mobile Alliance (OMA). Os dados de assistência também variam conforme o GNSS e o padrão sem fio em uso, como LTE, WCDMA ou GSM.

Para garantir que um dispositivo móvel com um receptor A-GNSS opere adequadamente e esteja em conformidade com as especificações o 3GPP e o 3GPP2 relevantes, a solução de teste deve ser capaz de dar suporte a todos os padrões sem fio e GNSS em uma caixa.

Posicionamento baseado em rede

Aprimoramentos de LTE incluem o suporte de estimativa de posicionamento baseado em rede; novos sinais de referência conhecidos como sinais de referência de posicionamento (PRS) foram introduzidos. O dispositivo móvel mede a diferença de tempo observado da chegada (OTDOA) de PRSs de vários eNBs e relata essas medições de volta à rede para estimativa de posição. A tecnologia por trás de LBS é complexa e diversa devido às técnicas de determinação de posição disponíveis: baseadas em satélite, baseadas em rede ou híbridas. O número de constelações de GNSS disponíveis (GPS, Glonass, BeiDou, Galileo, etc.) e de protocolos para troca de dados A-GNSS (LPP, RRLP, RRC) nos planos C e U contribui para aumentar essa complexidade

Posicionamento híbrido

Ambientes com desempenho restrito precisam de uma combinação de diferentes técnicas de posicionamento, como A-GNSS e OTDOA/eCID, para calcular a posição. O posicionamento híbrido pode ser utilizado para combinar métodos de posicionamento baseados em satélite e em rede para determinar a posição (primeira fixação) se um único método de posicionamento, como A-GPS, A-Glonass, A-BeiDou, OTDOA ou eCID, não for suficiente para obter uma posição.

Soluções de teste e medição da Rohde & Schwarz

A Rohde & Schwarz oferece uma ampla variedade de soluções de teste para todos os aspectos de LBS para garantir que todos os componentes utilizados no posicionamento funcionem juntos sem interrupção.

Para a caracterização de receptor GNSS, o R&S®SMBV100A, um gerador de sinal vetorial completo e flexível, é a escolha ideal. O R&S®SMBV100A oferece várias opções de GNSS, incluindo GPS, Glonass, Galileo e BeiDou, que podem ser combinados individualmente para atender às necessidades de teste exigidas. Essa solução torna fácil simular condições realistas como influências atmosféricas, propagação de múltiplos caminhos e obscurecimento de sinal devido a prédios, padrões de antenas e movimentação do veículo.

O sistema de teste R&S®TS-LBS oferece cobertura de teste completa de serviços baseados em localização, de P&D a conformidade. Ele cobre todos os principais padrões 3GPP sem fio, como GSM, WCDMA e LTE, e aborda cada uma das tecnologias de posicionamento modernas, incluindo A-GNSS, OTDOA/eCID, híbrida, bem como plano de controle e plano do usuário, campo ao laboratório e cálculo de posição. O R&S®TS-LBS é um sistema de testes de conformidade totalmente automatizado com suporte à conformidade de protocolo validada, casos de teste de desempenho mínimo e de aceitação de portadora em design, ambientes de pré-certificação e de aprovação de tipo. Com base no testador de radiocomunicação de banda larga R&S®CMW500 compatível com múltiplos padrões e no simulador de GNSS R&S®SMBV100A, o R&S®TS-LBS é uma solução escalável que pode ser adaptada a qualquer necessidade de teste LBS.

Posicionamento e navegação - Soluções de teste e medição

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