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測試蜂窩設(shè)備中的定位性能
從現(xiàn)在到2020年代初，隨著5G設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的不斷涌現(xiàn)和持續(xù)擴(kuò)大，位置和定位技術(shù)已經(jīng)成為最有意義的進(jìn)展領(lǐng)域。與當(dāng)前的4G定位技術(shù)，如A-GNSS和OTDOA相比，如果沒有精度、速度、可用性方面的重大進(jìn)步，從自主駕駛車輛到實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程控制等，許多激動(dòng)人心的全新用例都將無法實(shí)現(xiàn)，而且對(duì)一些全新的技術(shù)（例如使用波束塑型信息來確定垂直位置等）來說，其也是不可或缺的。
因此，對(duì)這些新技術(shù)進(jìn)行測試以確保新型5G設(shè)備和服務(wù)的性能，也就至關(guān)重要。此外，雖然看似不那么迫切，但近期內(nèi)對(duì)5G設(shè)備內(nèi)的4G定位性能進(jìn)行測試也十分關(guān)鍵。
本文將幫助您了解5G對(duì)位置服務(wù)的影響。我們將討論與蜂窩網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的定位技術(shù)。在下一篇推送文章中，我們將了解5G和Wi-Fi等其它技術(shù)如何擴(kuò)展定位工具包，以及思博倫的解決方案如何為5G提供的高性能提供測試和保障。
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蜂窩定位技術(shù)－不是只依靠GPS衛(wèi)星
智能手機(jī)用戶的iPhone或Android設(shè)備執(zhí)行精確導(dǎo)航的秘訣是什么？多數(shù)人很可能回答“全靠GPS”。盡管衛(wèi)星定位確實(shí)是構(gòu)成蜂窩定位技術(shù)的基礎(chǔ)，但僅憑GPS或美國以外的GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）并不能滿足蜂窩電話位置最重要的要求，即在緊急呼叫中快速和精確地確定呼叫者的位置。
原因在于，當(dāng)手機(jī)發(fā)出緊急呼叫時(shí)，手機(jī)可能需要用數(shù)分鐘的時(shí)間才能發(fā)現(xiàn)適當(dāng)GNSS衛(wèi)星的信號(hào)，并且接收到足夠的定位信息（即所謂的星歷），并以此計(jì)算出自己所在的位置。因此，這種啟動(dòng)時(shí)間，即所謂的初次定位時(shí)間（TTFF），就成為緊急情況下的一項(xiàng)關(guān)鍵性能參數(shù)。
為幫助手機(jī)實(shí)現(xiàn)更快的TTFF，蜂窩網(wǎng)絡(luò)伸出了援手。蜂窩網(wǎng)絡(luò)可以利用已知的用戶位置（例如用戶當(dāng)前連接的基站位置），查找實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的即時(shí)衛(wèi)星位置，并且發(fā)送應(yīng)監(jiān)聽衛(wèi)星的手機(jī)信息。這種技術(shù)被稱為A-GNSS（輔助GNSS）。A-GNSS的這種“輔助數(shù)據(jù)”可以將首次定位時(shí)間（TTFF）縮短至短短幾秒，而無需數(shù)分鐘的時(shí)間。
蜂窩網(wǎng)絡(luò)還有其它幾種招數(shù)可以利用，即便在衛(wèi)星信號(hào)較弱或無服務(wù)的情況下也能確定位置，包括ECID（增強(qiáng)型蜂窩ID）和OTDOA（觀察所得到達(dá)時(shí)間差）。Wi-Fi經(jīng)過擴(kuò)展后也可以充當(dāng)有效的室內(nèi)位置技術(shù)，而且已經(jīng)成為一些美國主要運(yùn)營商（包括AT&T）滿足美國聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）要求時(shí)所采用的強(qiáng)制性技術(shù)。
公共和私有Wi-Fi接入點(diǎn)（AP）的普及可以讓多種設(shè)備具備控制定位信息的能力。此外，多數(shù)新設(shè)備都具備Wi-Fi能力，因此也使之成為一種廉價(jià)且可快速推向市場的技術(shù)，為基于位置的服務(wù)提供有益的輔助。
將A-GNSS、ECID、OTDOA和Wi-Fi結(jié)合為一體后可形成一種“混合”定位系統(tǒng)，能夠同時(shí)提供室內(nèi)和室外定位信息。
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更高位置精度和可用性方面的法規(guī)驅(qū)動(dòng)因素
雖然聽起來很酷，但基于GNSS和LTE的混合技術(shù)已經(jīng)不足以滿足日益高漲的位置需求和法規(guī)要求。在移動(dòng)位置精度方面，最有影響力的驅(qū)動(dòng)因素可能就是美國聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）制訂的移動(dòng)緊急呼叫（E911）法規(guī)要求。其它的主體也照搬了聯(lián)邦通信委員會(huì)的要求，例如歐盟的E112和汽車領(lǐng)域的eCall法規(guī)。
近二十年來，F(xiàn)CC一直在努力推動(dòng)更高的位置精度。1995年定義的E911第一階段只要求提供呼叫者的電話號(hào)碼和蜂窩塔ID。而到本世紀(jì)初時(shí)，要求提高到了在六分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)300米的精度。隨著我們的生活與無線連接關(guān)聯(lián)越來越密切，依賴程度越來越高，F(xiàn)CC還在不斷推進(jìn)安全要求的進(jìn)一步發(fā)展。2017年，F(xiàn)CC要求運(yùn)營商必須將所顯示的移動(dòng)E911呼叫中至少40%達(dá)到50米以內(nèi)的精度。
到2021年中期，運(yùn)營商將必須讓所有室外和室內(nèi)移動(dòng)緊急呼叫中的80%達(dá)到50米內(nèi)的精度。
在世界范圍內(nèi)，整個(gè)行業(yè)也都從滿足FCC強(qiáng)制性法規(guī)要求的全球手機(jī)產(chǎn)品中受益匪淺。
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商業(yè)方面的驅(qū)動(dòng)因素
位置精度和任意地點(diǎn)可用性的第二項(xiàng)巨大驅(qū)動(dòng)因素就是經(jīng)濟(jì)。隨著無線技術(shù)在過去幾十年中的爆炸性增長，新型應(yīng)用的機(jī)遇也是層出不窮。今天的定位要求已經(jīng)包含無數(shù)種新型和構(gòu)想的人機(jī)和機(jī)器間使用案例。這其中就包括增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、健身、可穿戴設(shè)備、基于位置的實(shí)時(shí)廣告、包裹追蹤、資產(chǎn)追蹤、工廠車輛、共享自行車，等等。
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找到可信賴的定位測試伙伴
所有這一切都讓精確的性能測試變得必不可少。網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商和設(shè)備制造商已經(jīng)在努力了解各種潛在的挑戰(zhàn)，并設(shè)計(jì)不同的測試方法，確?；谖恢玫南到y(tǒng)能夠達(dá)到預(yù)期的性能。例如，在3GPP中，有多個(gè)工作組和工作項(xiàng)目都與5G定位技術(shù)直接關(guān)聯(lián)。
思博倫一直處于這些開發(fā)工作的核心位置。自GNSS問世以來，我們的專家就一直引領(lǐng)GNSS的測試行業(yè)，并且是全行業(yè)創(chuàng)新的核心力量，而這一點(diǎn)已經(jīng)得到了2016年皇家導(dǎo)航學(xué)會(huì)技術(shù)成就獎(jiǎng)的充分佐證。我們?cè)诟鞣N技術(shù)領(lǐng)域均擁有首屈一指的位置測試解決方案，而這些技術(shù)將會(huì)影響到我們生活中越來越多的方面。
