Среди наиболее известных функционирующих или проходящих испытания систем местоопределения в сетях сотовой связи можно назвать:
- систему Cursor английской фирмы Cambridge Positioning Systems (CPS);
- систему Mobile Positioning System компании Ericsson;
- систему RadioCamera фирмы U.S.Wireless Corp.;
- систему персональной идентификации Personal Location System американской компании SnapTrack.
Система Cursor английской фирмы CPS использует технологию OTD. По данным проведенных летом 1999 г. фирмой CPS совместно с компанией Vodafone Airtouch и Ассоциацией автомобилистов испытаний точность определения местоположения составляет 125 м в 83 % случаев и 75 м в 51 % случаев. Компания CPS проводит работы по достижению средней точности местоопределения 50 м.
Для работы Cursor требуется установка у оператора дополнительного оборудования в соответствии с принципами технологии OTD (1 модуль LMU на 4 базовые станции) и незначительная модификация программного обеспечения мобильных телефонов, которая может быть достигнута перепрограммированием памяти базовых микросхем мобильного телефона. Принципиально Cursor может работать и с аппаратами, не оснащенными соответствующим программным обеспечением, но в этом случае погрешность местоопределения составляет около километра.
Компания CPS планирует развертывать системы Cursor в Великобритании, других странах Европы и Северной Америке. Компании Ericsson и Siemens уже приобрели лицензию на технологию Cursor. Успешные испытания Cursor проведены в США GSM-оператором VoiceStream. Для продвижения своего продукта CPS заключила соглашение с компанией ARM, крупным поставщиком микросхем для мобильных телефонов ведущих производителей, о записи своего программного обеспечения в данные микросхемы.
Система Mobile Positioning System (MPS) компании Ericsson предназначена, в первую очередь, для операторов сотовых сетей стандарта GSM. Отработка системы, построенной, в основном, на базе технологии TOA, проводится совместно с крупнейшим шведским оператором – компанией Telia.
Функционирование MPS не затрагивает программного обеспечения абонентских терминалов. Кроме того, включение функций местоопределения не требует модификации инфраструктуры сети, если у оператора установлено коммутационное оборудование компании Ericsson, поскольку эти функции уже включены в версию GSM R.8 систем GSM данной компании.
Компании Ericsson и Telia утверждают, что в городских условиях с плотной установкой базовых станций система MPS позволяет достичь точности местоопределения в пределах 100-500 м, а в сельской местности, где расстояние между базовыми станциями значительно больше, – несколько километров.
Довольно необычную систему местоопределения подвижных абонентов на основе сетей сотовой связи под названием RadioCamera предлагает американская компания U.S.Wireless Corp. Работа системы RadioCamera по определению местоположения абонента с сотовым телефоном основана на измерении не только временных, но и амплитудных и фазовых параметров радиосигнала, а также характеристик его многолучевого распространения. Сигнал мобильного телефона достигает базовой станции, подвергаясь определенным искажениям и зачастую по нескольким маршрутам. Специальный контроллер, подключаемый к базовой станции, измеряет фазовые, временные и амплитудные характеристики радиосигнала телефона, принятого базовой станцией, получая набор параметров, который называют “радиоотпечатком” или “отпечатком пальцев” (“fingerprint”). После этого система RadioCamera анализирует уникальные характеристики сигнала, включая весь набор маршрутов его распространения, и вычисляет некоторый соответствующий конкретному радиоотпечатку условный код, именуемый в данной системе “сигнатурой”. Эта сигнатура сравнивается со своей базой таких сигнатур, соответствующих разным вариантам расположения телефонов на местности, после чего идентифицируется положение абонента на местности.
К достоинствам системы следует отнести возможность определения местоположения по сигналу, принятому только одной базовой станцией. Тем самым, не требуется прямой видимости нескольких базовых станций, что делает работу системы RadioCamera высокоэффективной в условиях плотной городской застройки, где, как правило, сосредоточено большинство абонентов сети сотовой связи.
Кроме этого, система RadioCamera хорошо интегрируется с существующей сетевой инфраструктурой и не требует модификации базовых станций и абонентских телефонов. Система является обучаемой, ее база данных автоматически начинает формироваться сразу после развертывания, при этом точность местоопределения постоянно повышается за счет накопления и уточнения информации о сигнатурах, соответствующих конкретным вариантам местонахождения абонентов.
В 1999 г. система RadioCamera успешно прошла семимесячные испытания в г. Балтимор (США) по обеспечению позиционирования абонентов с сотовыми телефонами стандарта AMPS в реальных условиях. Тестирование системы показало, что RadioCamera отвечает требованиям Федеральной комиссии по электросвязи США по точности определения местоположения. Предполагается, что система будет обслуживать абонентов не только сетей AMPS, но и CDMA.
Пожалуй, все-таки, большинство компаний, занимающихся развитием услуг местоопределения на основе сотовых сетей, в качестве базовой выбирает технологию A-GPS. Примером системы позиционирования данного типа является система персональной идентификации Personal Location System американской компании SnapTrack, которая одной из первых начала оказывать коммерческие услуги по местоопределению абонентов сетей сотовой связи.
Проведенные в Америке, Японии и Италии испытания системы показали, что точность местоопределения находится в пределах от 5 до 75 м (в сельских районах местоположение определяется с точностью до 4 – 5 м, а в условиях плотной городской застройки компании удалось достичь точности 37 м).
Технически система компании SnapTrack базируется на технологии A-GPS. Кроме того, для повышения точности определения местонахождения абонента в системе используются мощные серверы со специализированным программным обеспечением, решающие задачи цифровой обработки данных путем использования дифференциального режима работы и учета большого числа поправок, снижающих влияние многолучевости и других искажений сигналов.
Компания SnapTrack активно работает над снижением стоимости мобильных телефонов с GPS-приемниками и увеличения продолжительности работы без перезарядки аккумуляторов. Для этого разработано программное обеспечение, позволяющее инфраструктуре сети передавать мобильным телефонам, запрашивающим информацию позиционирования, данные о том, какие спутники следует искать. Таким образом, если традиционные приемники GPS постоянно ведут обработку информации, поступающей от спутников, то в системе Personal Location System они работают только непосредственно при определении местоположения. За счет “подсказки” достигается резкое сокращение длительности начальной установки GPS-приемника, в результате чего значительно снижается потребляемая мощность и уменьшается время позиционирования.
SnapTrack заключила стратегические соглашения с компаниями Motorola и Texas Instruments, которые позволяют реализовать большую часть программного обеспечения по обработке информации, поступающей от спутников, непосредственно на цифровом процессоре обработки сигналов, встроенном в телефон. Тем самым достигается уменьшение аппаратных ресурсов, которые необходимо добавить в цифровой радиотелефон. По оценкам специалистов компании, стоимость дополнительных аппаратных узлов составляет $5 – 10 и может быть еще снижена при массовом производстве.
Недавно компания SnapTrack была приобретена корпорацией Qualcomm за $1 млрд. Qualcomm стремится развивать навигационный сервис на базе своего сотового стандарта CDMA. Представленный сейчас последний вариант технологии, названный SnapSmart, позволяет определять местоположение абонента с большой точностью не только на плоскости, но и по вертикали, что является очень важным для многоэтажных городских зданий. В частности, во время испытаний в Японии система фирмы SnapTrack четко определяла местонахождение абонентов в высотных зданиях в деловой части города. Может быть, именно поэтому компания NTT DoCoMo – крупнейший оператор мобильной связи Японии – выбрала Personal Location System в качестве основы для построения навигационной системы для абонентов своих сетей.