LMU je síťový prvek, který poskytuje rádiová měření, jako je časování nebo síla signálu od mobilních zařízení nebo základnových stanic, na podporu lokalizačních technik pro služby založené na poloze.

Popis

Location Measurement Unit (LMU) je klíčová komponenta v sítích 3GPP, která usnadňuje určení geografické polohy uživatelského zařízení (UE) pro služby založené na poloze (LCS). Funguje tak, že provádí přesná rádiová měření na uplinkových signálech od UE (režim s asistencí UE) nebo na downlinkových signálech od základnových stanic (NodeB, eNB, gNB) v závislosti na použité lokalizační metodě. Z architektonického hlediska mohou být LMU samostatné jednotky, integrované do míst základnových stanic nebo implementované jako softwarové funkce v síťových uzlech. Pro metodu Observed Time Difference of Arrival (OTDOA) v LTE a NR měří LMU rozdíl času referenčního signálu (RSTD) mezi sousedními buňkami a poskytují časová data do Evolved Serving Mobile Location Centre (E-SMLC) nebo Location Management Function (LMF). E-SMLC/LMF následně vypočítá polohu UE pomocí multilateračních algoritmů. V UTRA (UMTS) podporují LMU metodu Uplink Time Difference of Arrival (U-TDOA) měřením času příchodu signálů od UE na více geograficky rozptýlených jednotkách. Mezi klíčové komponenty patří přijímače s vysokou přesností časování (často synchronizované pomocí GPS nebo síťových časových protokolů), jednotky pro zpracování měření a rozhraní k architektuře jádra LCS (např. rozhraní SLm v LTE). LMU zajišťují přesnost a spolehlivost měření, což je prvořadé pro služby tísňového volání (např. E911), komerční lokalizační služby a optimalizaci sítě. Jejich činnost je koordinována lokalizačním serverem sítě, který jim na základě služebních požadavků udílí pokyny, co a kdy měřit.

K čemu slouží

LMU byly vytvořeny, aby splnily regulatorní a komerční požadavky na přesné určování polohy mobilních zařízení. Původním impulzem byly požadavky služeb tísňového volání (jako E911 v USA), které vyžadovaly síťové určení polohy i v případě, kdy není v zařízení dostupný GPS. Před metodami vylepšenými o LMU nabízelo základní určení podle Cell ID špatnou přesnost (stovky metrů až kilometry), nedostatečnou pro zásah záchranných služeb. LMU umožnily pokročilé síťové techniky jako OTDOA a U-TDOA, které poskytují mnohem vyšší přesnost (desítky metrů) využitím časových měření z více buněčných lokalit. Tím se vyřešilo omezení spočívající pouze v UE-bázi GPS, která má problémy s pokrytím uvnitř budov a závisí na možnostech zařízení. Historicky zavedené v 3GPP Release 99 poskytly LMU infrastrukturu potřebnou pro standardizované, síťově asistované určování polohy napříč GSM, UMTS, LTE a 5G NR. Řešily potřebu univerzálního lokalizačního řešení, které funguje nezávisle na hardwaru UE, čímž zajišťují soulad s bezpečnostními předpisy a umožňují širokou škálu komerčních aplikací založených na poloze.

Klíčové vlastnosti

• Poskytuje přesná rádiová měření času, síly signálu nebo úhlu pro určování polohy
• Podporuje více lokalizačních metod: OTDOA, U-TDOA, Enhanced Cell ID
• Může být samostatná jednotka, integrovaná nebo softwarová síťová funkce
• Komunikuje s lokalizačními servery (E-SMLC, LMF) prostřednictvím standardizovaných protokolů
• Vyžaduje vysoce přesnou časovou synchronizaci (např. prostřednictvím GNSS nebo síťové synchronizace)
• Umožňuje síťové určení polohy bez závislosti na GPS schopnosti UE

Související pojmy

• OTDOA – Observed Time Difference Of Arrival
• E-SMLC – Enhanced Serving Mobile Location Centre
• LMF – Location Management Function

Definující specifikace

• TS 03.071 (Rel-7) — Location Services (LCS) Stage 2 Description
• TR 21.905 (Rel-19) — 3GPP Technical Terms and Definitions
• TS 23.171 (Rel-4) — LCS Stage 2 Specification for UMTS
• TS 23.271 (Rel-19) — LCS Stage 2 Specification
• TS 25.111 (Rel-19) — LMU RF Characteristics for UTRA FDD
• TS 25.305 (Rel-19) — UTRAN UE Positioning Stage 2
• TS 32.102 (Rel-19) — Telecom Management Physical Architecture Framework
• TS 32.808 (Rel-8) — Common User Profile Storage Framework
• TS 36.111 (Rel-19) — LMU Requirements for UTDOA Positioning
• TS 36.112 (Rel-19) — E-UTRAN LMU Conformance Requirements
• TS 36.214 (Rel-19) — E-UTRA Physical Layer Measurements
• TS 36.300 (Rel-19) — E-UTRAN Radio Interface Protocol Architecture Overview
• TS 36.305 (Rel-19) — UE Positioning in E-UTRAN Stage 2
• TS 36.456 (Rel-19) — SLm Interface Introduction
• TS 36.459 (Rel-19) — SLmAP for E-UTRAN Positioning
• … a dalších 1 specifikací

📖 Anglický originál a plná specifikace: LMU na 3GPP Explorer