Sfide - Posizionamento e navigazione

Controllare le previsioni meteo durante la piccola colazione o trovare il proprio percorso nelle ore di traffico sono due semplici esempi di applicazioni che consentono agli utenti di smartphone di sfruttare i servizi basati sulla localizzazione (LBS). Queste applicazioni, come fanno a trovare tanto rapidamente la posizione esatta del telefono?

Applicazioni LBS

Schema LBS

LBS è un settore di mercato in crescita che si occupa della determinazione della posizione di un dispositivo mobile sia per le applicazioni dei servizi di emergenza (E911, eCall) sia per le applicazioni commerciali quali (social media – RCS, mappe e pubblicità basata sulla posizione geografica). Gli smartphone sempre più ricercati, le elevate velocità di trasferimento dei dati tramite LTE e la domanda dei consumatori di un'interazione "always-on" suggeriscono che il numero e il tipo di applicazioni LBS si espanderanno in maniera notevole nei prossimi anni. La crescita del settore LBS fa aumentare la domanda di soluzioni di test LBS scalabili che possano rispondere a tutti i segmenti di test LBS (ricerca e sviluppo, conformità del protocollo, prestazioni RF minime e OTA) e supportare le tecniche e i protocolli di posizionamento implementati dagli operatori di reti cellulari.

Posizionamento GNSS

Il metodo principale per la determinazione della posizione si affida ai satelliti nello spazio all'interno di un sistema satellitare di navigazione globale (GNSS). Il GNSS più noto è il GPS, utilizzato e mantenuto dal governo degli Stati Uniti. Benché i moderno dispositivi supportino contemporaneamente più costellazioni GNSS (ad es. GPS e Glonass) per aumentare il numero di veicoli spaziali visibili. Costellazioni GNSS aggiuntive come Galileo e BeiDou sono in corso di sviluppo e vanno ad aumentare la complessità del test GNSS.

I test dei ricevitori GNSS possono essere decisivi solo quando vengono eseguiti in condizioni controllate, ripetibili e realistiche. Per questo motivo i dispositivi di posizionamento vengono solitamente testati e caratterizzati con un simulatore GNSS. Una simulazione GNSS deve prendere in considerazione la stessa costellazione satellitare (in termini di simulazione corretta delle orbite dei satelliti), le caratteristiche della propagazione del segnale, le caratteristiche dell'antenna ricevente e l'ambiente di ricezione. Anche la modellazione realistica dei movimenti dell'utente, che prende in considerazione il comportamento del veicolo, fa parte del processo di simulazione. I segnali di interferenza e disturbo devono essere generati per simulare un ambiente vicino alla realtà.

Posizionamento in ambienti critici: GNSS assistito (A-GNSS)

Il GNSS assistito (A-GNSS) è utilizzato dai dispositivi mobili per migliorare le prestazioni fornendo un tempo per prima acquisizione (TTFF) ridotto e migliorare la sensibilità. In A-GNSS, la rete cellulare assiste il ricevitore GNSS fornendo dati di assistenza per i satelliti visibili. I dati di assistenza possono essere scambiati tra la rete wireless e il dispositivo sopra al piano di controllo (C-plane) mediante i canali e i segnali di controllo come definiti da 3GPP (LPP, RRLP o RRC) o sul piano dell'utente (U-plane) mediante un canale IP che utilizza SUPL (secure user plane location - localizzazione sicura del piano dell'utente) definita dall'Open Mobile Alliance (OMA). I dati di assistenza variano anche in base al GNSS e allo standard wireless adottati come LTE, WCDMA o GSM.

Per garantire che un dispositivo mobile con un ricevitore A-GNSS funzioni correttamente e rispetti le relative specifiche 3GPP e 3GPP2, la soluzione di test deve essere in grado di supportare tutti gli standard wireless e GNSS in un solo contenitore.

Posizionamento basato su rete

I progressi LTE includono il supporto della stima del posizionamento basato su rete; sono stati introdotti nuovi segnali di riferimento noti come segnali di riferimento del posizionamento (PRS). Il dispositivo mobile misura la differenza di tempo di arrivo osservata (OTDOA) dei PRS provenienti da più eNB e riferisce tali misure alla rete per la stima della posizione. La tecnologia dietro LBS è complessa e varia a causa delle tecniche di determinazione della posizione disponibili: basate su satellite, su rete o ibride. A tale complessità si aggiunge il numero di costellazioni GNSS (GPS, Glonass, BeiDou, Galileo, ecc.) e protocolli disponibili per lo scambio dei dati A-GNSS (LPP, RRLP, RRC) sul piano C e il piano U.

Posizionamento ibrido

Ambienti con prestazioni ridotte richiedono una combinazione di diverse tecniche di posizionamento come A-GNSS e OTDOA/eCID per calcolare la posizione. Il posizionamento ibrido può essere utilizzato per combinare metodi di posizionamento basati su satellite e su rete per determinare la posizione (prima acquisizione) se un singolo metodo di posizionamento come A-GPS, A-Glonass, A-BeiDou, OTDOA o eCID non è sufficiente a ottenere la posizione.

Soluzioni di test e misura di Rohde & Schwarz

Rohde & Schwarz offre un'ampia gamma di soluzioni di test per tutti gli aspetti di LBS per garantire che tutti i componenti utilizzati nel posizionamento collaborino perfettamente.

Per la caratterizzazione GNSS del ricevitore R&S®SMBV100A, un generatore di segnale vettoriale completo e flessibile, costituisce la scelta ideale. R&S®SMBV100A offre varie opzioni GNSS, inclusi GPS, Glonass, Galileo e BeiDou, che possono essere combinati singolarmente per rispondere alle esigenze dei test richiesti. Questa soluzione semplifica la simulazione di condizioni realistiche come influenze atmosferiche, propagazione a percorsi multipli e oscurazione dei segnali a causa di edifici, modelli di antenna e movimenti dei veicoli.

Il sistema di test R&S®TS-LBS fornisce una copertura completa dei servizi basati sulla localizzazione, dalla ricerca e sviluppo alla conformità. Copre tutti i principali standard wireless 3GPP come GSM, WCDMA e LTE e affronta ogni moderna tecnologia di posizionamento, inclusa A-GNSS, OTDOA/eCID, ibrida, nonché piano di controllo e piano dell'utente, dal campo al laboratorio e calcolo della posizione. R&S®TS-LBS è un sistema di test di conformità completamente automatico che supporta casi di test di accettazione del portante, prestazione minima e conformità del protocollo convalidata negli ambienti di approvazione del tipo, pre-certificazione e progettazione. Basato sul tester per comunicazioni radio a banda larga con capacità multi-standard R&S®CMW500 e il simulatore R&S®SMBV100A GNSS, R&S®TS-LBS è una soluzione scalabile che può essere adattata ad ogni esigenza di test LBS.

Posizionamento e navigazione - Soluzioni di test e misura

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