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NEWS 208 French Location Based Services
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Pile de protocole LTE
Couche 2
Couche 3
RF
Couche 1
Tlphone mobile
RRC
NAS
LPP
IP
TCP
SSL
SUPL
LPP ou RRLP
U-Plane C-Plane
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Services godpendants avec GPS, GLONASS, Galileo et OTDOAVrifier la mto au petit djeuner, emprunter le meilleur chemin via lapps de navigation aux heures daffluence : deux exemples parmi les nombreuses applications grce auxquelles les utilisateurs de smartphones peuvent bnficier de services godpendants (LBS, Location Based Services). Comment ces aides prcieuses trouvent-elles si rapidement la position exacte ? Cet article jette un regard sur les coulisses des mthodes de positionne-ment des services godpendants et prsente la gamme complte des systmes de test de Rohde&Schwarz qui assurent, lors de ce positionnement, une participation harmonieuse de tous les composants.
Positionnement avec des procdures terrestres : Cell-ID, Enhanced Cell-ID, OTDOALa position dun tlphone mobile peut tre dtermine selon diffrentes mthodes. La plus simple qui consiste valuer lID de cellule fournit cependant des informations relative-ment imprcises. De meilleurs rsultats sont obtenus avec la mthode Enhanced Cell-ID, laquelle utilise des paramtres de signaux additionnels, comme la puissance et la qualit reues (RSRP/ RSRQ : Reference Signal Received Power/ Quality), lui permettant datteindre une prcision denviron une centaine de mtres. Avec le OTDOA (Observed Time Difference of Arri-val), processus intgrant les diffrences de temps de propaga-tion entre les signaux de plusieurs stations de base LTE, des rsultats encore plus justes pourront tre obtenus lavenir.
La mthode classique par satellite : A-GPSDes rsultats encore bien meilleurs peuvent tre obtenus avec les signaux GPS, lesquels permettent daugmenter de quelques mtres la prcision de positionnement. Mais leur utilisation seule prsente un inconvnient majeur, savoir que lorsquun module GPS nest pas utilis pendant une assez longue priode, un temps dattente pouvant atteindre 50secondes est ncessaire jusqu ce que la position soit affiche. Cela tient au faible dbit de donnes du signal GPS de 50bits/s avec lequel le message de navigation (donnes de correction et trajectoires des satellites) est transmis. Ce temps dattente peut cependant tre abrg laide du GPS assist (A-GPS) avec lequel le rcepteur GPS utilise galement des donnes connues sous le nom de donnes dassistance ; ces donnes sont des messages de navigation ainsi que des informations supplmentaires en provenance du rseau cel-lulaire. De plus, ces donnes sont transmises trs rapidement car les serveurs de localisation les transfrent quasi instanta-nment via le rseau.
Fig.1 Communication avec le serveur de localisation : pile de protocole
LTE pour U-Plane et C-Plane.
Vue densemble dans le ddale des protocoles La communication avec le serveur de localisation peut sar-ticuler de deux manires, soit par lintermdiaire de mes-sages de contrle (C-Plane, similaire un SMS), soit via des paquets IP ensemble avec dautres donnes utiles (U-Plane), voir figure1. Jusqu prsent, un nouveau protocole de locali-sation tait dfini pour chaque norme de radiocommunication
GSM WCDMA LTE CDMA2000C-Plane RRLP RRC LPP TIA-801U-Plane RRLP RRLP RRLP / LPP TIA-801
Fig.2 Possibilits de combinaison des normes de radiocommunica-
tion mobile avec les protocoles de localisation. Avec U-Plane, tout proto-
cole de localisation peut thoriquement tre envoy via chaque norme de
radiocommunication. Le tableau ci-dessus prsente uniquement les com-
binaisons utilises dans la pratique.
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systmes de test
Systmes de test pour LBS
TS8991 OTAavec LBS
TS-LBS Advancedavec SMBV100A
TS8980FTA + RRMavec SMBV100A
TS-LBSpour NetOp
TS8980Savec SMBV100A
TS-LBSavec Connection BoxR&STS-CONN
TS-LBS
Pour rpondre toutes les exigences : systmes de test pour terminaux utilisant des mthodes bases rseau et A-GNSS.
De nombreux tests analysent en profondeur la performance des terminaux selon les mthodes bases rseau et A-GNSS (OTDOA/ eCID) et ce, mme en simulant des conditions dfavorables. Des mesures via linterface air (OTA) permettent de vrifier si un termi-nal possde une sensibilit suffisante quelle que soit son orienta-tion spatiale. La mesure de la Minimum Performance examine lexactitude et la dure du positionnement. Le flux complexe de messages peut tre analys avec les tests de conformit de proto-cole. Pour toutes ces applications, Rohde&Schwarz propose des systmes de test appropris qui prennent en charge aussi bien le C-Plane que le U-Plane et couvrent, avec le testeur de radiocommu-nication large bande R&SCMW500 comme simulateur de rseau, les principales normes de radiocommunications (GSM, WCDMA,
mobile importante : RRLP, RRC, TIA-801 et LPP. Malgr cette diversit, tous les protocoles transmettent fondamentalement des donnes dassistance similaires dont les combinaisons sont illustres en figure 2. Dans la variante U-Plane, ces pro-tocoles sont encore encapsuls dans le Secure User Plane Protocol (SUPL), lequel prend en charge le chiffrement et lauthentification des donnes de position sensibles.
Lunion fait la prcision positionnement hybrideEntre temps, des concurrents du GPS ont fait leur appari-tion comme le systme russe GLONASS qui est pleinement
oprationnel au niveau mondial depuis Octobre 2011 et le systme europen Galileo qui dispose depuis octobre 2012 de quatre satellites en orbite. La Chine, avec son systme Bei-dou, est galement en lice. Les donnes dassistance du Glo-bal Navigation Satellite Systems (GNSS) terme collectif affect tous les systmes de navigation par satellite tant nettement diffrentes les unes des autres (fig.3), des exten-sions se sont avres ncessaires dans tous les protocoles de localisation ainsi que dans le protocole SUPL.
En combinant les valeurs des diffrents systmes satellitaires et du OTDOA, une position peut tre calcule de faon plus
LTE, et bientt galement CDMA2000). Ensemble avec un gn-rateur de signaux vectoriels R&SSMBV100A dot des options appropries, tous les tests A-GNSS peuvent tre effectus.
Les quipements de test peuvent tre adapts de faon modu-laire toute application : de la configuration minimale compacte constitue du R&SCMW500, du R&SSMBV100A et de lordina-teur de contrle jusquau systme de test R&STS8980FTA avec des tests de Radio Resource Management (RRM) intgrs, simu-lation de fading et plusieurs cellules OTDOA, en passant par des systmes de test de performance OTA. Lintgration de la plate-forme logicielle conviviale R&SCONTEST facilite en outre la rali-sation de campagnes de tests automatises.
Programme complet : systmes de test de Rohde&Schwarz
ACTUALITS 208/13 11
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Comparaison des donnes d'assistance GPS / GLONASS
100 Mbit/s
Mobile par ex. station de base LTE
50 bit/s 50 bit/s
GPS GLONASS
vzr
vx
vy
Donnes de trajectoire GLONASS: vecteur de vitesse et de position
vzr
vx
vy
A
i
v
Donnes de trajectoire GPS: paramtres de Kepler
A
i
v
A
i
v
vzr
vx
vy
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prcise quavec chaque systme individuellement. En particu-lier dans les gorges urbaines , lutilisation de systmes mul-tiples fait quune localisation peut encore tre ralise l o chouait jusqu prsent un rcepteur prvu pour un seul sys-tme. Grce la connexion avec le serveur de localisation de loprateur rseau, le terminal mobile peut en outre, le cas chant, soumettre au rseau le calcul de position hybride complexe.
Secours en cas de ncessit : procdures durgence dans SUPL 2.0Lextension SUPL 2.0 apporte non seulement le soutien de GNSS et LTE mais de nouvelles fonctionnalits compltes ont galement t ajoutes la version U-Plane. Ainsi, en cas dappel durgence, les Emergency procedures per-mettent la transmission automatique et fiable de la position aux quipes de secours (fig.4). De plus, la nouvelle fonction Geofencing permet, lors de lentre ou la sortie dune zone, de transmettre un message depuis le tlphone mobile vers un terminal distant autoris (fig.5).
ConclusionLe dveloppement et lutilisation des services godpendants nest qu ses tout dbuts. Nul doute quelle produira dans les prochaines annes de nombreuses ides et de nouvelles applications. Lquipement de mesure de Rohde&Schwarz sy est dj prpar et sera toujours lavant-garde grce lin-troduction de nouveaux dveloppements.
Stefan Maier ; Ewald Zelmer
Fig.3 Les donnes dassistance pour GPS et GLONASS sont trs diffrentes. Avec A-GPS et A-GLONASS, au lieu dtre transmises par des liaisons
satellite lentes, elles le sont quasi instantanment via une radiocommunication mobile.
Fig.4 En cas durgence, la position dun appelant est transmise quasi
instantanment aux services de secours.
Fig.5 La fonction
Geofencing per-
met dinformer un uti-
lisateur, par exemple
de larrive dune per-
sonne en gare de
destination.
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