Название: Позиционирование в сотовой связи
Источник: www.sota1.ru
Дата написания: 21.09.2000

      Не так давно лексикон “мобильного” человека обогатился новым термином – “позиционирование”. Едва возникнув, новая услуга стала предметом отчаянных споров. Позиционирование в сотовых сетях являет собой реальную альтернативу спутниковым системам навигации и позиционирования GPS (Global Positioning Systeм), зарекомендовавшим себя как надежное средство для собственной ориентации или отслеживания местоположения других объектов. Системы позиционирования в сотовых сетях пока еще не охватили все уголки Земного шара, но в пределах территорий, охваченных сотовой связью, навигация с разной степенью точности уже возможна. Они позволяют установить местонахождение ( с точностью до 15 м), скорость и направление движения абонента, если его мобильный телефон включен (причем, для определения координат достаточно, чтобы аппарат находился в режиме ожидания).

      Удобно? Конечно. Но немедленно возникает проблема морального плана. Именно об этом спорят поборники прав человека и работники органов безопасности и экстренных служб. С одной стороны имеет место быть нарушение тайны частной жизни абонентов, но с другой новая услуга дает возможность оказать помощь абоненту в экстренных ситуациях.

      К сожалению эти два аспекта имеют противоречивый характер, с одной стороны - никто не должен знать, где вы находитесь, с другой - в случае возникновения непредвиденных ситуаций экстренные службы должны иметь возможность четко определить, где вы находитесь.

      В такого вида услугах могут быть заинтересованы как частные лица, так и организации, использующие сотовую связь в повседневной деятельности. В зависимости от их рода деятельности, применение позиционирования может быть следующим:

• Обеспечение инженерно-прикладных работ - мостостроение, прокладка путепроводов, ЛЭП и др.
• Спасательно-предупредительные работы: геодезическое обеспечение при бедствиях и катастрофах.
• Создание устройств, используемых в качестве поводырей слепых.
• Диспетчерские службы - обеспечение работы пожарных, милиции, скорой.
• Помощь автомобильному и железнодорожному транспорту, где благодаря оптимальному выбору маршрутов и постоянному контролю за движением возможна значительная экономия денежных средств и времени.
• Индивидуальное применение в быту.
• Установка соответствующей аппаратуры на личном автотранспорте. Автомобили экипируют электронными устройствами, по которым видно, где находится и куда движется машина.
• Навигация.
• Военные и разведывательные цели.

Как это работает? (основные методы)

      За рубежом ведутся достаточно активные работы в этом направлении. В целом, системы мобильного позиционирования могут быть разделены на 2 класса: с установленным дополнительным оборудованием в стационарной части сети, либо в мобильную станцию (мобильный телефон).

      Рассмотрим более дешевый, первый способ, применяемый в настоящее время и называемый COO (Cell Of Origin). Он подразумевает, что терминал абонента не требует усовершенствования, и при желании воспользоваться услугой позиционирования ему не надо покупать новый телефон. Он основывается на измерении данных, полученных от трех ближайших к телефону базовых станций. В самом простом случае, при методе “Cell ID”,происходит поиск базовой станции, обслуживающей абонента. Точность при этом зависит от радиуса действия базовой станции этой соты.

      Метод AOA (Angle of arrival) задействует большее количество базовых станций, то есть можно вычислить приблизительное местонахождение в пределах площади, образованной пересечением секторов обслуживания антенных решеток ( при частотном планировании в виде нескольких секторов в одной соте). При этом чем больше секторов, тем меньше угол каждого из них, следовательно, площадь пересечения секторов соседних сот уменьшается. А точность определения координат увеличивается.

      Есть более сложный метод, задействующий спутниковую систему GPS, перед которой стоят аналогичные задачи, но в более глобальном масштабе. Этот метод, называемый UL-TOA (Time of arrival), основывается на измерении времени прохождения сигнала от мобильного терминала до ближайших 3-х базовых станций. Чтобы добиться требуемой точности измерения, необходимо синхронизировать все базовые станции по времени с помощью атомных часов либо сигналами со спутника GPS. Все данные через сеть оператора связи поступают в вычислительный центр, где устанавливается местонахождение абонента с точностью около 125 метров.

Достоинства UL-TOA

      • Устанавливается на 100 % базовой системы
• Возможность роуминга
• Обслуживает 100 % абонентов
• Точность может регулироваться независимо

Недостатки:

      • Большие начальные инвестиции
• С увеличением емкости сети цена системы возрастает

      Второй класс систем мобильного позиционирования подразумевает использование мобильного телефона, адаптированного под какую-либо систему, Примерами таких систем могут служить A-GPS (дополненная GPS) или E-OTD (улучшенная система измерения времени). Они значительно задействуют спутниковый сегмент, то есть опираются на действующую систему GPS, что значительно усложняет всю систему. Система E-OTD имеет точность 50 -125 м. но в городских условиях применение ее затруднено по причине многолучевого распространения сигнала. Недостаток всех приведенных способов в том, что они не могут точно определить координаты объекта относительно поверхности земли, иными словами не дают ответа на вопрос, на какой высоте (глубине) или этаже находится абонент.

      На практике используются и другие, фирменные технологии, воплотившие в себе методы как первого, так и второго класса. Среди них можно назвать:

      • Mobile Positioning System (Ericsson) – точность 100 м.,
• RadioCameraTM – точность 50 м.
• SnapTrackTM(Wireless Assistant GPS) – точность до 15 м.
• CursorTM (CPS) – точность 50 м.
• Finder(CellPoint) – точность 75 м.

      Эти решения рознятся как по предоставляемому сервису, так и по цене. Надо отметить, что не все методы, применяемые в них, универсальны для всех стандартов связи. Большинство рассчитаны на внедрение в сетях GSM, но такие как система E-OTD, легче и дешевле устанавливаются на базе сетей CDMA. Дело в том, что точная синхронизация по времени, необходимая при определении максимально точных координат, заложена в сетях CDMA изначально.

      Наибольший интерес к системам мобильного позиционирования проявляют операторы связи стандарта GSM, так как основная борьба за клиентов сейчас происходит именно между ними. И такая услуга как предоставление информации о местоположении абонента дает солидное преимущество. Предоставление таких услуг массовому потребителю в России ожидается через 2-3 года, и, как ожидается, принесет большие доходы операторам связи.