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南京i l 啦电学院硕十学位论文摘要 摘要 无线定位业务l c s ( l o c a t i o ns e r v i c e ) 是随着移动通信技术的进步而发展 起来的增值业务，移动台定位技术对于蜂窝网络，特别是3 g 网络的重要性己 得到广泛认同，包括上海贝尔阿尔卡特等许多国内外公司针对这一领域进行了 大量研究，3 g p p 也提出了很多关于定位的研究成果。 具有定位功能的3 g u m t s 网络中增加了定位功能实体l m u 、s m l c 、 g m l c 和相关m a p 协议。结合在上海贝尔阿尔卡特的工作，本文对逻辑功能 分布、p l m n 之间的定位业务和定位相关规程进行了介绍。着重分析和模拟了 两个g m l c 之间l r 接1 2 1 上的消息。仿真测试结果表明，在对漫游移动台定位 过程中，l r 接口可以起到减少系统信令负荷、缓减资源占用的功能。 在定位的基本算法方面，可根据几何模型建立方程，然后求解方程得到u e 的坐标。由于多径衰落和阴影效应，直接求解方程组得到的结果误差很大，而且 方程组的非线性给计算机求解带来了困难。本文中讨论的是到达时间差t d o a 方法。首先对双曲线方程组进行变化，表示成线性方程组，然后采用多组测量 数据，利用最小二乘法( l s ) 方法求解得到最合理的结果。文中对c h a n 算法、 t a y l o r 序列展开法以及它们的结合算法进行了仿真，分析了基站( b s ) 数目、 终端( u e ) 位置以及t d o a 误差对定位误差均值的影响，特别是b s 分布对定 位估计的作用和结合算法较t a y l o r 序列展开法在递归次数上的改善。 南京邮电学院硕士学位论文 摘要 a b s t r a c t l o c a t i o ns e r v i c e ( l c s ) i so n eo ft h ep e r s o n a ls e r v i c e s ，w h i c hi s d e v e l o p i n g w i t ht h ea d v a n c e m e n to ft h em o b i l ec o m m u n i c a t i o n s t h ei m p o r t a n c eo fl o c a t i o ni n t h ec e l l u l a r s y s t e m ，e s p e c i a l l y i n3 g , i sa c c e p t e d g r e a t l y 3 g p p a n dal o to f c o r p o r a t i o n s ，i n c l u d i n ga l c a t e l s b e l l ，h a v ed o n em u c h r e s e a r c ho nl c s t h ee n t i t i e sl m u ，s m l c ，g m l ca n dt h er e l a t e dm a p p r o t o c o la r ea d d e dt o 3 g 似m t sn e t w o r ka r c h i t e c t u r et or e a l i z et h el c sf u n c t i o n w i t ht h ew o r ki n a l c a t e l s b e l l ，t h i sp a p e re x p l a i n si nd e t a i lt h el c sl o g i cf u n c t i o nd i s t r i b u t i o n ，l c s s e r v i c eb e t w e e np l m na n dl c sr e l a t e dr u l e s a n da l s o ，t h e m e s s a g eb e t w e e n g m l c si se m p h a s i z e da n ds i m u l a t e d t h er e s u l to ft e s tm a n i f e s t st h a tw h e nu ei s r o a m i n g i nt h ef o r e i g nn e t w o r k ，t h ei n t e r f a c el rc a r lr e d u c et h en e t w o r k s i g n a ll o a d t h eb a s i cl o c a t i o n a l g o r i t h m i st oe s t a b l i s ht h e e q u a t i o n sa c c o r d i n g t ot h e g e o m e t r ym o d e l s ，t h e ns o l v et h e mt og e tt h eu e sc o o r d i n a t e b u tm u l t i - p a t ha n d s h a d o w i n gw i l lb r i n ge r r o r st ot h er e s u l ti fw e s o l v et h ee q u a t i o n sd i r e c t l y a n dt h e e q u a t i o n s n o n l i n e a rw i l la l s og i v e st h ec a l c u l a t i o nb yc o m p u t e ra l o to fd i f f i c u l t y t d o a a p p r o a c hi sd i s c u s s e dh e r e f i r s t l y , s o m et r a n s f o r m a t i o n sa r ed o n ei no r d e rt o m a k et h eh y p e r b o l ae q u a t i o n sn o n l i n e a r t h e nc o l l e c ts e v e r a lt d o ad a t aa n du s e l e a s ts q u a r e s ( l s ) m e t h o dt o g e tt h em o s tr e a s o n a b l er e s u l t t h i sp a g e ，g i v e st h e s i m u l a t i o no ft h ec h a na l g o r i t h m ，t h et a y l o rs e r i e se x p a n s i o na n dt h e i rc o m b i n a t i o n a l g o r i t h m ，a n a l y z e st h ei n f l u e n c e so n t h ea v e r a g ee r r o ro ft h el o c a t i o nr e s u l tf r o mt h e n u m b e ro fb s ，t h ep o s i t i o no ft h eu ea n dt h ee r r o ri nt d o a d a t a ，e s p e c i a l l yt h e c o n t r i b u t i o nf r o mt h ed i s t r i b u t i o no ft h eb st o 血el o c a t i o ne s t i m a t i o na n dt h e i m p r o v e m e n to nt h er e c u r s i o nn u m b e r i nt h et a y l o rs e r i e se x p a n s i o nt h a nt h a ti nt h e c o m b i n a t i o na l g o r i t h m 南京邮电学院学位论文独创性声明 y - 6 2 8 8 2 本人声明所呈交的学位论文是我个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的 地方外，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 含为获得南京邮电学院或其它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。 研究生签名：理望：堡日期：趔兰竺! 乏 南京邮电学院学位论文使用授权声明 南京邮电学院、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留 本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其 他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一 致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布 ( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权 南京邮电学院研究生部办理。 研究生签名：壅堕查：导师签名：；釜垄星日期：坦堡! ：! ! 南京邮l u 学院形。学位论义 第1 章绪论 1 1 前言 第1 章绪论 在过去的二十年中，无线通信的发展十分迅速，移动用户的数量几乎以每年 4 0 的速度增长。移动通信的应用也发生了根本的变动，从原始的语音业务，向 多媒体数据业务发展；从日常生活使用，向移动办公过渡：从大众化服务，向个 性化服务延伸。随着移动性的普遍、个性服务的推出，人们对“位置”的概念越 来越敏感。他们不仅希望能够让别人或者自己知道当前所在的准确位置，还希望 能了解这个位置附近的一些信息，比如酒店，书店，公交车站等等。随着移动通 信网络的发达和技术的进步，这种位置服务( l c s ，l o c a t i o ns e r v i c e ) 在实现上 成为了可能。 美国联邦通信委员会( f c c ) 于1 9 9 6 年公布了e 9 1 1 ( e m e r g e n c y c a l l 9 1 1 ，) 定位需求，要求在2 0 0 1 年1 0 月1 目前，各种无线蜂窝网络必须能对发出e 一9 1 1 紧急呼叫的移动台提供精度在1 2 5 m 内的定位服务，而且满足此定位精度的时间 概率应不低于6 7 ：在2 0 0 1 年以后，系统必须提供更高的定位精度及三维位置 信息川f 2 】p 】。1 9 9 9 年1 2 月，f c c 9 9 2 4 5 对e 一9 1 1 需求做了进一步的细化，对网 络设备的厂商和手机生产的厂商、网络运营商等对定位技术在网络设备和手机中 的实施和支持提出了明确要求和日程安排。在定位精度方面规定：基于蜂窝网络 的定位方案( 不改动移动终端) ，要求在6 7 的概率下定位精度不低于1 5 0 m ， 9 5 的概率下定位精度不低于3 0 0 m ：基于移动台的定位方案( 可以改动移动终 端) ，要求在6 7 的概率下定位精度不低于5 0 m ，9 5 的概率下定位精度不低于 1 5 0 m 。美国f c c 的这一规定明确了提供e 9 1 1 定位服务将是今后各种移动蜂窝 网络，特别是3 g 网络必备的基本功能。此外，欧洲的e t s i 和日本的a r i b 等 组织也作出了相应的要求，并在很多方面上达成一致。由于政府的强制性要求和 市场本身的驱动，各国主要大公司均就g s m 、i s 一9 5 和第三代移动通信系统等网 络开始制订各自的定位实施方案。特别是3 g p p 和3 g p p 2 上对定位的要求更具 体化，促使国际上出现了无线定位技术的研究热潮。 对移动通信网络运营商来说，移动定位业务可以帮助他们更好地监测网络运 南京帅 也学院碳卜学位论文第l 章绪论 行状况，了解话务量的分布，优化网络规划，协助移动用户的越区切换。更为重 要的是，移动定位业务本身构成了一个业务平台，它能帮助移动用户定制各类与 位置相关的服务，如查询与自己位置相近的服务设施、旅馆、商场、加油站等信 息服务。这无疑会为移动通信网络运营商找到更多的经济增长点，增强其竞争力。 对于移动用户来说，用户可以在原有的话音服务之外，获得与个人安全、紧 急救助、电子商务、出行和旅游以及娱乐等各项服务相关的业务。他们不仅可以 方便地在手机的显示屏所显示的地图上看到自己的位置和所要查找服务设施的 位置，也可以授权他人查询自己的位置信息，保障自己的人身安全。 随着研究的深入，在网络中准确确定移动台位置的重要性和必要性逐渐体现 出来。网络中各种基于定位的服务，如紧急报警服务、基于移动台位置的计费、 车辆和交通管理、导航、城市观光、网络规划与设计、网络q o s 和无线资源管 理的改进等，无不与准确定位移动台有关。可以预见，在未来几年内，移动定位 业务将得以迅猛的发展。 1 2 无线定位系统的现状 目前，在蜂窝网络中对移动台的定位需求主要是提供移动台位置的坐标信息 及定位精度估计、时戳等辅助信息，对速度、运动方向等方面还没有明确的要求。 定位功能的实施应充分利用蜂窝网络和全球定位系统g p s 等已有的系统资源， 并尽可能少地影响网络的原有功能，选择适当的定位系统类型、相应的定位技术 及实施方案。 无线定位系统中对移动台的定位是通过检测移动台和多个固定位置收发信 机之问传播信号的特征参数( 如电波场强，传播时间或时间差，入射角等) ，并 送至网络中的移动定位中心( m l c ) 进行处理，由集成在m l c 中的位置计算功 能( p c f ) 计算出移动台的位置估计值。 在蜂窝网络中，根据进行定位估计的位最、定位主体及采用设备的不同可将 对移动台的无线定位方案分为以下几类p j ： 1 ) 基于移动台( m o b i l eb a s e d ) 的定位系统 这类系统也称为移动台自定位系统或前向链路定位系统，采用的是基于移动 台的定位方案。其定位过程是由移动台根据接收到的多个已知位置发射机发射信 南京i i i l l i u 学院颤1 一学位论文第l 章绪论 号携带的某种与移动台位置有关的特征信息( 如场强、传播时间、时间差等) 确 定其与发射机之间的几何位置关系，再由集成在移动台中的p c f ，根据相关定位 算法计算出移动台的位置估计值。 2 ) 基于网络( n e t w o r kb a s e d ) 的定位系统 这类系统也称为远距离定位系统或反向链路定位系统，采用的是基于网络的 定位方案。其定位过程是由多个固定位置接收机同时检测移动台发射的信号，将 各接收信号携带的某种与移动台位置有关的特征信息送到网络中的m l c 进行处 理，出集成在m l c 中的p c f 根据相关定位算法计算出移动台的位置估计值。 3 ) 网络辅助( n e t w o r ka s s i s t e d ) 定位系统 这类系统也属于移动台自定位系统，采用的是基于移动台的定位方案，其定 位过程是由网络中多个固定位置接收机同时检测移动台发射的信号，将各接收信 号携带的某种与移动台位置有关的特征信息由空中接口传送回移动台，由集成在 移动台中的p c f 根据相关定位算法计算出移动台的位置估计值。 4 ) 移动台辅助 基于网络子系统n s s 的s m l c ：支持l s 接口标准，与v m s c 相连。 基于基站子系统b s s 的s m l c ：支持l b 接口标准，与b s c 相连。 一个s m l c 可以控制多个l m u 来测量无线接口的信号。s m l c 通过u m 接 口或a b i s 接口分别与a 类l m u 或b 类l m u 相连。同时，s m l c 还可以和目 标移动台进行通信。在不同的s m l c 所属范围内的设备可能同时对某一移动台 进行定位服务。它们之间的协调是通过不同s m l c 之间的接口l p 1 5 1 上的相互通 信来进行的。 在r e l e a s e4 及以后的g e r a n 版本中，将不再支持基于n s s 的s m l c 。而 在r e l e a s e4 的u t r a n 中，s m l c 已被合并入s r n c 中。 服务无线网络控制器s r n c ：s r n c 的功能是调整分配移动台定位所需要的 资源。计算最后的定位结果和估计定位精度。s r n c 可以控制多个l m u 。s r n c 和l m u 之间的信令传输通过i u b 接口，有时也用i u r 接口；对独立的l m u 则采 用u u 接口。s r n c 的功能具体为： 向其他r n c 请求u e 定位有关的信息； 定位请求流量控制：如果几个定位请求同时向同一个s r n c 发送定位请求， s r n c 将根据优先级来安排定位请求； 选择定位方法：根据定位请求、q o s 和u e 的定位能力选择定位方法； 定位计算：s r n c 将计算u e 的位置，并进行不同坐标系之间的变换。在由 r n c 估计u e 的位置时，还要估计定位精度。这个精度包括g d o p ，信号测 量硬件的能力，多径传播的影响，以及同步的影响等，最终定位精度将以距 离的形式同定位估计结果一起返回； 提供定位相关的辅助数据：s r n c 应提供辅助数据以支持不同的定位方法； 结点b ：结点b 的功能是进行信号测量，并将测量结果传递给c r n c 。结点 b 可以根掘定位请求进行信号测量，也可以自发和周期性的进行信号测量，并报 告测量结果。 位置测量单元l m u ：，对信号进行测量，并将测量结果传递给r n c ，l m u 也可进行一些计算。l m u 包含一个定位信号测量功能p s m f ，可以根据接收到 的测量请求进行信号测量，也可以自发的周期性的进行信号测量并报告测量结 南京i u 学院烦i 学位论文 第2 帝3 g u m t s 中的定位功能 果。当无线信号发生明显改变时，l m u 也可能因此而进行信号测量。网络中一 般不止一个l m u ，每次l c s 请求也可能需要不止个l m u 进行测量。l m u 有 不同的类型：独立l m u ，这种类型的l m u 只能通过u t r a n 空中接口u u 接口 访问，它与其他u t r a n 网络元素没有任何连接。与独立l m u 相关的协议现在 还没有定义。独立l m u 有一个服务结点b ，通过该服务结点b ，独立l m u 可 咀实现与s r n c 通信，服务结点b 为他们的通信提供信令支持。独立l m u 也有 服务3 g m s c 、v l r 和h l r ，且总是有一个唯一的i m s i 号码，支持所有的无线 资源和移动性管理。为了保证独立l m u 和与之相连的s r n c 之间能够相互访问， l m u 必须归属于某个小区或3 g m s c 。另一种类型的l m u 是联合l m u ，r n c 通过i u b 接口访问联合l m u ，与联合l m u 相关的信令协议是结点b 应用部分 n b a p 协议。联合l m u 可以利用与之相关的结点b 的无线设备和天线，是一个 逻辑上独立的网络元素，联合l m u 可以独立于结点b ，但必须通过结点b 的l u b 接口与s r n c 通信。 用户设备u e ：测量下行链路信号，或根据l c s 测量要求，在上行链路上传 输一些定位需要的信号。u e 中包含有l c s 应用，或通过与网络通信，访问l c s 应用。这些应用可能包含必要的测量或计算以确定u e 的位置。u e 也可能包含 独立的定位功能如g p s 。 2 4 2 核心网中l c s 功能网元和协议1 6 l 1 1 3 1 l c s 客户端：是为了获取移动台位置信息而与l c s 服务器进行交互的功能 实体，它可以在网内实体上，也可以在移动网络外部，一般情况是网络运营商或 其他第三方提供的位置相关应用，可以通过两种方式接入到网关移动定位中心 g m l c ，一种是通过采用移动位置协议m l p 的l e 接口接入，m l p 是开放移动 联盟o m a ( o p e n m o b i l e a l l i a n c e ) 推荐的g m l c 和具体应用之阳j 的协议；另一 种接入方式是通过开发业务接入o s a ( o p e n s e r v i c ea c c e s s ) 提供的标准的应用 程序接口a p i 按入，这种方式是分层次网络发展的趋势，但目前统一业务平台 建设还有一定难度，o s a a p i 协议也有待完善，因此这种方式不如前一种方法易 于实现。 根掘不同应用的需要。l c s 客户端可阻向g m l c 发出两种位置请求，即时 南京邮l b 学院坝i ：学位论文 筇2 章3 g u m t s 中的定位功能 位置请求l i r ( l o c a t i o ni m m e d i a t er e q u e s t ) 和延时位器请求l d r ( l o c a t i o n d e f e r r e dr e q u e s t ) ，相应的g m l c 将回复即时响应( i m m e d i a t e r e s p o n s e ) 、延时 响应( d e f e r r e dr e s p o n s e ) 消息，其中包含目标u e 的地理坐标，l c s 客户端根 据这个结果提供不同应用。 网关移动定位中心g m l c ：是u m t s 网络与外部l c s 客户端之间的接口。 g m l c 通过l h 接口向h l r 请求路由信息。通过鉴权以后，g m l c 通过l g 接口 向3 g v m s c 发送定位请求并接收3 g v m s c 返回的最后定位估计结果。u m t s 系统支持对漫游用户的位置业务，它是通过g m l c 和h l r 之间的接口l h 以及 g m l c 之间的l r 接口来实现i 3 g m s c 厂v l r ：负责u e 鉴权，管理与呼叫相关和与呼叫无关的l c s 定位 请求。g m l c 通过l g 接口可以访问。3 g m s c 与定位有关的是计费、定位请求、 鉴权等。 h l r ：包含l c s 用户数据和路由信息，当u e 漫游到其他网络中时也会包 含漫游位置信息。g m l c 通过l h 接口可以访问h l r 。对于漫游的u e ，h l r 和 s r n c 或g m l c 可能不在同一p l m n 中。 g s m 业务控制功能g s m s c f ：l c 接口支持c a m e l 用户访问l c s ，仅可适 用于c a m e l p h a s e 3 。 2 5 本章小结 今年来，移动台定位技术对于蜂窝网络，特别是未来3 g 网络的重要性已得 到广泛认同，包括上海贝卡等许多国内外公司针对这一领域进行了大量研究， 3 g p p 也提出了很多关于定位的研究成果。本章首先对u m t s 网络和上海贝卡 u m t s 解决方案作了阐述，其次对网络内移动台的定位问题，具有定位功能的 u m t s 网络结构，定位逻辑模块在网络内的分布等作了讨论。可以看出，与定位 相关的特定网元和模块在定位过程中各司其职，相互协调，按照特定的规程在处 理定位业务。 1 8 雨京邮l u 学院顺卜学位论文 第3 章定位业务规程 3 1 定位类型 第3 章定位业务规程 在上海贝卡的实现方案中【1 6 1 ，定位类型按照定位请求发出情况可以分为三 种：止于移动台的位置请求( m l r ) 、网络发起的位置请求( n i l r ) 和移动 台发起的位簧请求( m o l r ) 。对于m t - l r 、n i l r 、m o l r 这三种定位过程， 各自对应的l c s 客户端类型可参见表3 - l 。 表3 - 1 定位过程和l c sc l i e n t 类型关系 【定位过程m t _ l r n i l rm 0 一l r il c s c l i e n t 类型 紧急业务yy 增值业务 yy p l m n 运营业务yy 合法的监视服务y 在m t - l r 过程中，又可以将其分为与呼叫相关的m t - l r 和与呼叫无关的 m t - l r 两类。两者在原理上相似，不过前者是在u e 的通话过程中进行的。为了 一般起见，以下章节的分析均是以与呼叫无关的m t - l r 为例。 3 2 核心网部分业务规程【1 7 1 1 8 1 移动网络中，交换子系统侧各接口采用m a p 协议，m a p 是交换子系统各功 能实体之间的协议，它采用交换协议数据与会话的方式，主要传递与移动台漫游 相关的信息。m a p 程序包括移动业务、操作与维护、呼叫处理等。m a p 通过 t c a p 传送，而t c a p 使用m t p 和s c c p 提供的业务。 3 2 1 定位路由规程 l c s 路由规程是核心网内g m l c 和h l r 之间通过l h 接口传输与定位业务 相关的路由信息的过程。路由规程中使用m a p 协议，其消息流程如图3 - 1 。 1 9 南京邮b 学院坝 埤位论文第3 章定位业务规程 圈3 - 1 定位路由规程的消息流 m a ps e n dr o u t i n gi n f of o rl c s 消息的原语。 r o u t i n g i n f o f o r l c s a r g ：= m l e n u m b e r t a r g e t n s s e q u e n c ef 0 】i s d n a d d r e s s s t r i n g ， 1 s u b s c r i b e r i d e n t i t y ， 定位业务中，为了确定u e 位置，首先需要判断出u e 当前所属的m s c s g s n 号。m a ps e n dr o u t i n gi n f of o rl c s 消息正是g m l c 通过h l r 来获得 u e 所属m s c s g s n 地址的请求。h l r 将通过地址解析来对m l e n u m b e r 这个 g m l c 的i s d n 号进行身份鉴权，并且提取出待定位u e 的i s d n 或i m s i 号进 行分析处理。 m a ps e n dr o u t i n gi n f of o rl c sa c k 消息的原语。 r o u t i n g 工n f o f o r l c s r e s ： t a r g e t m s 1 c s l o c a t i o n i n f o u s e r e r r o r s e q u e n c ef ( 0 】s u b s c r i b e r i d e n t i t y ， c 1 l c s l o c a t i o n i n f o ， 2 u s e r e r r o r o p t i o n a l 这罩，i c s l o c a t i o n l n f o 即为从h l r 所返回的定位所需的路由信息，它属于 l c s l o c a t i o n l n f o 类。 雨京邮也学院坝i ：学位论文第3 章定位业务规程 l c s l o c a t i o n i n f o ：= s e q u e n c e n e t w o r k n o d e n u m b e r i s d n a d d r e s s s t r i n g ， i m s i【0 l m s io p t i o n a l ， g p r s n o d e i n d i c a t o r 【2 n u l lo p t i o n a l ， a d d i t i o n a l 一n u m b e r 3 a d d i t i o n a l 一n u m b e r o p t i o n a l ， s u p p o r t e d l c s c a p a b i l i t y s e t s 4 】 s u p p o r t e d l c s c a p a b i l i t y s e t s o p t i o n a l ， a d d i t i o n a l 一l c s c a p a b i l i t y s e t s 5 s u p p o r t e d l c s c a p a b i l i t y s e t s o p t i o n a l 在返回的路由信息中，n e t w o r k n o d e - n u m b e r 和a d d i t i o n a l - n u m b e r 这两个参 数均指的是h l r 所告知g m l c 当前u e 所处的s g s n 的i s d n 号或m s c 的i s d n 号。并且，当n e t w o r k n o d e - n u m b e r 与a d d i t i o n a l - n u m b e r 同时返回时，以前者信 息优先处理。 在3 g u m t s 核心网中，为了区别u e 的位置是在电路交换域的m s c 下还 是分组交换域的s g s n 下，通过g p r s n o d e l n d i c a t o r 参数来告知g m l c 从h l r 所 返回的网络节点号是否是s g s n 号，该参数为1 则表示所返回u e 位置是在核心 网分组交换域的s g s n 范围内。 在可选参数中，s u p p o r t e dl c s c a p a b i l i t y s e t s 用于显示由“n e t w o r k n o d e n u t u b e r ”这个网络节点号所标识的m s c 或s g s n 中所支持的l c s 性能设 置。相应的，a d d i t i o n a l l c s c a p a b i l i t ys e t s 则用于显示由“a d d i t i o n a l - n u m b e r ”这 个附加号码所标识的m s c 或s g s n 中附加l c s 性能设罴。 当由于鉴权失败或消息数据错误等原因而导致的路由信息无法正常返回t h l r 将通过消息中的u s e re r r o r 参数来描述路由失败的原因。参数u s e re r r o r 通 常可分为未知用户、用户不存在、设备不支持、系统错误、未期望的数据值、数 据丢失和请求者所在网络未鉴权这几种错误原因类型。 g m l c 如何处理路由消息的过程，可以通过图3 - 2 g m l c 中的有限状态机简 单的看出消息原语和处理的流程。 南京邮电学院顾十学位论文 笫3 章定位业务规程 图3 - 2g m l c 中路由请求及响应的有限状态机 3 2 2 定位请求规程 当g m l c 从h l r 成功返回的l c s 路由消息中得到了u e 当前所在m s c s g s n 的i s d n 号后，将遵循定位请求规程，通过l g 接 2 1 向已知的m s c s g s n 发送定位请求消息。l g 接口则是g m l c 和m s c s g s n 之间用于传输定位请求 或定位结果的接口，其流程如图3 3 。 南京帅i u 学院颂h 学位论文笫3 章定位业务规程 图3 - 3 定位请求规程的消息流 m a p p r o v i d e _ s u b s c r i b e r _ l o c a t i o n 消息的原语。 p r o v i d e s u b s c r i b e r l o c a t i o n a r g ：= s e q u e n c e i o c a t i o n t y p e m l c n u m b e r l c s c l i e n t i d p r i v a c y o v e r r i d e i m s i m s i s d n o p t i o n a l ， i m s i i m e l 1 c s p r i o r i t y 1 c s q o s s u p p o r t e d g a d s h a p e s o p t 工0 n a l l l o c a t i o n t y p e ， i s d n a d d r e s s s t r i n g ， l c s - c i i e n t i d o p t i o n a l ， n u l l o p t i o n a l ， i m s i o p t i o n a l ， i s d n a d d r e s s s t r i n g l m s i o p t i o n a l ， i m e i o p t i o n a l ， l c s p r i o r i t y o p t i o n a l ， l c s q o so p t i o n a l ， s u p p o r t e d g a d s h a p e s 可以看出，在获取l c s 位置的请求消息中，首先会注明此次定位所请求的 位置类型，可分为当前位置( c u r r e n tl o c a t i o n ) 、当前或前次位置( c u r r e n to rl a s t k n o w nl o c a t i o n ) 和初始位置( i n i t i a ll o c a t i o n ) 三类。另外，在可选参数中还包括 请求该定位业务的l c s 客户端的标识。 l c s - c l i e n t i d ：= s e q u e n c e ( 1 c s c l i e n t t y p e 1 c s c l i e n t e x t e r n a l i d i c s c l i e n t d i a l e d b y m s 1 c s c l i e n t i n t e r n a l i d 1 c s c l i e n t n a m e 【0 】l c s c i i e n t t y p e ， 1 l c s c l i e n t e x t e r n a l i do p t i o n a l ， 2 a d d r e s s s t r i n g o p t i o n a l ， 3 】l c s c i i e n t i n t e r n a l i do p t i o n a l ， 【4 】l c s c l i e n t n a m e o p t i o n a l 其中，l c s 客户端类型可以分为紧急业务( e m e r g e n c ys e r v i c e s ) 、增值业务 0 1 2 3 4 5 6 7 8 南京旧l i t 学院顺i j 学位论文 第3 章定位业务规程 ( v a l u ea d d e ds e r v i c e s ) 、p l m n 运营业务( p l m no p e r a t o rs e r v i c e s ) $ 口合法的监视服务 ( 1 a w f u li n t e r c e p ts e r v i c e s ) 。l c s 客户端名称则是按照u s s d 字符编码的字符。 在定位请求消息中还可能会注明服务的优先级和相应需要满足的q o s 特性。 这罩，当p r i o r i t y 参数置0 时便视为具有定位业务的高优先级。l c sq o s 则确定 了定位需要满足的准确度、响应时间等条件。它将传送到无线接入网，让其尽可 能的满足或达到所请求的q o s 。其中，水平和垂直准确度中第8 个比特置0 ，第 7 至第1 个比特根据3 g p p t s 3 2 0 3 2 中来设定，误差均应低于6 7 【1 8 】。对于响应 时间，不同类型的定位业务或不同的l c s 客户端，对定位结果的返回时间需求 也不相同。这需要在定位准确度和响应时间之间权衡，因为准确度要求高必然要 耗费更多的时间。响应时间可分为“无时延低时延”和“可接受时延”三种， 而“无时延”特性只是将已有的最近一次定位估计返回，并不进行对u e 的重新 定位估计。对于该参数，只定义了“0 ”为“低时延”，1 为“可接受时延”。 对于紧急呼叫，应用本身对响应时间的支持上并没有做出要求，而网络应当提供 尽可能的最小的延时。 当g m l c 和v m s c s g s n 在同网内，在终端和客户端双方约定的条件下， u e 的隐私性限制是可以被客户端所忽略的。定位请求消息中p r i v a c yo v e r r i d e 即 是显示客户端是否可以在不受u e 隐私限制的条件下对其进行定位的参数。 定位遇到的另外一个问题就是定位结果信息的表示。定位结果需要得到的主 要数据就是u e 的坐标，但在实际应用上，也需要对所在区域进行地理描述。为 了具体表现多种不同的形状，3 g p p 为l c s 给出这些形状的定义，即具体表示 在参数s u p p o r t e d g a d s h a p e s 中，根据1 6 比特中前7 个比特的设置可分为： 一椭圆体点 一带有不确定圆的椭圆体点 一带有不确定椭圆的椭圆体点 一多边形 一具有海拔高度的椭圆体点 一具有海波高度和不确定椭圆体的点 一椭圆体弧形。 上面几种形状中的不确定性元素的数学模型是比较多的。3 g p p2 3 0 3 2 中给 南京邮电学院硕 ：学位论文 第3 章定位业务规程 出的关于长度不确定性的数学表达式是，= c l ( 1 + x r 一1 ) ，其中r 是不确定量，单 位为米。c 和x 的取值对于水平和垂直方向是不同：水平方向( 经度和纬度) ， c = 1 0 ，x = 0 1 ：垂直方向( 海拔) ，c = 4 5 ，x = 0 0 2 5 。k 的取值范围是0 1 2 7 ，需 要7 个b i t 。关于角度不确定性，2 n a 2 ( n + 1 ) ，其中0 m s c p o s i t i o n i n gd a t a o d e c i p h e r i n gd a t a o l c sc a u s eo 若定位请求有效，那相应返回的定位结果将会由位置估计这个参数来表示， 并且将透明的传递给核心网m a p 消息中的l o c a t i o ne s t i m a t e 参数，返回给l c s 客户端。同样，若定位请求失败，或无法返回需要满足的定位结果时，取而代之 的便是定位失败原因l c sc a u s e ，例如系统失败、协议错误、定位请求中数据丢 失、定位请求中存在不期望的数据、定位方法失败、终端不可及、定位请求中断、 设备不支持、b s c 间的切换正在执行、b s c 内的切换完成等等。 除了位置估计，接入网还会返回相应的定位数据。定位数据不同于位置估计 所表示的地理坐标，而是服务于计费信息。它包含了定位执行中关于定位方法的 评估可以分为由于失败或干扰而无法定位、定位方法执行但结果无法计算出位 置、定位方法结果可以证明但无法计算出位置、定位方法执行可以计算出位置以 及u e 支持多种基于移动台的定位方法但无法确定实际所用这几种情况。同时也 包含了由b s c 所可能确定的定位方式，分为t a 、t o a 、a o a 、基于移动台的 e o t d 、移动台辅助的e o t d 、移动台辅助g p s 、基于移动台的g p s 、传统g p s 南京| | | | j 电学院坝l 学位论文第3 章定位业务规程 等等。这些信息将都会在核心网中产生的计费信息c d r 内出现。 破译码则是针对请求位置类型是广播辅助数据的破译码时返回的结果。 表3 - 4p e r f o r m _ l o c a t i o