LTE-A 室內定位 GSM 3D

提出R14版標準工作項目 3GPP著手5G通訊規範制定

2015-04-13
長程演進計畫(LTE)的未來發展是目前全球電信營運商及通訊大廠積極布局的重要項目。在國際電信聯盟(ITU-R)決定採納進階版長程演進計畫(LTE-A)做為下世代全球無線行動寬頻通訊(IMT-Advanced)技術標準後,如何繼續提升現有的無線通訊技術,並導入新型態的電信服務以提升營運商的用戶平均收入,乃是目前最重要的研究課題。
最近在2014年12月8∼12日舉行的第三代合作夥伴計劃(3GPP)國際標準會議,就是在討論未來第十三版本(Release 13)與第十四版本(Release 14)的標準制定工作項目與時程。

ITU-R/3GPP攜手探討5G通訊需求

第三代合作夥伴計劃是一個成立於1998年12月的國際標準化組織機構。目前由五大區域之六個主要的成員組成,包括歐洲電信通訊標準化機構(European Telecommunications Standards Institute, ETSI)、日本的電波產業會(Association of Radio Industries and Businesses, ARIB)和情報通訊技術委員會(Telecommunication Technology Committee, TTC)、中國的通訊標準化協會(China Communications Standards Association, CCSA)、韓國的情報通訊技術協會(Telecommunications Technology Association, TTA)和北美的電信通訊產業解決方案聯盟(Alliance for Telecommunications Industry Solutions, ATIS)。

該標準化組織機構致力於全球行動通訊系統(Global System for Mobile Communications, GSM)到通用行動通訊系統(Universal Mobile Telecommunications System, UMTS)的演化,雖然兩者的無線介面差別很大,但是核心網路皆採用通用封包無線服務(General Packet Radio Service, GPRS)的框架,因此仍然保持一定的延續性。

接下來的標準升級方案則是以無線數據通訊技術為基礎的長程演進計畫。其藉助新的通訊技術和調變方法提升無線網路的傳輸封包的能力和速度,目標是重新設計以扁平化核心網路體系架構,成為全面以網際網路協定為基礎之網路架構。

儘管該技術被廣泛宣傳為第四代(4th Generation, 4G)的無線標準,但它其實並未符合國際電信聯盟訂定的下世代全球無線行動寬頻通訊規範,進階版長程演進計畫的協定才滿足第四代無線標準的要求。

隨著時間的發展,目前國際電信聯盟與第三代合作夥伴計劃皆著手規畫第五世代 (5th Generation, 5G)全球無線行動寬頻通訊規範,在2014年11月17∼21日於美國舊金山舉行的一次第三代合作夥伴計畫服務工作組(SA1)的國際標準會議中,就決定於2015年2月舉辦的第三代合作夥伴計畫服務工作組會議提出第十四版本的標準工作項目,並將有機會成為5G全球無線行動寬頻通訊的需求規範。圖1為5G技術近來的發展過程。

圖1 5G技術發展時程

該計劃機構下轄四個技術規範組(Technical Specification Group, TSG),每年每季固定開一次會議。每個技術規範組下轄數個工作組(Working Group, WG)(圖2),於技術規範組每次開會前先行舉辦一至二次的討論會議,每次會議最多可達三百五十位參與者。

圖2 第三代合作夥伴計劃協調組

該標準化組織所訂定的標準文件是以版本為基礎,因此每個工作組於開會期間頻繁地討論各個文件版本的功能,開會期間最多處理到一千三百多份的技術文件。故每份文件皆經過數次改版(Change Request, CR),每次發布一個版本就包含數百件標準技術規範(Technique Specification, TS)與技術報告(Technique Report, TR)的文件檔案,這些檔案皆可免費從第三代合作夥伴計畫的官方網站獲得。

雖然這些標準文件對新手來說可能會令人眼花繚亂,但是其規範內容卻是非常的完整詳細,內容同時涵蓋了無線電擷取網路(Radio Access Network, RAN)技術及核心網路(Core Network, CN)技術的部分,諸如電信收費機制以及訊息加解密方面的語音編碼技術等都有詳細的規定。

優化室內定位技術 大小型基地台組網廣受討論

另一方面,在2014年6月的RAN #64會議中通過Indoor Positioning Enhancements for UTRA and LTE Study Item,並於RAN #65會期修改其工作項目,在2014年10月6∼10日舉行的3GPP RAN1 #78bis會期和2014年11月17∼21日舉行的3GPP RAN1 #79會期已開始進行此SI的討論,預計在2015年Q3結束。

關於室內定位(Indoor Positioning)議題的內容乃是針對3D模擬系統(3D System Model)、現有定位技術的技術內容的部分討論,主要可分為,

3D模擬系統包含室內通訊通道模式
現有定位技術(如A-GNSS、E-CID、OTDOA、UTDOA、Hybrids Thereof)
RAT-dependent和RAT-independent定位系統

在3GPP RAN1 Session #79大會中,關於強化室內定位(FS_UTRA_LTE_iPos_enh)的部分,延續上次同意的兩個討論情境:大型基地台(Marco Cell)搭配室外小型基地台及大型基地台搭配室內小型基地台(圖3),並訂定其相關的模擬條件。

圖3 異質網路和密集的小型基地台布建可在室內定位場景下提供研究。

該強化室內定位效能模擬的結果會與既有的室內定位技術(如A-GNSS、E-CID、OTDOA、UTDOA或混合式的方法)做比較,其中,在只採用大型基地台的模擬情境是基於公共安全之救難人員需求而被美國商務部(US DoC)要求加入。

從會場的討論中可得知,主要原因是大部分需要使用E911服務的地區其經濟狀況較差,故電信營運商大都不會布建小型基地台,因此基於民眾公共安全僅採用大型基地台的模擬情境是必備的場景。在經過廣泛的討論後,3GPP將朝向把小型基地台的數目設定為零來模擬只有大型基地台的情境,同時現有小型基地台的樓層設定(圖4)亦不符合高樓林立的實際環境,這些都是下次會再次被討論的議題。

圖4 小型地台建置數目至少要有每樓達1TP的規模。

除了基於公共安全之救難人員需求而被美國商務部要求加入只有大型基地台模擬情境;此外,電信營運商亦不可能廣泛布建小型基地台於每個區域,且建置密度也不如情境之設定。基本上不可能布建小型基地台的區域(如經濟狀況較差的公寓社區)相對比較需要使用E911的服務。

(本文作者皆任職於資策會智通所)

本站使用cookie及相關技術分析來改善使用者體驗。瞭解更多

我知道了!