移动定位技术解决方案--卓望

中国移动实现移动定位技术的解决方案 产品架构部 林宁 2004-6-22 提 纲 1、背景介绍 2、方案介绍 3、结束语 提 纲 1、背景介绍 2、 方案介绍 3、 结束语 背景介绍 1、业务概念 2、 市场背景 3、 业务模型 4、 普遍使用的移动定位技术 5、 技术比较 5 业务概念 基于位置的业务（ LBS-Location Based Service）是通过移动通信网络获取移动终端用户的位置信息（经纬度坐标），在电子地图平台的支持下，为用户提供相应服务的一种增值业务。 6 背景介绍市场背景（ 1） 移动定位业务目前正处在市场培育阶段，全球各大移动运营商都分别在其 2代或 2.5代的网络中展开了相应的定位业务，并正在积极筹备在 3G网络中提供这项极具潜力的增值业务 。 中国移动作为国内最大的移动通信运营商，正积极地研究移动定位技术 。 7 背景介绍市场背景（ 2） 美国权威机构预测： 2004年 “ 移动定位业务 ” 的产值在美国将达到 40亿美元，而全世界为 300亿美元。 欧洲研究报告指出： 2005年定位业务市场将为 43.8亿欧元。 按照日本 NTT DOCOMO无线增值业务的发展曲线，数据业务的 5%将与定位业务有关。 8 背景介绍市场背景（ 3） 虽然近年来移动定位技术的发展很快，但就目前的情况看，如何选择合适的定位方案仍然是一个令运营商感到头疼的问题。 面对巨大的市场潜力，中国移动为了能适时向其手机用户提供移动定位服务，需要制订一个可行的移动定位解决方案。 9 业务模型 GIS数据商 系统 SP应用系统 运营商 移动定位 资源服务系统 移动梦网 内容价值链 SMS/EMS STK WAP MMS K-java Pocket IE 用户 10 LBS业务的主要趋向 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% E-mail message 驾驶导航 交通信息服务 气象服务 黄页 PIM 本地服务信息 手机银行 证券、股票 新闻 LBS services 11 普遍使用的移动定位技术（ 1） CELL ID 该技术是一种最简单的定位技术，无需对手机和网络进行修改，就可以向当前的移动用户提供自动定位业务，该技术是根据移动台所处的蜂窝小区 ID号来确定用户的位置，因此它的定位精度取决于蜂窝小区的半径。与其它技术相比，其精度是最低的 ,当需要精度较高的紧急定位服务时， CELL-ID就无法满足要求了。但是由于该技术投资较低，因此可以让移动运营商迅速进入定位市场。在今后的 3G网络中该技术将会与其它高精度的定位技术并存，来满足用户不同需求的定位业务。 目前该技术已经在许多国家（包括我国）的移动网络中开始为一些精度要求不高的定位业务提供服务。例如天气预报、餐馆查询、影院信息等。并且在美国，它已经开始为第 1阶段的 E911紧急服务提供支持。 12 普遍使用的移动定位技术（ 2） TOA/TDOA 该技术是采用信号到达时间测量或信号到达时间差测量的定位方式。它是通过测量从发射机传到多个接收机的信号传播时间或时间差来确定移动用户的位置。是一种基于电波传输时间的定位技术。在 AMPS、 GSM、 WCDMA、窄带 CDMA和 CDMA2000网络中均可采用这种技术。它的定位精度较高，但对时间基准的依赖性也较高。 TDOA受多径干扰的影响也较大，在 CDMA网络中使用的精度较高，因为 CDMA网络本身具有抗多径干拢能力，实测结果可达 55米，有望进一步提高到 1020米左右。如果 GSM网络采用 TDOA方法定位，关键在于良好的参数设计和技术保证。 该技术确定位置信息的响应时间比 CELL-ID技术略长，大约要 10秒。同步 GSM网络所需要的代价也要比通过 CELL-ID提高网络性能高得多。但是该技术也无需对手机进行修改，因此可以直接向现存用户提供服务。目前已有多家美国移动运营商放弃了 EOTD技术改用该技术来满足 FCC对 E911第二阶段的要求。 13 普遍使用的移动定位技术（ 3） A GPS A GPS技术是一种结合了网络基站信息和 GPS信息对移动台进行定位的技术，可以在 GSM/GPRS、 WCDMA和 CDMA2000网络中使用。该技术需要在手机内增加GPS接收机模块，并改造手机天线，同时要在移动网络上加建位置服务器、差分 GPS基准站等设备。如果要提高该方案在室内等 GPS信号屏蔽地区的定位有效性，该方案还提出需要增添类似于 EOTD方案中的位测量单元（ LMU）。 AGPS解决方案的优势主要在其定位精度上。在室外等空旷地区，其精度在正常的 GPS工作环境下，可达 10米左右，堪称目前定位精度最高的一种定位技术。该技术的另一优点为：首次捕获 GPS信号的时间一般仅需几秒，不像 GPS的首次捕获时间可能要 2 3分钟。 14 技术比较 技术方案 基于网络或手机 定位精度 网络运营商的投资 终端改造要求 室内覆盖 技术复杂度 支持的网络 CELL-ID 基于网络 100m - 30km 低 不需要 可以 低 GSM/GPRS、WCDMA、CDMA2000 TOA/TDOA 基于网络 60 - 150 m 高 不需要 可以 高 GSM/GPRS、WCDMA、CDMA2000 A-GPS 混合定位 10 - 50 m 中 需要 受限制 中 GSM/GPRS、WCDMA、CDMA2000 15 如何看待位置定位技术本身？ 导航应用 安全与 紧急服务 跟踪应用 信息服务 应用 运营商 特有应用 A-GPS TOA/TDOA E-OTD CI+TA+Rx Cell I.D. SMS/EMS STK WAP MMS K-java Pocket IE 业务领域 可使用的技术 业务表现形式 及用户界面 移动定位技术本身不是一种业务的表现形式，更不是一种用户界面方式。移动定位技术可以看成是一种面向定位类业务需求的有待开发的服务 资源 。 结论 提 纲 1、背景介绍 2、方案介绍 3、结束语 方案介绍 1、中国移动的定位解决方案 2、 移动定位服务的业务流程 3、 用户自服务流程 4、 移动定位过程的路由原则 5、 用户隐私管理 6、 计费 18 中国移动定位技术的选择 中国移动现有的 GSM网络是一个 2.5G的网络，限于其建设初期设备的选型和设备能力，在基于 3GPP和 OMA的规范和协议标准上，中国移动选择了基于网络 CELL-ID定位技术实现 LBS业务的方案。 19 通过基于 CELLID位置技术向 “ 全球通 ” 用户、 “ 神州行 ”用户提供定位精度为 300米的 LBS业务。 系统结构如图所示 中国移动的移动定位总体解决方案 MS C/ SS PHLRG I S核心网络接入模块ISM GBSSSP ( 自带 G IS 信息）SP ( 不自带G IS 信息）L e/ L sBO SS网管系统LBS 业务平台（ L S P )语音业务逻辑模块( 可选 )W A P 网关运营商内部接口SM L C 模块L BS 业务管理模块内部接口L S PSP P ro x y模块D SM PMMSCLh 和 LhLiL e/ L sLyCM P PLg 接口和短消息MA P 消息CA ME L 2LrL20 支撑 LBS业务的网元 LBS业务平台 (LSP)（包括核心网络接入模块、 SMLC模块功能、 SP Proxy 模块功能、 LBS业务管理模块功能、语音业务逻辑模块（可选） 短信网关 ISMG WAP GW SCP DSMP BOSS系统 网管系统 GIS MMSC 21 组网方案（ 1） 实现 LBS业务的 “ 一点接入，全网服务 ” 全网分区建设 LSP，一个业务区建设一个LSP。 与中国移动合作的 GIS系统，分区接入 LSP。各 SP自带的 GIS系统不接入中国移动的 LSP。 SP的通用数据、特性数据存储在其接入省的 DSMP中。 用户 LBS业务的通用数据存储在其归属业务区的 DSMP中。 22 组网方案（ 2） M S CH L RM S CBSSBSSM S CH L RLSPM S CW AP GWI SM GAp p/ SP /ICPBOSS/ 网管G I SBSSBSSM M SCW AP GWI SM GAp p/ SP /ICPLSPBOSS/ 网管G I SM S CH L RM S CM M SC BSSBSSI SM GM S CH L RM S CBSSBSSCMNETI SM GA 业务区A省 B省C省D省B 业务区D S M PD S M PD S M PD S M P23 移动定位服务的业务流程（ 1） I S M G / I V R / S C PU s e r D S M P L S P S P1 、 用 户 L B S 业 务 请 求 （ M S I S D N ）G S Mn e t w o r kG I S5 、 用 户 L B S 业 务 请 求 （ 伪 号 码 ）6 、 S P L B S 业 务 请 求 （ 伪 号 码 ）9 、 主 叫 用 户 通 用数 据 鉴 权 （ M S I S D N ）1 0 、 网 络 定 位 请 求1 1 、 网 络 定 位 响 应1 2 、 地 图 信 息 转 换 请 求1 3 、 地 图 信 息 转 换 响 应1 5 、 S P L B S 业 务 请 求 响 应 （ 伪 号 码 ）1 6 、 用 户 L B S 业 务 结 果 返 回 （ 伪 号 码 ）1 9 、 用 户 L B S 业 务 结 果 返 回 （ M S I S D N ）2 、 用 户 L B S 业 务 请 求3 、 伪 号 码 转 换 请 求 （ M S I S D N )1 8 、 用 户 L B S 业 务 结 果 返 回 （ M S I S D N ）8 、 伪 号 码 转 换 （ 伪 号 码 M S I S D N )1 4 、 主 叫 用 户 特 性 数 据鉴 权1 7 、 伪 号 码 转 换 （ 伪 号 码 M S I S D N )4 、 伪 号 码 转 换 响 应 ( 伪 号 码 )业 务 请 求定 位 过 程业 务 推 送 7 、 S P 鉴 权用户定位自身位置 24 移动定位服务的业务流程（ 2） 用户定位其他用户位置 I S M G / I V R / S C PU s e r D S M P L S P S P1 、 用 户 L B S 业 务 请 求 （ M S I S D N ）G S Mn e t w o r kG I S5 、 用 户 L B S 业 务 请 求 （ 伪 号 码 ）6 、 S P L B S 业 务 请 求 （ 伪 号 码 ）9 、 主 叫 用 户 通 用数 据 鉴 权 （ M S I S D N ）1 2 、 网 络 定 位 请 求1 3 、 网 络 定 位 响 应1 4 、 地 图 信 息 转 换 请 求1 5 、 地 图 信 息 转 换 响 应1 7 、 S P L B S 业 务 请 求 响 应 （ 伪 号 码 ）1 8 、 用 户 L B S 业 务 结 果 返 回 （ 伪 号 码 ）2 1 、 用 户 L B S 业 务 结 果 返 回 （ M S I S D N ）2 、 用 户 L B S 业 务 请 求3 、 伪 号 码 转 换 请 求 （ M S I S D N )2 0 、 用 户 L B S 业 务 结 果 返 回 （ M S I S D N ）8 、 伪 号 码 转 换 （ 伪 号 码 M S I S D N )1 1 、 被 叫 用 户 特 性 数 据鉴 权1 9 、 伪 号 码 转 换 （ 伪 号 码 M S I S D N )4 、 伪 号 码 转 换 响 应 ( 伪 号 码 )业 务 请 求定 位 过 程业 务 推 送 7 、 S P 鉴 权1 6 、 主 叫 用 户 特 性 数 据鉴 权 1 0 、 被 叫 用 户 通 用数 据 鉴 权 （ M S I S D N ）25 用户自服务流程（ 1） 用户可以通过 WAP、 SMS、 WWW等多种方式开通和取消LBS业务。 LSPSPDSMPWWW PortalWAP PortalSMS PortalWAPISMG订购信息订购信息订购订购订购自服务26 用户自服务流程（ 2） www方式订购 /取消业务 WWW PortalUser DSMP LSP SP1、订购/取消业务请求2、返回订购/取消页面3、订购/取消业务请求6、订购关系在DSMP、LSP、SP之间进行同步4、鉴权处理5、订购/取消处理7、订购/取消成功27 用户自服务流程（ 3） 通过 wap/sms/voice方式订购 /取消业务 WAP Portal/ISMG/IVR/SCPUser DSMP LSP SP1、订购/取消业务请求2、订购/取消业务请求5、订购关系在DSMP、LSP、SP之间进行同步3、鉴权处理4、订购/取消处理7、订购/取消成功6、订购/取消成功28 移动定位的多种接入方式 W A PA p p / S PS P S M SA p p l i c a t i o nW A P G WS M CI S M GB S S2S P I n t e r n e tA p p l i c a t i o nS e r v e rA p p l i c a t i o nI n t e r n e t51 616M SM S C / S S PG P R SL B S 业 务 平 台（ L S P ）S C P / I V R2W e b C l i e n tJ a v aJ 2 M E /K j a v aV o i c eS M SW A PP D AP C1653 4行 业A p p l i c a t i o nS e r v e r接 入 方 式 1 接 入 方 式 2 接 入 方 式 3 接 入 方 式 4 接 入 方 式 5W e b C l i e n t /J A V AV o i c eW A P / M M S S M SJ a v aW e b C l i e n t /J A V AM M SC31 移动定位过程的路由原则（ 1） 首先需对 SP进行鉴权处理 (包括通用数据、特性数据的鉴权 )； 其次对主被叫用户进行伪码转换； 之后对主叫用户进行通用数据、特性数据的鉴权； 然后由被叫用户归属地的 DSMP和 LSP对被叫进行隐私鉴权；（如果是用户定位自身位置，只需对主叫用户进行通用数据、特性数据的鉴权）； 最后通过 GSM网络获取用户的位置信息。 32 移动定位过程的路由原则（ 2） 用户在本地使用本地应用查找本地未漫游用户 A 区A 1L S P应 用G I SD S M PH L RA 2123791 01 3 1 141 2 ( 可 选 )865 ( 可 选 )33 移动定位过程的路由原则（ 3） 用户使用本地应用查找本地漫游用户 A 区A 1应 用A 2L S P1B 区应 用L S PD S M P249H L R78H L RD S M PG I S1 01 11 21 31 5365 ( 可 选 )1 4 （ 可选 ）34 移动定位过程的路由原则（ 4） 本地用户使用异地应用查找本地用户 A 区A 1应 用A 2L S P1B 区应 用L S PD S M PH L RH L RD S M PG I S71 3 1 41 5G I S2 291 01 61 71 82345681 1 ( 可 选 )1 21 9 ( 可 选 )2 0 ( 可 选 )2 1 （ 可 选 ）35 移动定位过程的路由原则（ 5） 本地用户使用异地应用查找本地漫游用户 A 区A 1应 用A 2L S P1B 区应 用L S PD S M PH L RH L RD S M PG I SG I S2 4C 区应 用L S PH L RD S M PG I S781 291 01 3 1 41 51 61 71 81 92 0534261 1 ( 可 选 )2 1 ( 可 选 )2 3 （ 可 选 ）2 2 ( 可选 )36 移动定位过程的路由原则（ 6） 用户使用本地应用查找异地用户 A 区A 1应 用B 1L S P1B 区应 用D S M P23 / 6H L RH L RD S M PG I S1 81 11 241 41 51 6579 ( 可选 )1 01 38L S P1 7 （ 可选 ）37 移动定位过程的路由原则（ 7） 用户使用本地应用查找异地漫游用户 A 区A 1应 用B 1L S P1B 区应 用L S PD S M P23 / 6H L RH L RD S M PG I S2 01 1 1 241 51 61 857 9 ( 可选 )1 01 38L S P1 41 7C 区1 9 ( 可选 )38 移动定位过程的路由原则（ 8） 用户使用异地应用查找异地用户 A 区A 1应 用C 1B 区应 用L S PD S M PD S M PG I SG I SC 区应 用L S PH L RD S M PG I S1 21 5 ( 可选 )1 92 02 112 3 ( 可 选 )2 5 （ 可 选 ）1 41 7 1 82 22 6234567891 01 6L S P1 11 32 4 （ 可 选 ）39 移动定位过程的路由原则（ 9） 用户使用异地应用查找异地漫游用户 A 区A 1应 用C 1B 区应 用L S PD S M PD S M PG I SG I SC 区应 用L S PH L RD S M PG I S1 21 5 ( 可选 )2 02 1 2 211 11 31 41 7 1 82 42 8234567891 02 6（ 可选 ）1 62 5 （ 可 选 ）2 7L S P1 92 3D 区L S P2 7 （ 可 选 ）40 用户隐私管理（ 1） LBS业务终端用户的隐私管理设置了三级管理机制 ： 业务提供商 SP在中国移动许可的情况