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移动终端A


企业视点

移动终端A-GPS定位功能的 性能和一致性测试
罗德与施瓦茨(中国)有限公司

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定位业务的兴起
位置业务(LBS,Location Based Service)是指移动

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A-GPS技术
A-GPS(Assisted Globa

l Positioning System)即网

网络通过特定的定位技术来获取移动终端的位置信息,从而 为终端用户提供附加服务的一种增值业务,可广泛应用于紧 急救援、导航追踪、运输调度、移动黄页等诸多方面。特 别是3G技术的日益成熟,为移动定位技术的发展提供了支 持。定位业务做为3G的一个杀手级应用被越来越多的客户 所认可,越来越多的运营商和设备制造商加入到了支持定位 业务的阵营。 目前,在3G网络中广泛使用的移动定位技术有三种: 基于网络的小区识别(CELL-ID)定位技术、OTDOA定 位技术、网络与终端混合的A-GPS定位技术。基于网络 的小区识别定位技术技术根据移动终端所处的蜂窝小区ID 号来确定用户的位置,因此其定位精度完全取决于移动终 端所处蜂窝小区半径的大小,从几百米到几十公里不等。 OTDOA定位技术通过移动终端测量不同基站的下行导频 信号的到达时刻以实现定位,其定位精度较高,定位范围 约为100m~200m。但对时间基准的依赖性较强,同时 受多径干扰的影响也较大。下面主要介绍具有更高精度的 A-GPS技术。

络辅助的全球定位系统,这种方法需要网络和移动终端都 能够接收GPS信息,是一种结合了网络基站信息和GPS信息 对移动终端进行定位的技术,可以在2G和3G网络中使用。 但是需要在移动终端内增加A-GPS接收机模块(或者外接 A-GPS接收机),同时要在移动网络上加建位置服务器等设 备。定位精度是其主要技术优势,在室外等空旷地区,正常 工作环境下精度可达5m~10m,堪称目前定位精度最高的定 位技术。另一方面,利用网络传来的辅助信息可使终端首次 捕获GPS信号的时间大大减小,一般仅需几秒,而不像GPS 的首次捕获时间可能需要2min~3min。此外,为了解决终端 在室内以及在城市中被建筑物遮挡而难以接收GPS信号的缺 陷,一般A-GPS技术解决方案还考虑了CELL-ID定位技术作 为备用方案,这就大大提升了A-GPS的定位能力。 A-GPS的定位计算方法可以分为MS-Based方式和 MS-Assisted方式。MS-Based方式中,定位计算由终端 完成;在MS-Assisted方式中,定位计算由网络基于终端 提供的测量数据完成。两种定位计算方法各有利弊:MSAssisted的优点是对终端的要求低,但具有时延较大、不适

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合高速行驶情况下的定位等缺点;相比而言,MS-Based方 法的优点是网络负担小且定位时延小;适合短时间内的连续 定位情况;在网络不能提供辅助的情况下,可以使用自治的 GPS功能来定位,因而可靠性高;此方式下,核心网络无需 作任何改进,成本较低。总体而言,MS-Based方式是比较 可取的定位方式。 A-GPS技术在目前移动通信网络中的实现分为两种方 式,分别基于网络的控制平面和用户平面,各有特点。 控制平面方式中,移动定位中心SMLC(Serving Mobile Location Centre)与无线网络控制器RNC集成,GPS辅助信 息通过信令的方式来交互。移动定位网关GMLS位于无线网 络的IP数据网上,负责外部定位请求的接入。由于通过信令 接口在核心网络内部传输辅助数据,因而该结构传输效率 高且安全可靠,有利于位置服务的管理和控制。其缺点是 RNC需具有SMLC功能,会影响到核心网络,实现和维护复 杂,成本较高。 用户平面方式利用无线网络的IP功能,通过IP数据网 和SMLC交互辅助信息,移动终端直接通过相应的标准接口 实现定位信息从终端到GMLC的传递。相应的标准由开放 移动联盟OMA制定,称为安全用户层面定位SUPL(Security User Plane Location)。这种方式有这些优点:独立于无线 网络部署,不区分2G网络和3G网络;无需无线接入网络和 核心网络中各节点的网络信令支持,无需对核心网络进行 改造,从而不用进行昂贵的网络升级;带有传输层加密的 SUPL是一个在用户平面加密的协议,可以保护用户在互联 网上传输私密信息的安全性;SUPL易实现,成本低,易于 迅速推广。

移动终端A-GPS定位功能的性能和一致性测试

定位功能的新型手机能够得到快速的部署。但毋庸置疑, A-GPS新手机上市也需要经过严格的功能测试和兼容性测 试,这给手机测试提出了新的要求和更多的复杂性。 按照A-GPS在网络实现方式的不同,目前A-GPS的测 试分为控制平面信令一致性测试、控制平面最小性能需求测 试和业务平面SUPL的测试。

3.1 控制平面的信令测试
控制平面一致性信令测试分为GSM终端测试和 WCDMA终端测试。其中GSM终端的A-GPS信令测试规 范在3GPP TS51.010的第70章中定义;WCDMA网络的 A-GPS信令测试规范在3GPP TS34.123的第17章定义。 在控制平面实现A-GPS的方式中,定位信息是在信令 信道上进行传输的,因此需要验证GSM网络或WCDMA网 络中终端的A-GPS的信令消息和信令流程是否符合规范的 要求,是否可以在终端和网络之间进行正确的交换传输,从 而完成对终端的正确定位。规范中定义了一些标准的测试用 例,例如A-GPS 网络引导下的位置请求流程的测试(紧急 呼叫情况下定位测试),A-GPS 手机发起或者终结情况下 的定位建立请求的成功流程和失败流程的测试,辅助数据请 求的成功流程和失败流程的测试,隐私保护流程——允许或 者不允许定位的测试。这些测试用例可以按照终端支持类型 的不同分为UE-Based和UE-Assisted两类测试。它们之间 是相互独立的。

3.2 控制平面的性能测试
控制平面的最小性能需求测试,也分为GSM终端测 试和WCDMA终端测试。其中GSM终端的最小性能测试在 3GPP TS51.010的70.11.x章节中定义;WCDMA终端的最

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A-GPS测试
基于GPS的定位业务为无线运营商带来了不菲的收入。

小性能测试在3GPP TS34.171中定义。其中规定了不同网 络中的A-GPS性能的最小需求。 最小性能需求测试是在信令测试的基础上引入的针对 A-GPS功能手机的射频性能的测试,这是为了保证终端可 以提供用户需要的定位性能,例如粗略定位和精确定位情况 下的最小定位时间要求,通常的定位精度及其动态范围的要 求。同时还可能需要对一些UE可能遇到的特定的衰落传播

该业务从传统的应急业务领域进入商用领域,似乎将为无线 运营商带来大量的机会,他们可以利用定位功能为用户提供 增值应用和业务。这将成为研发具有高精度A-GPS定位功 能的新型手机的强大动力。不过和通常一样,上市时间和成 本仍然是关键,缩短研发时间是根本的,这也才能保证带有

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移动终端A-GPS定位功能的性能和一致性测试

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信号,SMU200A可以配置SMU-K65选件来进行模拟。K65 是针对3GPP FDD和GSM的A-GPS测试开发的增强功能选 件,它需要配置SMU200A为两路射频信号,并且每一路 都有基本的GPS选件SMU-K44。SMU-K65可以提供用于 3GPP标准测试场景中需要的所有种类的辅助数据,同时也 可以自己定义一些A-GPS测试场景应用于特定测试。

条件例如多径、移动等场景下的性能进行测试。

3.3 业务平面的SUPL测试
业务平面的SUPL测试主要是基于开放移动联盟的测试 规范OMA-ETS-SUPL-V1_0。它主要在高层的业务平面进 行测试,和底层的无线承载无关,适合于GSM和WCDMA 不同技术的终端。 该测试是基于SUPL能力终端(SET)和一个符合 OMA SUPL 1.0规范的服务器(SLP)之间的双向通信 进行测试的。它可以使用不同的定位方法,在业务平 面执行定位的会话任务。目前该测试规范主要分为网 络发起的会话和SUPL能力终端发起的会话请求两类不 同测试,集中在SUPL1.0下列功能或者领域的测试: 对于SUPL基本功能的测试,SUPL会话的初始化,建 立,执行和终止等会话过程的测试,同时也对定位方 法和协议的选择进行测试,以及一些错误信息处理的 测试,例如过早的会话终结流程进行测试。

图1

SMU200A对GSM等信号的模拟简单示意图

CRTU-G和CRTU-W分别是R&S公司的GSM网络模 拟器和WCDMA网络模拟器。它们可以分别模拟GSM和 WCDMA的移动网络,用于移动终端的GSM、WCDMA协议 测试、2G3协议切换测试以及GSM、WCDMA射频测试系 统、RRM测试系统。它们不仅包含了标准规定的信令测试 用例,用于信令一致性测试,而且用户还可以灵活创建符合 自己特定要求的测试用例。对于A-GPS测试,可以选配不 同的软件选项如表1所示: 各测试项目的技术体制及R&S仪表及选件

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R&S的A-GPS测试方案
R&S两年前就在业界首先宣布支持A-GPS的测试,随

着这两年A-GPS的兴起,测试项目的不断增多和完善, R&S推出了统一的测试平台:移动网络模拟器CRTU-G、 CRTU-W和卫星信号模拟器SMU200,可以完全覆盖 A-GPS在控制平面信令测试、控制平面的最小性能测试和 用户平面的SUPL测试等方面的所有测试用例。 R&S在SMU200A矢量信 号源上加入了卫星信号模拟 功能。SMU200A是一款通 用的矢量信号源,如图1所 示,它可以对各种标准的信 号,例如GSM、WCDMA、 CDMA2000、TD-SCDMA、 WiMAX、DVB等信号进行模 拟,同时也可以模拟任意调 制的矢量信号。对于A-GPS 表1

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基于IP GERAN BSS的 移动全IP网络解决方案
中兴通讯股份有限公司

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IP GERAN时代到来
随着融合网络时代的到来,业务IP化驱动网络向IP化转

GERAN IP化在核心网IP化的基础上,在节省TC、节省传 输、可靠灵活组网、资源利用率最大化和提高服务质量等方 面会给运营商带来巨大的价值。 IP GERAN是中兴通讯全IP网络解决方案的重要组成部 分。中兴通讯在专利、标准、基站设备、终端、网络优化、 增值业务等方面做好了全面准备,正在积极开展研究工作,

型。EDGE、3G等基于IP的业务要求运营商具备大带宽、 高效率、低成本的适合IP业务承载的基础网络,GERAN IP 化引领网络转型潮流。宏观上看,GERAN IP化适应网络 演进,对保护运营商网络投资具有战略意义。微观上看,

针对A-GPS控制平面的测试,R&S公司推出了不同的 测试用例软件包来实现。对于GSM的测试,在CRTU-G上 配置CRTU-GC10,GC16两个软件包,可以进行51.010规 范中规定的一致性测试用例的测试;对于WCDMA的测试, 在CRTU-W上推出了WE10软件包,包含了规范34.123中 的一致性测试用例。 对于A-GPS控制平面的最小性能需求测试,R&S公司 在协议测试仪上也推出了相应的选件。对于GSM终端的最 小性能测试,可以通过在CRTU-G上添加选件CRTU-GF02 来完成。对于WCDMA网络的最小性能测试可以通过在 CRTU-W上添加选件CRTU-WF02选件来完成。这些都是 3GPP规定的标准测试用例。 对于A-GPS业务平面的SUPL测试,需要在CRTU-G

上配置CRTU-GD04,在CRTU-W上配置CRTU-WD04, 分别使能协议测试仪用于应用测试。同时对于SUPL的应 用服务器和应用测试用例,可以在R&S的应用一致性测试 平台CRTU-ATE上添加了CRTU-AP01,CA-AC06软件 包,包含了OMA定义的SUPL测试项目。

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总结
目前,国内移动通信市场日益发展,特别是随着3G

商用的临近,具有A-GPS功能的移动终端逐渐成为终端 主流配置,而性能测试,一致性测试是终端产业健康快速 发展的保证。R&S适时推出了统一的测试平台:移动网络 模拟器CRTU-G、CRTU-W和卫星信号模拟器SMU200, 可以完全覆盖A-GPS测试的需求。 ★

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