【正文】 TDD 模式是基于在無(wú)線信道時(shí)域里 周期地重復(fù) TDMA 幀結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。 、試驗(yàn)背景 TDSCDMA 通信系統(tǒng)由于使用者 UE 的運(yùn)動(dòng)性，導(dǎo)致了系統(tǒng)中的話務(wù)是變化的，帶來(lái)了網(wǎng)絡(luò)管理和運(yùn)維上的動(dòng)態(tài)變化性，給網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管理帶來(lái)了諸多不確定因素。 TDSCDMA 是我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)展該標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上的系列網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、運(yùn)行維護(hù)、信息化應(yīng)用對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的推廣和擴(kuò)大影響具有很好的推動(dòng)作用。移動(dòng)臺(tái)在當(dāng)前小區(qū)注冊(cè)后，在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中就會(huì)有相對(duì)應(yīng)的小區(qū) ID 號(hào)。 TOA（ Time Of Arrival ）定位技術(shù) 是基于測(cè)量信號(hào)從移動(dòng)臺(tái)發(fā)送出 去并到達(dá)消息測(cè)量單元（ 3 個(gè)或更多基站）的時(shí)間來(lái)定位。 AOA （ Arrival Of Angle ）定位技術(shù) 根據(jù)信號(hào)到達(dá)的角度，確定移動(dòng)臺(tái)相對(duì)于基站的角度關(guān)系，只要測(cè)量一個(gè)移動(dòng)臺(tái)距兩個(gè)基 站的信號(hào)到達(dá)角度，就可以確定出移動(dòng)臺(tái)的位置。 TDOA （ Time Difference Of Arrival ）定位技術(shù) 是通過(guò)檢測(cè)信號(hào)到達(dá)兩個(gè)基站的時(shí)間差，而不是到達(dá)的絕對(duì)時(shí)間來(lái)確定移動(dòng)臺(tái)位置的，降低了對(duì)時(shí)間的同步要求。因此在誤差環(huán)境下性能相對(duì)優(yōu)越，在蜂窩通信系統(tǒng)的定位技術(shù)中備受關(guān)注。增強(qiáng)型觀測(cè)時(shí)間差定位技術(shù)是基于網(wǎng)絡(luò)的定位方案，是目前使用最多的技術(shù)，也是歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化組織（ ETSI ）建議使用的主要技術(shù)。 、 試驗(yàn)內(nèi)容 本試驗(yàn)主要是通過(guò)采集無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器（ RNC）和 NodeB 之間的 Iub 接口上的信令數(shù)據(jù)， Iub 接口在 TDSCDMA 網(wǎng)絡(luò)中的位置如圖 所示。 、 試驗(yàn)過(guò)程 任務(wù)名稱(chēng) 工期 開(kāi)始時(shí)間 完成時(shí)間 一、理論模型及程序構(gòu)建 80 工作日 202071 20201020 Iub接口分析 7 工作日 202071 202079 Iub消息協(xié)議棧分析 5 工作日 2020710 2020716 MR消息分析 7 工作日 2020717 2020727 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊編寫(xiě) 3 工作日 2020728 2020730 信令解碼程序編寫(xiě) 10 工作日 2020731 2020813 傳播模型算法構(gòu)建 5 工作日 2020814 2020820 場(chǎng)強(qiáng)定位算法構(gòu)建 12 工作日 2020821 202097 AOA定位算法構(gòu)建 8 工作日 202098 2020917 GDOP模型構(gòu)建 10 工作日 2020918 2020101 TD MR定位程序模塊編寫(xiě) 10 工作日 2020102 20201015 EMR數(shù)據(jù)入庫(kù)程序編寫(xiě) 3 工作日 20201016 20201020 二、試驗(yàn)階段 16 工作日 20201016 2020116 試驗(yàn)計(jì)劃和接入方案論證 10 工作日 20201016 20201029 采集接入 1 工作日 20201030 20201030 Iub信令采集 5 工作日 2020112 2020116 協(xié)議 解碼 5 工作日 2020112 2020116 MR入庫(kù)處理 5 工作日 2020112 2020116 加載場(chǎng)強(qiáng)定位算法 5 工作日 2020112 2020116 加載 AOA定位算法 5 工作日 2020112 2020116 GDOP修正 5 工作日 2020112 2020116 三、二次開(kāi)發(fā)階段 5 工作日 20201118 20201124 GIS接口開(kāi)發(fā) 5 工作日 20201118 20201124 表 試驗(yàn)過(guò)程 TDSCDMA定位技術(shù)匯報(bào)材料 7 / 44 、 理論模型 、 Iub 消息解碼 在采集到的 Iub 信令中，過(guò)濾出所采集到的所有 MR 消息，按照 3GPP 相關(guān)協(xié)議，解析 NBAP、 RRC 測(cè)量報(bào)告消息，解碼出 UE 定位所需的關(guān)鍵字段。 AAL5支持點(diǎn)到點(diǎn)方式和多點(diǎn)播送方式的傳輸，但多點(diǎn)播送方式未提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋ＷC措施。 ? 數(shù)據(jù)傳送：在 SSCOP 用戶(hù)之間傳送用戶(hù)數(shù)據(jù) UserData，并同時(shí)支持確定和非確定數(shù)據(jù)傳輸。它將原 語(yǔ)從 NBAP/STC 映射為要求的 SSCOP 信號(hào)，這和 SSCFNNI 功能相近。 ATM 層主要功能： 實(shí)現(xiàn)信源流和比特流的轉(zhuǎn)換；在通信介質(zhì)上正確傳輸和接收比特流。如果要積累一個(gè)用戶(hù)的多個(gè)數(shù)據(jù)包去填滿一個(gè)信元，又可能會(huì)導(dǎo)致比較大的延時(shí)。 RRC 層實(shí)現(xiàn)的功能包括： ? 廣播由非接入層提供的信息； ? 廣播與接入層相關(guān)的信息； ? 建立、維持及釋放 UE和 UTRAN 之間的一個(gè) RRC 連接，分配、重配置及釋放用于 RRC連接的無(wú)線資源； ? 建立、重配置及釋放無(wú)線承載； ? RRC 連接移動(dòng)功能管理； ? 為高層 PDU（ Protocol Data Unit）選路由； ? 對(duì)請(qǐng)求的 QoS 進(jìn)行控制； ? UE測(cè)量上報(bào)和報(bào)告控制； ? 外環(huán)功率控制； ? 加密控制； ? 慢速動(dòng)態(tài)信道分配； ? 尋呼； ? 空閑模式下初始小區(qū)選擇和重選； ? 上行鏈路 DCH 上無(wú)線資源的仲裁； ? RRC 消息完整性保護(hù)； CBS 控制。 IP 協(xié)議可以根據(jù)路由選擇協(xié)議提供的路由信息對(duì) IP數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，直至抵達(dá)目的主機(jī)。 (a) IP 數(shù)據(jù)報(bào)通過(guò)不同類(lèi)型的通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送， IP 數(shù)據(jù)報(bào)的大小會(huì)受到這些網(wǎng)絡(luò)所規(guī)定的最大傳輸單元 (MTU)的限制。 （ 2） 如果標(biāo)記為某傳輸信道類(lèi)型的 ATM 連接上出現(xiàn)了不屬于該信道的幀長(zhǎng)度集合的 數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度，則重新標(biāo)記該連接不屬于該傳輸信道類(lèi)型。 根據(jù)傳輸信道對(duì)應(yīng)的邏輯信道不同， MAC 實(shí)體將按具體情況包含不同的字段信息。另外 MAC層解碼模塊還需要知道各個(gè)傳輸信道上的邏輯信道復(fù)用情況，這需要根據(jù)被測(cè)試設(shè)備的配置信息來(lái) 確定。在控制平面和用戶(hù)平面上， RLC 提供的服務(wù)沒(méi)有區(qū)別。 UM 和 AM 模式的 PDU 格式分別如圖 ，圖 所示。如果是，則表明這是一個(gè) RCC PDU 分段的第一個(gè)片斷，將其存入組裝緩沖區(qū)內(nèi)；如果不是，則表明是一個(gè)普通的 LI 指示字段，標(biāo)明了一個(gè)完整 RRC PDU 的分界或者是一個(gè) RRC PDU 分段的最后一段，于是將其與組裝緩沖區(qū)內(nèi)的已有字段連接再送到 FP 模塊的 RRC PDU 存儲(chǔ)鏈表中。協(xié)議中使用抽象語(yǔ) 法標(biāo)記語(yǔ)言 ( ABSTRACT Syntax Notation One)來(lái)描述 RRC 層消息。 依照 3GPP TS version 中測(cè)量報(bào)告消息的 描述，根據(jù)每個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)型的解碼規(guī)則進(jìn)行解碼即可得出需要的信息元素。 TDSCDMA定位技術(shù)匯報(bào)材料 15 / 44 由于 Length 可以省略（甚至 Value 也可以省略），所以不能從編碼中得知邊界，所以解碼器必須知道抽象描述才能正確解碼。 range=1，即只有一個(gè)值，不進(jìn)行編碼 ， range1，對(duì)“ n– lb” 使用非負(fù)二進(jìn)制整數(shù)編碼，需要的 bit 位數(shù)為 m+1 位， m+1滿足 2m range≤ 2m+1，不編碼 L。 4) 不同類(lèi)型編碼規(guī)則 RRC 消息的數(shù)據(jù)類(lèi)型有簡(jiǎn)單型和復(fù)合型，簡(jiǎn)單性包括整型，布爾型，枚 舉類(lèi)型和比特串型， NULL 類(lèi)型等；復(fù)合型分為選擇型、序列型和冪序列型。 d) 枚舉類(lèi)型（ ENUMERATED） 如果 ENUMERATED 為不可擴(kuò)展 的，因此編碼方法為：從 0 開(kāi)始，為每一個(gè) ENUMERATED 的成員按升序編號(hào)，后一個(gè)成員編號(hào)比前一個(gè)成員編號(hào)大 1，第一個(gè)成員編號(hào)為 0，最后一個(gè)成員編號(hào)為 index_max； 如果 ENUMERATED 的值為某一個(gè)成員，則對(duì)該成員的編號(hào)進(jìn)行編碼，編號(hào)有可視值域約束（ 0? index_max），按照 2）所述進(jìn)行編碼。 lb≠ ub（或無(wú)可視 SIZE 約束），長(zhǎng)度 n 按照 3）所述進(jìn)行編碼，值按照需要進(jìn)行分段，然后將長(zhǎng)度為 n的 BIT STRING 放入碼流中。設(shè)成員數(shù)目的可視約束上邊界為“ ub”，下邊界為“ lb”，實(shí)際的 SEQUENCE OF 成員數(shù)目為“ n”；若 ub≥ 64K 或?yàn)闊o(wú)限值 ，則視 ub 為未設(shè)置；若 lb 無(wú)限制，則 lb 為 0。 、 MR 消息解碼 解碼出的 MR 消息中，包含下述參數(shù)： UE收到的服務(wù)基站參數(shù)： cpich_Ec_N0 、 cpich_RSCP UE收到的多個(gè)鄰區(qū)參數(shù)： cpich_Ec_N0 、 cpich_RSCP 其中， cpich_Ec_N0 為 主公共控制物理信道的 導(dǎo)頻強(qiáng)度， cpich_RSCP 為 主公共控制物理信道的平均接受信號(hào)碼功率 。路徑損失模型描繪了功率衰減系數(shù)與無(wú)線信號(hào)傳輸距離之間的關(guān)系。 Okumura 無(wú)線傳播模型 Okumura 無(wú)線傳播模型 是以準(zhǔn)平坦地形、大城市市區(qū)的中值場(chǎng)強(qiáng)或路徑損耗作為參考，對(duì)其他傳播環(huán)境和地形條件等因素分別以校正因子的形式進(jìn) 行修正。 TDSCDMA定位技術(shù)匯報(bào)材料 23 / 44 移動(dòng)臺(tái)接收功率 ? ?,tP xy? 的計(jì)算 UE接收到基站的信號(hào)強(qiáng)度 ? ?,tP xy? 的計(jì)算可以按照如下公式 (3)： ? ? 12,/t t b mP x y P G K K G L? ? （ 3） 式中： bG 為基站天線增益； 12,KK分別為基站天線水 平、垂直方向圖上的衰落； Gm為移動(dòng)臺(tái)天線增益，移動(dòng)臺(tái)天線是全向天線； L為路徑損耗，可以采用上述 Okumura 無(wú)線傳播模型進(jìn)行計(jì)算，工程計(jì)算中式（ 3）一般用如下形式表示（取對(duì)數(shù)后的形式）： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?12,t t b mP x y d B m P d B m G d B K d B K d B G d B L d B? ? ? ? ? ? ? （ 4） 場(chǎng)強(qiáng)差值定位算法 在上述移動(dòng)臺(tái)接收功率計(jì)算中可以看出， UE接收功率與基站發(fā)射信號(hào)的強(qiáng)度有關(guān)，為了更方便地進(jìn)行計(jì)算，可以通過(guò)場(chǎng)強(qiáng)差方法，消去基站發(fā)射功率參數(shù)。該算法的特點(diǎn)是計(jì)算量小， 在誤差噪聲服從 高斯分布的環(huán)境中具有良好的定位精度。 （由于本次采集的 MR 數(shù)據(jù)中，不包含 TA，因此本次試驗(yàn)的 計(jì)算不包含 AOA 算法）。為了提高定位精度，采用了一種基于幾何精度因子 (GDOP)加權(quán)的數(shù)據(jù)融合模型，該模型對(duì)定位中間結(jié)果進(jìn)行處理，進(jìn)一步提高 UE的定位精度。 21211Npp pNp pXGDOPXGDOP????? (17) 4) 將移動(dòng)臺(tái) UE 初步位置計(jì)算值和第一級(jí)數(shù)據(jù)融合估計(jì)值再 進(jìn)行 第二級(jí)數(shù)據(jù) 融合，即? ?, , 1 2p p pX x y p N?? ，和進(jìn)行 GDOP 加權(quán)融合后的 X 進(jìn)行融合，待融合的值共有 N+1個(gè)。 首先把采集器 通過(guò)分光方式， 連接到 RNC 和 Node B之間的 Iub 接口上進(jìn)行數(shù)據(jù) 采集；然后對(duì)采集到的 MR信令消息 進(jìn)行解碼，獲取 公共控制物理信道的 導(dǎo)頻強(qiáng)度（ PCCPCH EcIo）， 平均接受信號(hào)碼功率 （ PCCPCH RSCP）等參數(shù)；另一方面通過(guò)基站數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊把基站信息（包括基站經(jīng)緯度、發(fā)射功率，基站高度、基站工作頻點(diǎn)等）導(dǎo)入基站數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)合基站信息和 MR 解碼得到的參數(shù)，利用場(chǎng)強(qiáng)定位算法和 AOA 定位算法進(jìn)行初始定位，并把定位結(jié)果通過(guò)數(shù)據(jù)融合方式計(jì)算出更精確的定位結(jié)果， 進(jìn)一步將 定位結(jié)果入庫(kù)，方便 GIS 應(yīng)用和二次接口開(kāi)發(fā)。 ? 入庫(kù) 把定位結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，方便 GIS 應(yīng)用分析和接口的二次開(kāi)發(fā)，為其他應(yīng)用提供便捷的數(shù)據(jù)接口。 利用分光方法進(jìn)行信令采集如圖 所示。 RNC Id RackNo SlotNo PortNo Link Type NodeBId NodeBName 2058 1 22 1 光口 (AOU) 2868 SCDNR10：成都卷煙廠 2058 1 22 1 光口 (AOU) 3010 SCDNR10：四川師大 2058 1 22 1 光口 (AOU) 3116 SCDNR10：華新村村委 XJ 2058 1 22 1 光口 (AOU) 4019 SCDNR10：川師大商業(yè)區(qū) 表 光接口參數(shù) 現(xiàn)場(chǎng)儀表采集設(shè)備及分光接入如下圖所示： 圖 信令采集設(shè)備 圖 分光接入 TDSCDMA定位技術(shù)匯報(bào)材料 31 / 44 圖 現(xiàn)場(chǎng)采集圖 、 基站及鄰區(qū)關(guān)系整理和入庫(kù) 本次測(cè)試主要測(cè)試成都 NodeBId 為 286 30 311 4019，通過(guò)分光方式接入一條 STM1。 該數(shù)據(jù)表包含服務(wù)小區(qū)及鄰區(qū)的小區(qū)號(hào)、擾碼、頻點(diǎn)、高度、方位角及經(jīng)緯度等信息。 TDSCDMA定位技術(shù)匯報(bào)材料 34 / 44 圖 小區(qū)地理圖層 、 MR 分析數(shù)據(jù)導(dǎo)入 測(cè)試數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò) MR分析后，生成了 MR 字段提取表，導(dǎo)入軟件后將在列表框內(nèi)顯示每一條 MR 數(shù)據(jù)的相