（通信与信息系统专业论文）基于als的移动定位平台的研究与实现.pdf

一 f p 一 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列 的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也 不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：煎丝型1日期： 趋l ! 经垒旦垒旦 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文 的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北 京邮电大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印 件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全 部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编 学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权 书。 本人签名：盔丝弛 日期： 土：! ：垒垒旦生璺 导师签名：骂l 五卯 ， ”v ip 日期：上业j f l i羹。i p直1， ， ，7 基于a l s 的移动定位平台的研究与实现 摘要 作为移动通信网络提供的一种增值业务，位置业务受到了越来越 广泛地关注，同时，也对位置业务提出了更高的要求。从业务设计再 到用户管理都必须进行全面的考虑和分析，才能够让位置业务满足用 户的需求，得到广泛的开展。 本文结合作者的理论和实践工作，引入了具体实现位置业务概念 的a l s ( a d v a n c e dl o c a t i o ns y s t e m ) 高级定位系统。随后对该系统的功 能需求，结构设计、子模块架构等做了详细的介绍，构建了一个结合 不同精度定位方式的移动位置业务的解决方案，为用户提供灵活的定 位选择。 论文开篇首先介绍了位置服务的背景以及常见的移动定位业务、 定位技术，同时对s u p l ( s e c u r eu s e rp l a n el o c a t i o n ) 协议作了简单概 述，在此基础上对移动定位平台进行了研究实现与分析。 其次详细阐述了a l s 平台的总体结构设计。该系统分为l b s ( l o c a t i o nb a s e ds e r v i c e ) 业务系统和a g p s ( a s s i s t e dg p s ) 定位平台 两个子系统，随后给出了系统逻辑结构和外围接口的功能。分别对各 个子系统的网元模块进行了功能描述，并提出了系统软件架构的设计 及平台部署方案。之后针对不同的定位精度要求提出了三种定位逻辑 设计和各自的消息处理流程，并详细描述了a l s 系统核心模块 g l c ，l o c a t i o ne n g i n e 的架构设计，包括对外接口设计，对内调度逻辑 设计，模块间的消息交互以及状态机的处理机制等。 最后，文章就a l s 系统和基于位置业务的发展前景进行了总结 和展望。 关键宇：a l s ，l b s ，a g p s ，s u p l ，定位技术 妇e- 卜，p飞矿k 一 k 一 _ 一 r e s e a r c ha n dr e a l i z a t i o no fl o c a t i o n s e r v i c ep l a t f o r mb a s e do na l s a b s t r a c t a sv a l u e - a d d e ds e r v i c e p r o v i d e db ym o b i l ec o m m u n i c a t i o nn e t w o r k , l o c a t i o ns e r v i c eh a sb e e np a i dm o r ea t t e n t i o na n di sa l s op u tf o r w a r da h i g h e rb u s i n e s sr e q u i r e m e n t s f r o ms e r v i c e sd e s i g nt ou s e rm a n a g e m e n t ， w em u s tm a k ec o m p r e h e n s i v ec o n s i d e r a t i o na n da n a l y s i so fl o c a t i o n s e r v i c et om e e tt h en e e d so fu s e r sf o rw i d ed e v e l o p m e n t c o m b i n gt h ea u t h o r st h e o r yr e s e a r c ha n dp r a c t i c ew o r k , w e i n t r o d u c ea l s ( a d v a n c e dl o c a t i o ns y s t e m ) w h i c hr e a l i z e st h ec o n c e p t o fl o c a t i o nb a s e ds e r v i c e f o l l o w e db yt h ed e t a i l e di n t r o d u c t i o no f s y s t e m 8f u n c t i o n a lr e q u i r e m e n t s ，s t r u c t u r a ld e s i g na n ds u b m o d u l e s t r u c t u r e ，al o c a t i o ns e r v i c es o l u t i o ni s p r o v i d e dt om e e td i f f e r e n t p r e c i s i o np o s i t i o n i n ga n dd i f f e r e n to p t i o n s f i r s to fa l l ，t h ep a p e ri n t r o d u c e st h eb a c k g r o u n do fl o c a t i o nb a s e d s e r v i c e ，t h ec o m m o nm o b i l el o c a t i o ns e r v i c e ，p o s i t i o nt e c h n o l o g i e sa n d s u p lp r o t o c 0 1 b a s e do nt h i s 。w es t a r tt h er e s e a r c ha n da n a l y s i so f m o b i l ep o s i t i o n i n gp l a t f o r m t h e nt h ea l l 也o re x p o u n dt h eg e n e r a ld e s i g no ft h eo v e r a l ls t r u c t u r e o ft h ea l sp l a t f o r m t h es y s t e mi n c l u d e sl b sa n da g p s p o s i t i o n i n g p l a t f o r m f i r s tw eg i v et h el o g i c a ls t r u c t u r e ，t h ef u n c t i o no fp e r i p h e r a l i n t e r f a c e sa n dm o d u l ed e s c r i p t i o no ne a c hs u b s y s t e m t h e np r o p o s et h e d e s i g no ft h es y s t e ms o f t w a r ea r c h i t e c t u r ea n dp l a t f o r md e p l o y m e n t s c h e m e t h e r ea r et h r e ek i n d so fl o g i c a ld e s i g na n d r e s p e c t i v ep o s i t i o n i n g m e s s a g ep r o c e s sf o r d i f f e r e n tp o s i t i o n i n ga c c u r a c yr e q u e s ta n da c c o r d i n g t ot h em o d u l e sf u n c t i o na n dn e e d si nc h a p t e r5 ，ad e t a i l e dd e s i g no ft h e c o r em o d u l e s g l c ，l o c a t i o ne n g i n ea r c h i t e c t u r ei sd e s c r i b e di na l s ， i n c l u d i n gt h ee x t e r n a li n t e r f a c e s ，i n t e r n a ll o g i cs c h e d u l i n gd e s i g na n d i n t e r a c t i o n sb e t w e e nt h em e s s a g e so fs t a t em a c h i n e s f i n a l l y , w eg i v et h es u m m a r ya n dp r o s p e c to ft h ea l ss y s t e ma n d t h ef u t u r ed e v e l o p m e n to fl o c a t i o nb a s e ds e r v i c e k e y w o r d s ：a l s ，l b s ，a g p s ，s u p l ，p o s i t i o n i n gt e c h n o l o g y 辞0一 r誓百 _ p r f 7 ，一 ，一 北京邮电大学硕士学位论文基于a l s 的移动定位平台的研究与实现 目录 目录i 第一章绪论1 1 1 位置业务背景1 1 2 移动定位简介l 1 2 1业务类型l 1 2 2 业务接入方式。2 1 3 常用的移动定位技术2 1 3 1基于移动网络的定位技术2 1 3 2 基于移动终端的定位技术4 1 3 3 联合定位技术。5 1 4o m as u p l 协议简介6 1 4 1 网络发起的s u p l 服务6 1 4 2终端发起的双腰l 服务7 1 5 研究来源及主要内容7 第二章定位平台总体结构设计8 2 1 a l s 定位平台逻辑结构8 2 1 1外围接口部分1o 2 1 2 业务部分1 0 2 1 3 网管部分。l l 2 1 4业务管理平台1 l 2 2 l b s 业务系统1 l 2 2 1s m p p 接口模块12 2 2 2 s p p r o x y 模块1 2 2 2 3 d s m p 模块1 3 2 2 4m a p 接口模块1 3 2 2 5g i s 接口模块13 2 2 6 数据库1 4 2 2 7 g l c 核心模块1 4 2 2 8漫游接口模块1 4 2 2 9l o c a t i o ne n g i n e 1 4 2 3 a g p s 定位平台1 4 2 3 1 s p c 模块一1 5 2 3 2 s l c 模块一16 2 3 3 终端能力判断功能1 6 2 4 系统组网方式1 6 第三章系统架构设计与软件部署。1 9 3 1软硬件环境19 3 2 软件架构设计l9 3 3 进程概述2 l 3 4 硬件结构组成2 2 北京邮电大学硕士学位论文 基于a l s 的移动定位平台的研究与实现 3 5 软件包的部署2 3 第四章定位平台流程设计2 5 4 1 定位逻辑设计2 5 4 1 1 高精度定位逻辑过程2 5 4 1 2 混合定位2 9 4 1 3 低精度定位3 0 4 2 基于网络的c e l l i d 定位过程3l 4 2 1 m a p - a t i 方式的定位过程3 l 4 2 2 c e l l i d + t a 方式的定位过程。3 2 4 3 a g p s 定位过程3 3 4 3 1 网络发起的单次定位请求3 4 4 3 2 网络发起的周期定位请求3 6 4 3 3 终端发起的定位。3 8 4 4 高精度混合定位消息处理流程3 9 4 4 1 立即定位3 9 4 4 2 周期性触发定位4 l 第五章定位平台核心模块设计4 4 5 1 g l c 概要设计4 4 5 1 1 第1 层设计。4 5 5 1 2 第2 层设计4 7 5 1 3 第3 层设计4 9 5 。1 4 w o r k e r 功能4 9 5 2l o c a t i o ne n g i n e 概要设计5 0 5 2 1 功能描述5 0 5 2 2 总体架构5 5 5 2 3 架构设计5 7 5 2 4 架构特性5 9 5 2 5 架构使用6 0 5 2 6 公用类创建6l 5 2 7e v e n td r i v e r 模式6 2 5 3l o c a t i o ne n g i n e 与g l c 与交互流程6 3 5 3 1 处理的消息6 3 5 3 2 状态机类型6 3 5 3 3 状态机跳转处理。“ 第六章总结与展望一6 8 6 1 a l s 系统总结。6 8 6 2 l b s 前景展望6 9 参考文献7 l 附录符号缩略语。7 2 致谢7 4 论文发表情况7 5 i i l 秀 ： 一 一 拳、 ， 北京邮电大学硕士学位论文基于a l s 的移动定位平台的研究与实现 1 1 位置业务背景 第一章绪论 随着移动电话成为我们的生活中不可或缺的一部分，移动定位服务的重要性 逐渐凸显出来。开通了该项业务，终端用户就可以方便地获知自己或他人所处 位置，并查询附近场所的信息：我在哪里、我周围有哪些银行、离我最近的医院 在哪儿、从这里到某地怎么走、我的好朋友现在的位置、紧急救助、老人跟踪、 车队管理等等。 位置服务【l 】( l b s ，l o c a t i o nb a s e ds e r v i c e ) 又称定位服务，实质上是一种概 念较为宽泛的与空间位置有关的新型服务业务。它通过g s m 等网络及一组定位 技术获得移动终端的位置信息( 如经纬度坐标数据) ，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。其优异的性能和方便的服务，现已被应用 于手机、终端、地理信息、位置游戏等诸多领域，提供给移动用户本人或他人以 及通信系统，实现各种与位置相关的业务。基于位置业务的巨大魅力在于能在正 确的时间、正确的地点、把正确的信息发送给正确的人。从长远来看，无论是市 场规模或是应用前景，定位服务必将成为移动通信运营商的又一重要盈利引擎。 1 2 移动定位简介 1 2 1 业务类型 l b s 业务依据不同的标准，基于位置服务有多种分类方式，根据应用特征， 可分为大众应用和行业应用。 大众应用 针对大众用户的定位应用有很多，就目前而言，可以分为：实时导航类、特 殊群体跟踪保护、信息类、游戏社区类。导航应用的目的就是对终端进行周期定 位，随位置变化提供实时提示，带领终端用户找到其目的地。实时导航类应用 的定位精度一般应在l o 米- - 5 0 米左右。 行业应用 这一类的移动定位应用就是随时获取员工和资产的位置信息和用户组详细 北京邮电大学硕士学位论文基于a l s 的移动定位平台的研究与实现 业务的状态。应用的实例有很多，比如分派工作的监管者需要知道雇员的位置 和状态、物流管理、资产跟踪、动物跟踪等。相关行业主要包括物流、运输、 制造、医疗、保险、零售等行业。行业应用的精度要求取决于行业特点和具体应 用类型。例如跨省的物流管理，精度达到5 0 0 米已经能够满足要求。 1 2 2 业务接入方式 s m s 接入： 用户通过短信方式发出位置服务请求，位置服务业务系统从l b s 平台获取 经纬度信息，结合地图等内容，并以短信方式向用户提供位置服务。 w a p 接入： 用户访问w a p 网页，w a p 服务器从l b s 平台获取经纬度信息或位置业务 信息( 如地图等) ，并向用户返回所请求的位置服务信息。 b r e w j a v a 及其他终端驻留应用接入： 用户通过b r e w j a v a 下载服务器，下载位置服务应用，或通过其他方式 获取终端驻留的位置服务应用。用户使用下载到本地的位置服务应用，从位置服 务系统获取经纬度信息或位置业务信息。 其他接入方式： 用户可以通过w e b 方式、语音方式查询其他用户终端的位置。位置服务业 务系统接收到此请求后，向l b s 平台发起位置服务请求，并根据返回的位置信 息向用户提供位置服务。例如行业应用中，管理员对车辆进行定位。 1 3 常用的移动定位技术 目前技术上实现移动定位的方案可以划分为三大类：基于移动终端的技术方 案、基于移动网络的技术方案和两者的结合【2 1 。 1 3 1 基于移动网络的定位技术 1 ) c e l l i d 定位技术 c e l l i d 即g c i 是全球小区识别码，每个蜂窝小区有一个唯一的小区识别 码。g c i 由位置区识别l a i 和小区识别c i 构成，即：g c i = l a i + c i = m c c + m n c + l a c + c i 。 它是根据移动台所处的小区标识号i d 来确定用户的位置。移动台在当前小 2 1 b i 一 瓮 掌 北京邮电大学硕士学位论文 基于a l s 的移动定位平台的研究与实现 区注册后，在系统的数据库中就会有相对应的小区d 号。只要系统能够把该小 区基站设置的中心位置( 在当地地图中的位置) 和小区的覆盖半径广播给小区范 围内的所有移动台，这些移动台就能知道自己处在什么地方，查询数据库即可获 取位置信息。该定位方案的优点是无需对网络和手机进行修改，响应时间短。但 它的定位精度取决于小区的半径 基于c e l l i d 的定位方式分为两种：基于网络的c e l l i d 定位方式和基于 s t k 卡的定位方式。 基于网络的c e l l i d 定位技术 基于网络的c e l l i d 定位技术是指由g s m 等网络根据一定的方式获取移动 用户所在的蜂窝小区号，并将此蜂窝小区对应的位置信息作为移动终端所处的位 置。这种技术目前主要有m a pa t i 和c e l l i d + t a 两种方式。 m a pa t i ，即m a p a n yt i m ei n t e r r o g a t i o n ，是一种基于网络的，和呼叫 无关的用户c e l l i d 提取方式，尤其适宜于多厂商的网络环境。定位服 务平台、m s c 、b s c 非同一厂家的设备，采用基于m a pa t i 信令的定 位方式，通过m a pa t i 技术，可以实现在现网条件下，为所有的移动 用户提供基于位置的服务。 在g p r s 系统中可以用作定位的参数还有一个是时间提前量t a ( t i m i n g a d v a n c e ) 。t a 是由基站测量得到的结果，利用此t a 的目的是为了扣除 基站与移动用户之间的传输时间时延，因此利用t a 可以估计m s 和b t s 之间的距离。t a 是以比特为单位的，l b i t 相当于5 5 0 米的距离。此定位 方式在g s m 网络中不完全支持。 基于s t k 卡的定位方式 s t k 定位方式是一种基于终端的定位方式，分为用户主动发起定位的m o 方式和应用发起用户被定位的m t 方式： m o 方式中，用户的位置信息通过s t k 直接从终端中提取相应的位置信息 ( 如c e l l i d 或者c e l l i d + n m r 等信息) ，并以短消息的方式上报到s m s c ， s m s c 将业务请求和短信息体传送到m a s l ，a l s 通过相应的算法由c e l li d 和 n m r 等辅助信息计算出用户的地理位置信息，并将用户的请求和位置一起送到 后台g i s 或内容提供商( c p ) ，由g i s 进行相应的处理，将结果返回给a l s ， a l s 再将结果以短消息格式通过s m s c 返回给终端用户。 m t 方式中，i c p 通过l e 接口向a l s 提交请求，要求查询终端的位置，a l s 对i c p 进行鉴权，确认i c p 可以查询改终端后，通过s m s c 向终端发送短消息， 该短消息将触发s t k 卡中的程序，使s t k 卡从终端中提取相应的位置信息( 如 c e l l i d 或者c e l l i d + n m r 等信息) ，并以短消息的方式上报到s m s c 。s m s c 北京邮电大学硕士学位论文基于a l s 的移动定位平台的研究与实现 将终端的应答短消息传递给a l s ，a l s 通过相应的算法由c e l li d 和n m r 等辅 助信息计算出用户的地理位置信息，通过l e 接口回答给i c p 。 2 ) 抵达时间t o a ( t i m eo f a r r i v a l ) 定位技术 它是基于测量信号从移动台发送出去并到达消息测量单元( 3 个或更多基站) 的时间来定位。移动台位于以基站为圆心、移动台到基站的电波传播距离为半径 的圆上。通过多个基站进行计算，移动台的二维位置坐标可由3 个圆的交点确定。 但是，与下面要介绍的增强型观测时间差定位技术e o t d 不同的是，它没有使 用位置测量单元，因此，必须通过与在基站上安装了全球卫星定位系统( o p s ) 或 原子钟的无线网络之间的同步来实现。 3 ) 角度到达a o a ( a r r i v a lo f a n g l e ) 定位技术 该技术根据信号到达的角度，确定移动台相对于基站的角度关系，只要测量 一个移动台距两个基站的信号到达角度，就可以确定出移动台的位置。信号到达 角度测量需要定向天线，虽然理论上这种测量在基站和移动台都可以进行，但为 了保证轻便性，并不适宜在移动终端上使用。角度到达定位技术是基于网络的定 位方案，优点是可以在话音信道上工作，不需要高精度的系统定时。但缺点是需 要复杂的天线，易出现定位盲点，实施成本较高 4 ) 抵达时间差异t d o a ( t i m e d i f f e r e n c eo f a r r i v a l ) 定位技术 该定位技术是通过检测信号到达两个基站的时间差，而不是到达的绝对时间 来确定移动台位置的，降低了对时间的同步要求。移动台定位于以两个基站为焦 点的双曲线方程上。确定移动台的二维位置坐标需要建立两个以上双曲线方程， 两条双曲线即为移动台的二维位置坐标。由于这种定位技术不要求移动台和基站 之间的同步。因此在误差环境下性能相对优越，在蜂窝通信系统的定位技术中备 受关注。它也是基于网络的定位方案，优点是精度较高，实现容易。缺点是为了 保证定时精度，需要改造基站设备。 5 ) 增强型观测时间差e o t d ( e n h a n t e d o b s e r v e dt i m ed i f f e r e n c e ) 定位技术 该技术的实现原理是：手机对服务小区基站和周围几个基站进行测量，算出 测量数据之间的时间差，并用此计算用户相对于基站的位置。增强型观测时间差 定位技术是基于网络的定位方案，是目前使用最多的技术，也是欧洲电信标准化 组织( e t s i ) 建议使用的主要技术。 1 3 2 基于移动终端的定位技术 该类技术是通过在手机内部加g p s 接收机模块，并将普通手机天线换成能 够接收g p s 信号的多用途天线。手机接收g p s 数据进行计算，确定移动台的位 置信息( 包括经度、纬度、速度、时间、轨迹等参数) 并将结果报给移动网络。这 4 0 l f p 瓮 太 = i 匕京邮电大学硕士学位论文基于a l s 的移动定位平台的研究与实现 种方法，主动权全部决定于手机，其精度可达5 至1 0 米，为了保护个人的隐私 权，用户可以关掉手机的g p s 功能。为实现此方案需要对手机的软、硬件进行 改造。 1 3 3 联合定位技术 联合定位技术既是利用手机定位功能与网络定位功能相结合的典型代表，其 典型代表是辅助全球卫星定位系统a g p s 网( a s s i s t a n tg l o b a lp o s i t i o n i n gs y s t e m ) 定位技术。 它是一种在一定辅助配合下进行g p s 定位的运行方式。利用手机基站的信 号，配合传统g p s 卫星信号，让定位的速度更快。一般g p s 使用太空中的2 4 颗人造卫星来进行三角定位，以获得经纬度坐标，通常需要一个可视天空的开 放环境和至少4 颗g p s 卫星信号才能进行3 d 定位。a g p s 则利用手机基站的信 号，辅以连接远程服务器的方式下载卫星星历( a l m a n a cd a t a ) ，再配合传统的 g p s 卫星接受器，让定位的速度更快。a g p s 技术是将g p s 卫星导航与移动通 信融合形成的技术，其基本思想是将终端的工作简化，将卫星扫描和位置计算等 最为繁重的工作从终端侧转移到网络侧的定位服务器完成，由网络的定位服务器 进行位置计算，同时移动网络按照g p s 的参考网络所产生的辅助数据，如差分 校正数据、卫星运行状态等传递给手机，并从数据库中查出手机的近似位置传给 手机。这时手机可以很快捕捉到g p s 信号，这样的首次捕获时间将大大减小， 一般仅需几秒的时间。不需像g p s 的首次捕获时间可能要2 至3 分钟。而精度 也仅为几米，高于g p s 的精度。该技术需要在手机内增加g p s 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g p s 基准站等设备。 a g p s 可以提高终端的定位精度、灵敏度和冷启动速度、降低终端耗电，同时在 建筑物高度密集的城市和室内环境时可以自动切换到非g p s 技术( 如c e l l i d ， e o t d 等) 进行定位。 a g p s 技术分为m s a 和m s b 两种计算模式。m s a 是手机完成计算数据的 测量，交给业务平台完成最后的位置计算；m s b 是手机完成位置计算，并传送 给业务平台。 本章中所讲的a l s 平台支持基于o m a s u p l 协议的a g p s 高精度定位技 术。s u p l ( 安全用户层定位技术) 技术是o m a 定义的标准，它是使用用户层 数据承载来传送位置信息( 如g p s 辅助数据) ，并在承载网络与移动终端之间传 送与定位技术相关协议的技术。此方案对网络的改造比较小，只需提供具有s u p l 能力的定位平台和终端，及接收卫星信号的参考网络。 5 北京邮电大学硕士学位论文基于a l s 的移动定位平台的研究与实现 1 4o m a s u p l 协议简介 a g p s 技术分为控制面( c o n t r 0 1 p l a n e ) 和用户面( u s e r - p l a n e 4 1 ) 两种实现 方式。控制面方式实现的a g p s 技术其消息的传输都是通过七号信令来完成，因 此如果在现有移动通信网络中部署该技术，则需要对大部分核心网网元进行升级 和改造；用户面方式实现的a g p s 技术则是通过网络来进行消息的传输，因此要 引入该技术只需要在网络中增加定位平台和对终端进行相应的改造即可，对其他 网元没有要求。因此多数运营商都采用u s e r - p l a n e 的方式进行部署。基于 u s e r - p l a n e 的a g p s 技术有两种标准，一种是o m a 定义的s u p l t s l 标准，适用于 g s m g p r s 厂w c d m a 网络；另一种是3 g p p 2i s 8 0 1 标准，适用于c d m a 网络。 本文关注的a g p s 技术都是基于o m as u p l 标准的。 s u p l ( s e c u r eu s e rp l a n el o c a t i o n ) 是o m a t 叫( o p e nm o b i l ea l l i a n c e1l o c ( l o c a t i o n ) 工作组制定的基于用户层面的a g p s 定位技术标准。s u p l 协议是 a g p s 终端和a g p s 定位平台之间的l u p 接口的协议，用于传输g p s 辅助数据 和位置信息。 s u p l 包含位置用户层( l u p ) 接口，安全功能( 如认证和授权) ，收费功能， 漫游功能，保密功能等。 s u p l 标准目前有两个版本s u p l l 0 和s u p l 2 0 。s u p l i 0 版本中主要是对 立即定位服务进行了定义；s u p l 2 0 的技术规范增加了周期性触发定位和基于位 置时间的触发定位等功能。 s u p l 位置服务可以分为网络发起和终端发起的服务，下面分别加以介绍。 1 4 1 网络发起的s u p l 服务 网络发起的服务是从s u p l 网络发起的服务。s u p l 代理( 即基于位置的应 用) 位于网络侧。 必须考虑下列服务【刀： 立即定位服务：一旦发起请求就立即对目标进行定位的服务，分为商用 服务和紧急服务。 周期定位服务：即设定起始、终止时间以及间隔时间，周期性的对目标 进行定位的服务。 6 t 一 北京邮电大学硕士学位论文基于a l s 的移动定位平台的研究与实现 1 4 2 终端发起的s u p l 服务 终端发起的服务是从终端发起的。s u p l 代理位于终端。这种模式引入一些 考虑，如s u p l 代理和终端用户的认证。 1 5 研究来源及主要内容 随着全球移动通信技术的迅猛发展，人们对移动业务的需求日益增强，其中 的移动定位增值服务引起了社会的广泛关注，笔者曾在实习期间参与某大型定位 业务平台系统的研究与开发工作，历时近一年。该系统是为中国移动、中国联通 开发的定位服务平台升级系统，可在一个系统上即支持l b s 低精度定位，又支 持a g p s 高精度定位。 首先我们明确以下几个定义。l b s ( l o c a t i o nb a s e ds e r v i c e ) 平台：在本文 中一般指支持c e l l i d 粗精度定位的位置平台。a g p s ( a s s i s t e dg p s ) 平台：在 本文中指支持a g p s 定位功能的位置平台。l s p ( l o c a t i o ns e r v i c ep l a t f o r m ) ：l b s 业务平台，是运营商网络中为l b s 业务提供的专有名词，在本文中可理解为与 l b s 同义。 目前，中国移动已基本在全国的各个省份布有l b s 平台。厂家开发的各省 l b s 平台主要有爱立信，摩托罗拉，华为，诺基亚等通信设备商巨头。而a g p s 平台全国只有一个，部署在中国移动总部，目前处于试商用阶段。本文就主要讨 论支持l b s 定位和a g p s 定位的混合定位平台a l s 系统的设计及实现。 7 北京邮电大学硕士学位论文 基于a l s 的移动定位平台的研究与实现 第二章定位平台总体结构设计 2 1a l s 定位平台逻辑结构 a l s ( a d v a n c e dl o c a t i o ns c o w ) 系统总体上可以分为两个部分，它是对于基 于位置服务l b s 粗精度平台和a p g s 高精度平台的具体实现。a l s 系统使得移 动运营商能够为用户提供位置服务。移动运营商根据自身业务发展的情况，要求 a l s 系统能够比以前的系统提高位置计算的精确度。a l s 系统针对移动运营商 的要求，需要进一步改进定位算法，提高定位精度，并围绕着位置计算引擎开发 全新的外围系统，方便用户对a l s 系统进行管理和控制。 该系统不仅提供了信息传输，位置查询和计算等基本功能，而且对外提供标 准的接口，可以接入多家g i s 内容提供商和位置应用s p ，是一个完整的定位系 统平台。在a l s 系统上可以运行多种基于位置的服务( 如车辆管理，儿童监护， 基于位置的游戏等等) 。a l s 还提供完善的用户管理、系统管理，日志、计帐等 功能，同时具有负载分担和高可靠性，是一个完整的定位系统解决方案。 为了实现整个a l s 系统功能，a l s 平台从逻辑上把系统功能分成多个功能 集合，每个功能的集合用一个“层”来表示。系统可以分为以下几层： 业务逻辑层 业务接入层 消息通道层 定位引擎层 物理接口适配层 a l s 平台逻辑结构如下图所示： 簪 0 i ， 北京邮电大学硕士学位论文基于a l s 的移动定位平台的研究与实现 业务接入层： 业务逻辑层： 图2 - la l s 系统逻辑结构图 a l s 系统从业务接入层获取定位业务请求，由业务逻辑层进行 鉴权等业务处理，位置计算引擎会进行多种算法计算，最终将 位置结果返回给业务接入层； 业务逻辑层进行鉴权等业务处理。包括用户主被叫，用户特性 管理等。 物理接口适配层：为位置计算引擎层服务，提供g p s 辅助数据； 消息通道层：消息通道层会被用做消息通道，即通过短信方式实现n o t i f y ， 定购关系等的消息互通。 定位引擎层：定位引擎即位置计算引擎。支持e n h a n c e dc e l li d 、a g p sm s a ， a g p sm s b 等多种定位算法。 9 北京邮电大学硕士学位论文基于a l s 的移动定位平台的研究与实现 2 1 1 外围接口部分 l c 【8 】接口：s pp r o x y 模块对外与s p c p 之间的接口，采用o m a 组织的 l e 接口。该接口提供位置查询操作、以及l s p 向s p 发送业务请求操作； 接口为x m l 格式。以及s p 身份认证，业务鉴权，s e s s i o n 管理；主叫 用户定购关系鉴权，通用数据鉴权；被叫用户的隐私设置和隐私鉴权。 根据号段判断主叫用户和被叫用户的归属地。以及对不同归属地的限制。 l p l 接1 3 ，l b s 业务平台( l s p ) 互联接口，通过s pp r o x y 模块之间的互联， 完成用户在漫游状态下或使用它省业务的情况下，用户位置信息请求 响应的转发、用户鉴权信息请求响应的转发功能，并且是a g p s 平台向 l b s 业务平台请求和接收粗精度位置信息的接口。该接口内容是x m l 形式，承载协议为h t t p 。 l p t l o 】接口：a g p s 定位平台与l s p 平台的接i ：1 ，与l c 接i ：1 相同，该接 口提供位置查询操作、以及l s p 向a g p s 发送业务请求操作及a g p s 平 台回送位置信息操作；接口为x m l 格式。 l s 接口，s p p r o x y 模块对外与s p c p 之间的接口，将用户基于短信的 l b s 业务请求提交至s p ，并将s p 基于短信的位置信息推送给l s p 。接 口为x m l 格式。以及短信业务的定制管理，计费管理等。 l d 接口，l s p 与d s m p 之间的接口；用于对s p 通用数据、s p 特性数据 的鉴权、用户通用数据的鉴权、用户伪码和手机号的互转、用户定购信 息的同步等。 核心网信令接口( l h 、l g ) ；支持在g s m 网和c d m a 网，以及在t d - - s c d m a 网环境下取用户c e l li d 信息，v m s c 信息，经纬度信息。 l u p 接口：终端与l s p 间的应用层接口。 l g s ：l s p 同g p sr e c e i v e r 管理平台的接口。 2 1 2 业务部分 支持根据s p 的属性对鉴权流程进行控制，根据s p 的业务属性对鉴权流程 进行控制。 该平台提供以下功能： s p 管理 s p 业务管理 业务定制管理 隐私同步和业务同步用户管理 1 0 p o p 瓮 北京邮电大学硕士学位论文基于a l s 的移动定位平台的研究与实现 白名单审批，( 业务审批) 用户信息管理 漫游管理( 号段，l a c ，v m s c ，漫游城市) g i s 管理 登陆管理 操作日志管理 同时，需要支持手机地图，三打一查，等多种具体业务。 2 1 3 网管部分 网管平台，支持对外接口的同时又支持业务管理系统。提供网管服务，查看 业务统计数据，告警等信息。 2 1 4 业务管理平台 需要支持业务管理平台，提供w