Pila de protocolos LTE

Capa 2

Capa 3

RF

Capa 1

Teleacutefono moacutevil

RRC

NAS

LPP

IP

TCP

SSL

SUPL

LPP o RRLP

Plano U Plano C

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Servicios de localizacioacuten con GPS GLONASS Galileo y OTDOAConsultar el pronoacutestico del tiempo durante el desayuno o guiarse por una aplicacioacuten de navegacioacuten para

encontrar el camino maacutes raacutepido en plena congestioacuten vehicular ndash solo dos ejemplos de las numerosas aplica-

ciones con las que los usuarios de smartphones pueden aprovechar los servicios de localizacioacuten (LBS loca-

tion based services) Pero iquestcoacutemo son capaces estos praacutecticos asistentes de encontrar la posicioacuten exacta

con tal rapidez En este artiacuteculo explicamos coacutemo los servicios de localizacioacuten determinan la posicioacuten y le

mostramos la extensa gama de sistemas de prueba de Rohde amp Schwarz que hacen posible que todos los

componentes que intervienen en este proceso interactuacuteen a la perfeccioacuten

Determinacioacuten de posicioacuten con procedimientos terrestres ID de celda ID de celda mejorado OTDOALa posicioacuten de un teleacutefono moacutevil se puede determinar con diferentes meacutetodos El maacutes sencillo consiste en la compro-bacioacuten del identificador (ID) de celda que aporta informacioacuten relativamente imprecisa El ID de celda mejorado (enhanced cell-ID) resulta maacutes eficaz ya que incluye paraacutemetros de sentildeal adicionales como por ejemplo la potencia y la calidad de recepcioacuten (RSRP RSRQ reference signal received power quality ) alcanzando una precisioacuten de alrededor de cien metros Y en adelante la exactitud seraacute auacuten mayor gracias a OTDOA (observed time difference of arrival ) un procedimiento del estaacutendar LTE que calcula diferencias del tiempo de propa-gacioacuten entre las sentildeales de varias estaciones base LTE

Procedimiento claacutesico por sateacutelite A-GPSLas sentildeales GPS permiten obtener mejores resultados cuya precisioacuten se acerca a unos pocos metros Sin embargo solo el uso de sentildeales GPS tiene una gran desventaja si un moacutedulo GPS no es utilizado por un periodo de tiempo prolongado normalmente tarda hasta 50 segundos hasta que se muestra la posicioacuten Esto se debe a la baja velocidad de transmisioacuten de la sentildeal GPS de 50 bits con la que se transmiten los mensa-jes de navegacioacuten (trayectorias satelitarias y datos de correc-cioacuten) Este tiempo de espera se puede acortar mediante GPS asistido (A-GPS) donde el receptor GPS se sirve adicional-mente de laquodatos de asistenciaraquo que consisten en mensajes de navegacioacuten y otros datos de la red de comunicacioacuten ina-laacutembrica Los servidores de localizacioacuten transfieren esta infor-macioacuten a traveacutes de la red en cuestioacuten de segundos

Fig 1 Comunicacioacuten con el servidor de localizacioacuten pila de protocolo

LTE para plano de usuario y plano de control

Una salida al laberinto de los protocolosLa comunicacioacuten entre el teleacutefono moacutevil y el servidor de loca-lizacioacuten se puede ejecutar de dos modos mediante mensaje de control (plano C o de control de forma similar a un SMS) o a traveacutes de paquetes IP junto con otros datos uacutetiles (plano U o de usuario) veacutease la figura 1 Hasta hoy para cada estaacuten-dar inalaacutembrico relevante se ha definido un nuevo protocolo

GSM WCDMA LTE CDMA2000regPlano C RRLP RRC LPP TIA-801Plano U RRLP RRLP RRLP LPP TIA-801

Fig 2 Posibilidades de combinacioacuten de los estaacutendares inalaacutembricos y los

protocolos de localizacioacuten Con el plano U se puede enviar en teoriacutea cual-

quier protocolo de localizacioacuten a traveacutes de cualquier estaacutendar La tabla

muestra solamente las combinaciones utilizadas en la praacutectica

TECNOLOGIacuteAS INALAacuteMBRICAS | Sistemas de prueba

Sistemas de prueba LBS

cedilTS8991 OTAcon LBS

cedilTS-LBS Advancedcon cedilSMBV100A

cedilTS8980FTA + RRMcon cedilSMBV100A

cedilTS-LBSo NetOp

cedilTS8980Scon cedilSMBV100A

cedilTS-LBScon RampSregTS-CONN(connection box)

cedilTS-LBS

Una respuesta a cada necesidad sistemas de pruebas para terminales que utilizan procedimientos basados en A-GNSS y en red

Numerosas pruebas verifican escrupulosamente el rendimiento de los terminales en procedimientos basados en A-GNSS y en red (OTDOA eCID) incluyendo simulaciones bajo condiciones adver-sas A traveacutes de la interfaz aire (OTA) se comprueba si un terminal presenta una sensibilidad suficiente en todas las posiciones de localizacioacuten La prueba laquominimum performanceraquo evaluacutea la precisioacuten y la duracioacuten al determinar la posicioacuten El complejo flujo de infor-macioacuten se puede comprobar con los tests de conformidad de pro-tocolo Rohde amp Schwarz ofrece los sistemas de pruebas adecua-dos para todas estas aplicaciones Dichos sistemas admiten tanto el plano C como el plano U y con el comprobador de protocolos RampSregCMW500 como simulador de red abarcan todos los estaacuten-dares de comunicacioacuten inalaacutembrica (GSM WCDMA LTE y en un

de localizacioacuten RRLP RRC TIA-801 y LPP A pesar de esta diversidad todos los protocolos transfieren en definitiva datos de asistencia semejantes como muestran las combinaciones de la figura 2 En la variante de plano U estos protocolos se empaquetan en el protocolo SUPL (secure user plane protocol ) que se encarga del cifrado y la autenticacioacuten de los datos sensibles de posicionamiento

Mayor precisioacuten gracias a la unificacioacuten determinacioacuten de posicioacuten hiacutebridaEntretanto han aparecido otros sistemas que compiten con el GPS el sistema ruso GLONASS funciona desde octubre de

2011 sin restricciones en todo el mundo y el sistema euro-peo Galileo cuenta tambieacuten desde octubre de 2012 con cua-tro sateacutelites en oacuterbita China con su sistema Beidou tampoco se queda atraacutes Los datos de asistencia de los sistemas globa-les de navegacioacuten por sateacutelite (GNSS por sus siglas en ingleacutes teacutermino con el que se denomina de forma generalizada a todos los sistemas de navegacioacuten viacutea sateacutelite) se diferencian entre siacute claramente (fig 3) Por lo tanto ha sido necesario rea-lizar ampliaciones en todos los protocolos de localizacioacuten y en el protocolo SUPL

Combinando los valores de diferentes sistemas de sateacutelites y OTDOA se puede calcular una posicioacuten con mayor precisioacuten

futuro tambieacuten CDMA2000reg) En combinacioacuten con un generador de sentildeal vectorial RampSregSMBV100A provisto de las opciones per-tinentes se pueden ejecutar todos los ensayos de A-GNSS

El hardware de prueba se puede adaptar de forma modular al caso de aplicacioacuten desde un montaje miacutenimo y compacto com-puesto por RampSregCMW500 RampSregSMBV100A y un PC de control pasando por sistemas de pruebas de rendimiento OTA hasta el sistema RampSregTS8980FTA con pruebas integradas de RRM y varias celdas OTDOA y con simulacioacuten de fading La integracioacuten en la plataforma de software de faacutecil manejo RampSregCONTEST per-mite realizar ademaacutes con gran facilidad secuencias de pruebas automatizadas

El programa completo sistemas de pruebas de Rohde amp Schwarz

NOVEDADES 20813 11

TECNOLOGIacuteAS INALAacuteMBRICAS | Sistemas de prueba

Datos de asistencia GPS versus GLONASS

100 Mbits

Teleacutefono moacutevil Estacioacuten base LTE (ejemplo)

50 bits 50 bits

GPS GLONASS

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Datos de oacuterbita GLONASSvector de velocidad y posicioacuten

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Datos de oacuterbita GPS (efemeacuterides) paraacutemetros Kepler

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que con cualquier sistema aislado Especialmente en calles estrechas con edificios altos la utilizacioacuten de varios sistemas permite determinar la localizacioacuten alliacute donde hasta ahora no era posible con receptores previstos para un uacutenico sistema Gra-cias a la conexioacuten con el servidor de localizacioacuten del operador de red se puede traspasar a la propia red en caso necesario el complejo caacutelculo hiacutebrido de la posicioacuten del terminal moacutevil

Ayuda en caso de emergencia procedimientos de emergencia en SUPL 20Con la ampliacioacuten a SUPL 20 no solo se ha antildeadido la com-patibilidad con los nuevos sistemas GNSS y LTE sino que se han agregado tambieacuten funciones totalmente nuevas para la variante de plano U Los procedimientos de emergencia transfieren la posicioacuten a los equipos de rescate de forma auto-maacutetica y confiable en caso de emergencia (fig 4) La nueva funcioacuten de geoperimetrage (geofencing) puede transmitir ade-maacutes un mensaje del teleacutefono moacutevil a otro terminal autorizado al entrar o al abandonar una zona geograacutefica (fig 5)

ResumenEl desarrollo y la propagacioacuten de los servicios de localizacioacuten no han hecho maacutes que empezar En los proacuteximos antildeos cabe esperar todaviacutea un sinfiacuten de ideas y aplicaciones nuevas La instrumentacioacuten de Rohde amp Schwarz seraacute una constante en esta evolucioacuten a la que acompantildearaacute como liacuteder en desarrollo

Stefan Maier Ewald Zelmer

Fig 3 Los datos de asistencia para GPS y GLONASS son muy diferentes En A-GPS y A-GLONASS los datos de asistencia no se transfieren por las

conexiones lentas viacutea sateacutelite sino que son enviados en cuestioacuten de segundos por la red inalaacutembrica

Fig 4 En caso de emergencia la posicioacuten de la persona que llama es

transmitida en pocos segundos a los equipos de rescate

Fig 5 Con la fun-

cioacuten de geoperime-

traje (geofencing) un

usuario puede reci-

bir p ej una notifica-

cioacuten sobre la hora de

llegada de una per-

sona a su estacioacuten de

destino

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TECNOLOGIacuteAS INALAacuteMBRICAS | Sistemas de prueba

Sistemas de prueba LBS

cedilTS8991 OTAcon LBS

cedilTS-LBS Advancedcon cedilSMBV100A

cedilTS8980FTA + RRMcon cedilSMBV100A

cedilTS-LBSo NetOp

cedilTS8980Scon cedilSMBV100A

cedilTS-LBScon RampSregTS-CONN(connection box)

cedilTS-LBS

Una respuesta a cada necesidad sistemas de pruebas para terminales que utilizan procedimientos basados en A-GNSS y en red

Numerosas pruebas verifican escrupulosamente el rendimiento de los terminales en procedimientos basados en A-GNSS y en red (OTDOA eCID) incluyendo simulaciones bajo condiciones adver-sas A traveacutes de la interfaz aire (OTA) se comprueba si un terminal presenta una sensibilidad suficiente en todas las posiciones de localizacioacuten La prueba laquominimum performanceraquo evaluacutea la precisioacuten y la duracioacuten al determinar la posicioacuten El complejo flujo de infor-macioacuten se puede comprobar con los tests de conformidad de pro-tocolo Rohde amp Schwarz ofrece los sistemas de pruebas adecua-dos para todas estas aplicaciones Dichos sistemas admiten tanto el plano C como el plano U y con el comprobador de protocolos RampSregCMW500 como simulador de red abarcan todos los estaacuten-dares de comunicacioacuten inalaacutembrica (GSM WCDMA LTE y en un

de localizacioacuten RRLP RRC TIA-801 y LPP A pesar de esta diversidad todos los protocolos transfieren en definitiva datos de asistencia semejantes como muestran las combinaciones de la figura 2 En la variante de plano U estos protocolos se empaquetan en el protocolo SUPL (secure user plane protocol ) que se encarga del cifrado y la autenticacioacuten de los datos sensibles de posicionamiento

Mayor precisioacuten gracias a la unificacioacuten determinacioacuten de posicioacuten hiacutebridaEntretanto han aparecido otros sistemas que compiten con el GPS el sistema ruso GLONASS funciona desde octubre de

2011 sin restricciones en todo el mundo y el sistema euro-peo Galileo cuenta tambieacuten desde octubre de 2012 con cua-tro sateacutelites en oacuterbita China con su sistema Beidou tampoco se queda atraacutes Los datos de asistencia de los sistemas globa-les de navegacioacuten por sateacutelite (GNSS por sus siglas en ingleacutes teacutermino con el que se denomina de forma generalizada a todos los sistemas de navegacioacuten viacutea sateacutelite) se diferencian entre siacute claramente (fig 3) Por lo tanto ha sido necesario rea-lizar ampliaciones en todos los protocolos de localizacioacuten y en el protocolo SUPL

Combinando los valores de diferentes sistemas de sateacutelites y OTDOA se puede calcular una posicioacuten con mayor precisioacuten

futuro tambieacuten CDMA2000reg) En combinacioacuten con un generador de sentildeal vectorial RampSregSMBV100A provisto de las opciones per-tinentes se pueden ejecutar todos los ensayos de A-GNSS

El hardware de prueba se puede adaptar de forma modular al caso de aplicacioacuten desde un montaje miacutenimo y compacto com-puesto por RampSregCMW500 RampSregSMBV100A y un PC de control pasando por sistemas de pruebas de rendimiento OTA hasta el sistema RampSregTS8980FTA con pruebas integradas de RRM y varias celdas OTDOA y con simulacioacuten de fading La integracioacuten en la plataforma de software de faacutecil manejo RampSregCONTEST per-mite realizar ademaacutes con gran facilidad secuencias de pruebas automatizadas

El programa completo sistemas de pruebas de Rohde amp Schwarz

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TECNOLOGIacuteAS INALAacuteMBRICAS | Sistemas de prueba

Datos de asistencia GPS versus GLONASS

100 Mbits

Teleacutefono moacutevil Estacioacuten base LTE (ejemplo)

50 bits 50 bits

GPS GLONASS

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que con cualquier sistema aislado Especialmente en calles estrechas con edificios altos la utilizacioacuten de varios sistemas permite determinar la localizacioacuten alliacute donde hasta ahora no era posible con receptores previstos para un uacutenico sistema Gra-cias a la conexioacuten con el servidor de localizacioacuten del operador de red se puede traspasar a la propia red en caso necesario el complejo caacutelculo hiacutebrido de la posicioacuten del terminal moacutevil

Ayuda en caso de emergencia procedimientos de emergencia en SUPL 20Con la ampliacioacuten a SUPL 20 no solo se ha antildeadido la com-patibilidad con los nuevos sistemas GNSS y LTE sino que se han agregado tambieacuten funciones totalmente nuevas para la variante de plano U Los procedimientos de emergencia transfieren la posicioacuten a los equipos de rescate de forma auto-maacutetica y confiable en caso de emergencia (fig 4) La nueva funcioacuten de geoperimetrage (geofencing) puede transmitir ade-maacutes un mensaje del teleacutefono moacutevil a otro terminal autorizado al entrar o al abandonar una zona geograacutefica (fig 5)

ResumenEl desarrollo y la propagacioacuten de los servicios de localizacioacuten no han hecho maacutes que empezar En los proacuteximos antildeos cabe esperar todaviacutea un sinfiacuten de ideas y aplicaciones nuevas La instrumentacioacuten de Rohde amp Schwarz seraacute una constante en esta evolucioacuten a la que acompantildearaacute como liacuteder en desarrollo

Stefan Maier Ewald Zelmer

Fig 3 Los datos de asistencia para GPS y GLONASS son muy diferentes En A-GPS y A-GLONASS los datos de asistencia no se transfieren por las

conexiones lentas viacutea sateacutelite sino que son enviados en cuestioacuten de segundos por la red inalaacutembrica

Fig 4 En caso de emergencia la posicioacuten de la persona que llama es

transmitida en pocos segundos a los equipos de rescate

Fig 5 Con la fun-

cioacuten de geoperime-

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Datos de asistencia GPS versus GLONASS

100 Mbits

Teleacutefono moacutevil Estacioacuten base LTE (ejemplo)

50 bits 50 bits

GPS GLONASS

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que con cualquier sistema aislado Especialmente en calles estrechas con edificios altos la utilizacioacuten de varios sistemas permite determinar la localizacioacuten alliacute donde hasta ahora no era posible con receptores previstos para un uacutenico sistema Gra-cias a la conexioacuten con el servidor de localizacioacuten del operador de red se puede traspasar a la propia red en caso necesario el complejo caacutelculo hiacutebrido de la posicioacuten del terminal moacutevil

Ayuda en caso de emergencia procedimientos de emergencia en SUPL 20Con la ampliacioacuten a SUPL 20 no solo se ha antildeadido la com-patibilidad con los nuevos sistemas GNSS y LTE sino que se han agregado tambieacuten funciones totalmente nuevas para la variante de plano U Los procedimientos de emergencia transfieren la posicioacuten a los equipos de rescate de forma auto-maacutetica y confiable en caso de emergencia (fig 4) La nueva funcioacuten de geoperimetrage (geofencing) puede transmitir ade-maacutes un mensaje del teleacutefono moacutevil a otro terminal autorizado al entrar o al abandonar una zona geograacutefica (fig 5)

ResumenEl desarrollo y la propagacioacuten de los servicios de localizacioacuten no han hecho maacutes que empezar En los proacuteximos antildeos cabe esperar todaviacutea un sinfiacuten de ideas y aplicaciones nuevas La instrumentacioacuten de Rohde amp Schwarz seraacute una constante en esta evolucioacuten a la que acompantildearaacute como liacuteder en desarrollo

Stefan Maier Ewald Zelmer

Fig 3 Los datos de asistencia para GPS y GLONASS son muy diferentes En A-GPS y A-GLONASS los datos de asistencia no se transfieren por las

conexiones lentas viacutea sateacutelite sino que son enviados en cuestioacuten de segundos por la red inalaacutembrica

Fig 4 En caso de emergencia la posicioacuten de la persona que llama es

transmitida en pocos segundos a los equipos de rescate

Fig 5 Con la fun-

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