3G系统中定位业务的应用与分析.doc

参考文献摘 要移动定位服务又叫做移动位置服务（LBS-Location Based Service），它是指移动网络通过特定的定位技术来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，为终端用户提供相应服务的一种增值业务。移动定位不仅能够帮助个人客户查询自己和他人的位置信息，而且还能提供基于位置的附加信息服务，包括用户所在位置的商店、银行、书店、医院、宾馆、餐馆等信息。目前，全球范围内普遍使用的移动定位技术主要有四种：Cell-ID技术、TDOA技术、E-OTD技术和A-GPS技术。其中Cell-ID、TDOA是基于网络的，E-OTD是基于终端的，而A-GPS则是网络与终端混合的解决方案。由于E-OTD是专门针对GSM/GPRS而设计的，因此，在3G网络中很可能被淘汰。作为全球拥有移动电话用户数量最多的国家，移动定位在我国拥有广阔的应用前景。但从目前的实际应用情况来看，移动定位用户规模依然较小，移动定位占移动运营商增值服务总收益的比重还比较低。总体上讲，移动定位业务在我国还仅仅处于市场培育阶段，如何有效推动移动定位业务的快速、健康发展，成为摆在移动运营商面前的重要课题。3G网络与移动定位业务之间存在着一种相辅相成的关系，3G网络的最大特点是可以提供高速的无线数据下载功能，这就为移动定位业务提供了更加广泛的发挥空间。而在3G高速无线网络的支持下，又可以利用高精度的定位技术开发出更加丰富多彩的、能为用户生活带来便利的移动定位业务，从而丰富了3G网络中的增值业务，帮助移动运营商提高在移动数据业务上的收入。随着3G技术的快速发展，移动定位业务被认为是最具发展潜力的移动增值业务之一。本文描述了移动定位业务中采用的主要定位技术并进行综合比较，展望移动定位业务的发展前号，并指出当前移动定位业务发展中存在的问题，探讨了解决的办法。关键词：3G；移动定位业务；定位方法；TD-SCDMA 目 录摘 要I第1章 绪论11.1 课题背景11.2 3G系统的发展及移动定位业务开展中的困难11.3 本文主要研究内容2第2章3G定位原理和定位方法32.1 3G定位业务的网络结构32.1.1 3GPP移动定位系统的网络结构32.1.2 OMA的移动定位网络结构52.2 定位方法62.2.1 基于Cell-ID的定位62.2.2基于TDOA的定位72.2.3 A-GPS定位技术7第3章 3G系统中定位业务的实现93.1 定位技术在WCDMA中的使用93.2 定位技术在CDMA2000中的实现93.3 TD-CDMA定位业务解决方案103.4 Wimax网络中实现定位业务的处理方法11第4章 移动定位业务的发展及面临的问题134.1 移动定位业务的发展现状134.2 移动定位业务面临的问题14结 论17致 谢19参考文献21第1章 绪论1.1 课题背景3G，全称为3rd Generation，中文含义就是指第三代数字通信。1995年问世的第一代模拟制式手机（1G）只能进行语音通话；1996到1997年出现的第二代GSM、CDMA等数字制式手机（2G）增加了接收数据的功能，可以接收电子邮件或网页；3G不是在2009年诞生的，在上个世纪的时候其中的一些技术标准就已经趋于成熟，而早在2007年国外就已经产生4G了，而中国也于2008年成功开发出中国4G，其网络传输的速度可达到每秒钟2G，日韩等国3G的运用是上世纪末期的事。而目前国外有些地区已经试运行3.5G甚至4G网络。国际电信联盟(ITU)目前一共确定了全球四大3G标准，它们分别是WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA和WiMAX。移动定位业务（LBS：Location Based Service）作为3G网络中最重要的增值业务之一，全球很多移动运营商都在其2G/2.5G网络中提供了该业务，甚至一些移动运营商已经在其3G网络中提供了移动定位业务，如日本的NTT DoCoMo、KDDI和欧洲的和记3G等公司，他们提供的定位业务可以为用户提供详细、实时更新的数字地图来告知用户的具体位置，并且可以通过电子地图来引导用户寻找酒店、餐厅、商店和其他一些用户感兴趣的商业设施。1.2 3G系统的发展及移动定位业务开展中的困难日本移动通讯巨人NTT DoCoMo已于2001年10月1日开通全球第一个3G服务，该服务基于WCDMA标准。目前，亚洲成为3G发展最快的地区，欧洲紧随其次，美国由于不太热心而在技术准备上远远落后。除了动作最快的日本和韩国，泰国、中国香港也已经发出3G牌照。中国台湾即将发放工3G牌照。 2009年1月7日14:30，工业和信息化部为中国移动、中国电信和中国联通发放3张第三代移动通信(3G)牌照，此举标志着我国正式进入3G时代。移动定位业务被全球的许多移动运营商和咨询机构视为是下一代移动网络的杀手锏应用。3G时代的到来将会为这一“钱景看好”的无线增值业务提供一个更加宽阔的发挥舞台。高精度的移动定位技术加之3G网络所提供的高速无线互联功能将会为移动用户提供更加丰富多彩的移动数据体验，从而真正实现“任何时间、任何地点”的无线生活。尽管移动定位业务的前景十分看好，定位业务的开展却面临很多的困难，如：市场营销策略，GIS策略，隐私控制策略等1.3 本文主要研究内容通过本次论文的撰写，我将对3G定位业务系统原理和定位方法做以研究分析。对3G系统中定位业务的实现做出基本的结论。3G系统中定位业务的市场前景十分广阔，随着我国3G时代的来临及其业务的蓬勃发展，移动定位技术的应用将更加广泛，更加深入，将会与国际先进水平齐头并进。所以，在论文撰写过程中我还对移动定位业务发展的前景和面临的问题进行了研究与探讨。第2章3G定位原理和定位方法 2.1 3G定位业务的网络结构3GPP和OMA两个国际标准化组织都对移动定位业务制定了技术标准，但由于他们各自的侧重点不同，所以他们制定出来的定位标准也各有不同。运营商可以根据自己现有的网络现状和发展策略来选取不同的标准部署定位网络，运营商选取的标准不同，将会导致最终部署的移动定位网络结构也有很大区别。3GPP主要负责制定3G网络实现的技术标准，首先考虑的是无线接入网络和核心网络的实现，然后才考虑业务的实现。定位业务在3GPP中被看成是3G网络的附加功能，可以通过在已有的网络信令中添加必要的指令来实现。因此3GPP定位功能的实现是基于控制层面（Control Plane）的，为此定义了三种定位方法：Cell-ID/Cell-ID+RTT（Round Trip Time）、OTDOA（Observed Time Difference Of Arrival）和A-GPS（Assisted Global Positioning Systems）。 OMA是面向移动数据业务的标准化组织，主要从应用层面上来考虑实现。它定义的定位功能是基于用户层面（User Plane）的，其目标是将3G移动通信网络仅看成“承载”，定位消息被打成IP包在其中传输。因此，和3GPP定位标准不同，OMA基于用户层面的实现方法对3G移动通信网络中的网元和接口均没有特殊要求，移动通信网络只是提供IP通道而已。在这种情况下，移动定位网络与3G移动通信网络是独立的，仅通过标准接口进行连接即可。但由于OMA定位标准无法利用移动通信网络中的无线信令资源获取定位信息，所以OMA标准目前只规定了Cell-ID和A-GPS两种定位方法，3GPP中定义的Cell-ID+RTT和OTDOA由于利用了网络的无线信令资源，在OMA目前的方案中无法简单的实现，但基于Cell-ID和A-GPS的定位方法已经能提供足够高的定位精度。由于上述差异，所以3GPP基于控制层面和OMA基于用户层面的定位系统网络结构也各有不同。2.1.1 3GPP移动定位系统的网络结构图2-1所示阴影模块是需要在3G网络中新增的网元，此外还需要对Node B、RNC、MSC/SGSN及HLR等网元做适当的修改。下面对定位相关的主要网元功能进行说明： 图2-1 基于控制层面定位系统的典型网络结构GMLC（Gateway Mobile Location Center）：完成LCS Client对UE位置请求的处理，获得用户的经纬度信息返回给LCS Client。同时，GMLC还是定位业务系统的运营平台，完成用户数据管理、业务数据管理、业务签约信息管理、SP数据管理和计费等功能。 RNC/SMLC（Serving Mobile Location Center）：根据3GPP协议，SMLC功能可以集成在RNC内部，也可以作为一个单独的设备独立设置。目前设备厂商大多采用SMLC与RNC集成的方法实现。RNC/SMLC的功能包括定位方法选择、定位流程控制、UE位置计算以及向UE提供定位辅助数据等。RNC/SMLC根据此次定位请求的QoS、终端的定位能力、网络的定位能力等条件选择一种合适的定位方法，并对定位流程进行控制，向定位网元或目标终端发送相应的数据和指令，这些网元或终端负责执行与定位方法相关的位置测量操作，然后RNC/SMLC根据测量数据计算UE的位置。 Node B：提供定位相关的测量，提供IPDL（Idle Period Downlink）发射机制以辅助OTDOA定位，以及提供GPS参考接收机的数据等功能，具体包括： (1)对指定移动台的RTT测量，主要用于CELL-ID+RTT定位方法； (2)对小区的公共测量：如GPS小区帧定时测量，以及SFN-SFN观察时间差测量，主要用于OTDOA定位； (3)据RNC下发的小区参数，控制IPDL发射； (4)供GPS参考接收机的数据。 Node B的测量结果通过标准的Iub接口上报RNC，用于定位计算。值得注意的是，上述Node B的功能是Cell-ID/Cell-ID+RTT、OTDOA和A-GPS这三种定位技术都实现时所必备的功能，实际网络部署中Node B的功能与运营商所选取的定位方法相关。 LMU （Location Measurement Unit）：位置测量单元。提供SMLC所需要的网络定位测量功能，根据3GPP协议要求，LMU提供的网络测量包括GPS小区帧定时测量，SFN-SFN观察时间差测量，以及提供GPS参考接收机的数据等。LMU一般用于OTDOA中。基于控制平面的定位过程如图2-2所示，可简单描述为：LCS Client向GMLC发定位请求后，GMLC向HLR获取被定位用户目前所处的MSC/SGSN地址，然后GLMC向该MSC/SGSN发起定位请求，MSC/SGSN调用无线接入网中的定位网元（包括SMLC、RNC、Node B、LMU等）执行此次定位操作，网络采用合适的定位方法计算出用户经纬度后，返回定位报告，由LCS Client对经纬度信息进行处理后以合适的形式（如MMS、WAP PUSH等）返回给用户。图2-2 3GPP的定位过程2.1.2 OMA的移动定位网络结构图2-3 基于用户层面定位系统的典型网络结构 图2-3所示阴影模块是需要在3G网络中新增的网元，其中Positioning Server和LCS Manager完成的功能分别与图1中的SMLC和GMLC相对应。下面对图3中网络结构中定位相关的网元功能进行说明： LCS Manager：完成对UE位置请求的处理，获得用户的经纬度返回给LCS Client。同时它还完成用户数据管理、业务数据管理、业务签约信息管理、SP数据管理和计费等功能。 Positioning Server：采用不同的定位方法计算UE的位置信息，返回给LCS Manager。该定位服务器与UE的定位信息交互通过移动网络的IP承载。 定位过程如图4所示，可以简单描述为：当LCS Client向定位系统中的LCS Manager发定位请求，LCS Manager随后向被定位UE所处的Positioning Server发起定位请求，LCS Manager收到响应后向UE发送目前为该UE服务的定位服务器地址，以供UE与定位服务器之间建立IP连接传输定位消息，定位服务器计算出用户的经纬度信息后返回定位报告，最后由LCS Client对经纬度信息进行处理后以合适的形式（如MMS、WAP PUSH等）返回给用户。图2-4 OMA标准的定位过程2.2 定位方法目前，全球范围内普遍使用的移动定位技术主要有四种：Cell-ID技术、TDOA技术、E-OTD技术和A-GPS技术。由于E-OTD是专门针对GSM/GPRS而设计的，因此，在3G网络中很可能被淘汰。2.2.1 基于Cell-ID的定位Cell-ID定位技术是根据移动台所处的小区标示号（Cell-ID）来确定用户的位置。移动台在当前小区注册后，在网络中就会有相对应的Cell-ID，只要系统知道该小区基站的中心位置和该小区的覆盖半径，就能够获取移动台的位置信息。这种技术一般只能定位到某个基站或者基站下面的某个扇区，属低精度定位。它的定位精度取决于下列因素：（1）小区半径；（2）基站类型，全向/扇区；（3）MS（Mobile station）与小区中心的距离。Cell-ID定位方式的主要优点是无需对手机或网络进行修改，易于实现；有很好的覆盖性与可靠性；响应时间短，整个定位过程仅需1秒左右。缺点是定位精度较差且依赖于基站覆盖区域的大小，一般定位精度在数百米。在基站分布较少的地区，如郊区和农村难以获得理想的定位精度。Cell-ID定位方法技术相对简单，投资较低，可以让移动运营商迅速进入市场。在今后的3G网络中该技术将会与其他高精度的定位技术并存，以满足用户的不同需求。2.2.2基于TDOA的定位到达时间差（Time Difference of Arrival，TDOA）定位的基本原理是测量不同基站接收到同一移动站的时差，并由此计算出移动站到不同基站的距离差。移动站到任何2个基站的距离d可以在2个基站之间给出一条双曲线，移动站一定处于该曲线上。当同时有N个基站参与测距时（N3），由多个双曲线之间的交汇区域就是对用户位置的估计3。TDOA定位技术可应用于各种移动通信系统（GSM、WCDMA、窄带CDMA和CDMA2000中），尤其适合CDMA系统，CDMA系统用扩频方式将信号频谱扩展到很宽的范围，使系统具有较强的抗多径能力。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。TDOA定位方式的优点是定位精度较高，但它的精度随环境的不同而不同。在较开阔的地区，如郊区、乡村等，TDOA受多径干扰影响小，可以将移动台定位精度在1020 m范围内；在城区，由于高大建筑物较多，电波传播环境复杂，一般要经过折射或反射，影响定位精度，定位精度在100200 m。该技术也无需对手机进行修改，可以直接向现存用户提供服务。但该技术定位响应时间比Cell-ID技术略长，需要7 s左右。2.2.3 A-GPS定位技术A-GPS（Assisted Global Positioning Systems）是网络辅助的GPS定位的简称。这种方法需要网络和移动台都能够接收GPS信息。它的基本原理是：GPS接收机将测量到的GPS辅助信息记录下来，发送至蜂窝移动网络，定位系统接收GPS参考接收网络发送的GPS导航电文，然后结合网络其他信息，加工成辅助GPS信息（包括GPS伪距测量的辅助信息和移动台位置计算的辅助信息）并提供给移动台，利用这些信息，移动台可以快速捕获卫星并接收到测量信息，然后将测量信息发送给网络中的定位服务中心，由它计算出移动台当前所处的位置。由于位置计算是在网络侧完成的，移动台的GPS接收实现复杂度大大降低，并能够降低功耗。A-GPS定位精度高，在开阔的环境中，如城郊或乡村，多径和遮挡是可以忽略的，A-GPS的定位精度能够达到10 m左右甚至更优；如果移动台处于城区环境，无遮挡并且多径不严重，定位精度将在3070 m之间；如果移动台在室内或其他多径和遮挡严重的区域，此时移动台难以捕捉到足够的卫星信号，A-GPS将无法完成定位。与前两种定位技术相比，A-GPS定位方法的响应时间稍长，在冷启动情况下，A-GPS定位的响应时间为1030 s；在正常工作状态下，定位响应时间为310 s之间。第3章 3G系统中定位业务的实现国际电信联盟（ITU）在2000年5月确定W-CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA以及WiMAX四大主流无线接口标准，写入3G技术指导性文件2000年国际移动通讯计划（简称IMT2000）。3.1 定位技术在WCDMA中的使用WCDMA，全称为Wideband CDMA，也称为CDMA Direct Spread，意为宽频分码多重存取，这是基于GSM网发展出来的3G技术规范，是欧洲提出的宽带CDMA技术，它与日本提出的宽带CDMA技术基本相同，目前正在进一步融合。W-CDMA的支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商，日本公司也或多或少参与其中，包括欧美的爱立信、阿尔卡特、诺基亚、朗讯、北电，以及日本的NTT、富士通、夏普等厂商。 该标准提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演进策略。这套系统能够架设在现有的GSM网络上，对于系统提供商而言可以较轻易地过渡，但是GSM系统相当普及的亚洲对这套新技术的接受度预料会相当高。因此W-CDMA具有先天的市场优势。在WCDMA中三种定位技术可以在不同情况下使用，基于CELLID的定位方法可以在定位精度要求较低时使用；OTDOA方法可以在定位精度要求较高并且终端和网络无GPS接收装置时使用；而网络辅助GPS定位方法则适宜定位精度要求高且终端和网络有GPS接收装置时使用。另外，这几种方法可以同时混合使用，以弥补彼此的不足。例如同时使用CELL-ID和OTDOA技术，就可以在农村和密集城区获得较好的定位效果。在WCDMA网络商用初期，多数终端没有GPS设备，而且定位业务种类不丰富，网络将主要利用前两种方法提供定位业务；随着网络的发展和成熟，网络辅助的GPS定位技术的应用将会有所增加，网络将同时使用多种定位技术在不同情况下为不同的应用和不同的用户提供定位服务。3.2 定位技术在CDMA2000中的实现CDMA2000是由窄带CDMA(CDMA IS95)技术发展而来的宽带CDMA技术，也称为CDMA Multi-Carrier，它是由美国高通北美公司为主导提出，摩托罗拉、Lucent和后来加入的韩国三星都有参与，韩国现在成为该标准的主导者。这套系统是从窄频CDMAOne数字标准衍生出来的，可以从原有的CDMAOne结构直接升级到3G，建设成本低廉。但目前使用CDMA的地区只有日、韩和北美，所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。不过CDMA2000的研发技术却是目前各标准中进度最快的，许多3G手机已经率先面世。该标准提出了从CDMA IS95 (2G) - CDMA20001 x - CDMA20003 x (3G) 的演进策略。CDMA20001x被称为2.5代移动通信技术。CDMA20003x与CDMA20001x的主要区别在于应用了多路载波技术，通过采用三载波使带宽提高。目前中国电信正在采用这一方案向3G过渡，并已建成了CDMA IS95网络。定位业务是非常具有CDMA特色的业务之一。在CDMA系统中，为了软切换的需要，移动台需要不停地扫描来自不同基站的信号，并计算这些信号的时延。而时延可以转换为与基站的距离。如果能够接收到多个基站的信号，就可以确定移动台的相对位置。除了这个技术以外，在室外条件下，还可以使用GPS定位技术以提高精度。所以，CDMA系统中采用的定位技术叫做“混合定位技术”。 在无线接口上，支持上述两个关键技术的标准是3GPP2CS0022，对应的美国标准是IS801。 在网络部分，有多个标准与CS0022配合。除了用于美国紧急呼叫业务的以外，最主要的一个是3GPP2NP0013，对应的美国标准为IS881。这个标准主要规定了定位系统的网络结构，及其网络实体间的信令。它规定定位系统由两个功能实体构成，其中定位实体（PDE）负责实现具体的定位操作，而移动定位中心（MPC）负责接口功能，对外提供位置信息，并保证安全和个人隐私。 在应用部分的标准还不完善，正在制订的标准有智能网第三个阶段的标准。它主要规定了智能网如何使用定位信息提供业务。在3GPP2，这个标准是NP0011，对应的美国标准为IS84。定位部分的标准也同样适用于IS95A系统和CDMA2000系统。3.3 TD-CDMA定位业务解决方案TD-CDMA全称为Time Division - Synchronous CDMA(时分同步CDMA)，该标准是由中国大陆独自制定的3G标准，1999年6月29日，中国原邮电部电信科学技术研究院（大唐电信）向ITU提出。该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中，在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。另外，由于中国内的庞大的市场，该标准受到各大主要电信设备厂商的重视，全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TDSCDMA标准。 该标准提出不经过2.5代的中间环节，直接向3G过渡，非常适用于GSM系统向3G升级。 同属于3GPP规范框架,TD-SCDMA的LCS实现方案在网络结构上与FDD系统类似。由于TD-SCDMA采用诸如智能天线、定时提前测量等技术,使TD-SCDMA可以利用单基站进行用户位置的定位,比同等条件下(同样使用单基站的Cell ID定位)FDD系统的定位精度高。目前在TD-CDMA接入网中已经可以获得用户的CELL ID、AOA、RXTimingDeviation和TXTimingAdvance等相关信息。不需对任何设备进行改动,TD SCDMA系统即可实现单基站定位。因此,可在实验和初期商用阶段采用单基站定位方法;在3G规模商用并随着定位业务市场本身的成熟,采用OTDOA IPDL、A GPS或混合定位方法支持定位精度要求较高的业务。TD-SCDMA定位业务采用单基站定位, 基于CellID + AOA + RXTiming Deviation + TXTiming Advance。利用智能天线技术和UE/NodeB辅助测量定时信息可以精确地获得位置信息。3.4 WIMAX网络中实现定位业务的处理方法WiMAX 的全名是微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access)，又称为80216无线城域网，是又一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线连接方案。将此技术与需要授权或免授权的微波设备相结合之后，由于成本较低，将扩大宽带无线市场，改善企业与服务供应商的认知度。2007年10月19日，国际电信联盟在日内瓦举行的无线通信全体会议上，经过多数国家投票通过，WiMAX正式被批准成为继WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA之后的第四个全球3G标准。WiMAX技术发展至今，分别经过了802.16a，802.16d，802.16e几种协议的发展过程。目前的设备基本上是基于802.16d的，主要定位于无线城域网。下一阶段的802.16e将会应用于个人宽带接入，届时随着终端设备的不断丰富，还会有更多的工业应用。由于具备非视距传输、高带宽、面向连接、面向IP、基于业界标准等突出优点，WiMAX在无线城域网领域具有非常广阔的应用范围，为运营商带来了发展新业务的机会。WIMAX的定位技术的实现还在开发阶段，它可以用一种MS处于AWAKE状态下基于CELL ID的WIMAX提供定位业务的处理方法，包括步骤：LS通过R3接口向LC发送定位请求消息；LC把BS ID映射为小区的实际地理位置信息；LC通过R3接口向LS返回定位响应消息。此方法已由北京三星通信技术研究有限公司；三星电子株式会社申请了专利。此专利发明了在WIMAX网络中实现定位业务的处理方法、信令流程、消息原语及其主要参数。此发明基于CELL ID、TODA和A-GPS提出了WIMAX网络内部不同网络实体进行交互以提供定位业务的处理方法、信令处理流程和步骤及其接口消息。若采用其他的定位技术，也可以根据实际情况，选择上述流程中的若干步骤、流程中的若干消息原语或者消息中的若干参数来实现。此发明提供了WIMAX内部各实体协同工作来提供定位业务的机制，并弥补了目前WIMAX标准中相应的空白。第4章 移动定位业务的发展及面临的问题4.1 移动定位业务的发展现状基于位置信息的业务和应用是移动通信领域中重要的增值业务之一。通过定位技术，可以开展多种与位置相关的增值信息服务。因此，移动运营商均对定位技术和基于定位技术实现的增值应用高度重视，把它作为提供异质服务的强有力手段之一。从与位置信息相关的应用和业务开展的视角，基于定位技术的增值业务开展、产业链的构成、系统的实现以及业务管理等问题日渐明朗。 近年来，基于定位技术的位置信息业务和应用受到了世人的瞩目，全球各大移动运营商都正在积极部署这项非常具有潜力的增值业务。美国权威机构曾估计，2004 年，美国的“移动定位业务”的产值达到40 亿美元，而在全世界范围内达到300 亿美元。欧洲研究报告也曾指出，2005年定位业务市场将达到43.8 亿欧元。预计在未来几年内，中国的移动定位业务市场规模很快会达到10 亿元以上，而且还会加速持续增长。尤其是随着近几年来，中国的经济发展取得了令世人瞩目的成绩，旅游业得到了长足发展，家庭汽车的拥有率也逐年提高，这些都极大地拓展了我国居民的活动空间，因此基于位置信息的业务和应用的潜在市场正以我们难以描述的速度在日渐累积和成熟。 基于定位技术实现的位置信息业务系统，是提供以位置信息为主的集成多种综合信息的应用和服务。与定位服务相关的产品将是移动运营商给用户提供的未来的主要增值业务之一。在目前和未来，该类业务和应用是移动运营商为了摆脱业务同质化竞争，开展个性化服务进而提高营业收入的重要手段之一。目前，为了有效地面对竞争，寻找新的业务收入增长点和提供与众不同的增值业务的需求正在并且将持续增长下去，这些都为基于位置信息的业务和应用营造了良好的发展空间。基于位置信息的业务和应用所涉及的产业链环节较多，因此拓展新的、具有独特特色的应用的空间就非常大，随着移动数据技术和业务实现技术的不断成熟和发展，完全可以预见在不久的将来围绕位置信息的业务和应用将形成一个新的产业环境。根据目前已开通3G业务的国家和地区看，定位业务将在未来有更广阔的应用。其中高精度定位的定位精度可以达到5-50米。据此可以开展城市导航、资产跟踪、基于位置的游戏、合法跟踪、高精度的紧急呼救等对精度要求较高的定位业务。4.2 移动定位业务面临的问题移动定位服务是3G时代移动增值业务中最具吸引力的业务，同时也是产业链合作环节最为复杂的业务之一。从目前的实际应用情况来看，移动定位用户规模依然较小，在市场认知、内容开发、产业合作等方面，国内移动定位业务的发展仍存在着诸多问题:（1）市场营销策略有市场调查显示，在移动运营商提供的诸多移动增值业务中，大概只有28%的手机用户知道移动定位业务，在所调查的21项移动增值业务中名列第11位，远低于手机铃声下载（67.2%）、图片下载（57.8%）、收发彩信（48.4%）和彩铃业务（39.1%）的认知率。移动定位业务在国内的发展已有3年左右的时间，但其市场认知度依然偏低，甚至低于较晚推出的彩铃业务。因此，如何加大市场推广力度，有效提高移动定位业务的市场认知度，这是移动运营商和SP等各方需要考虑的问题。市场营销策略应该更多的考虑从“以产品为中心”向“以用户为中心”的理念转变。运营商应该加强用户需求、消费行为、消费偏好的研究，开拓细分市场，为用户提供个性化服务。通过加强数据挖掘和用户行为分析，从提升用户满意度的角度出发，设计顺畅合理的业务流程，改善用户体验。例如升级业务处理界面等，给用户的使用过程带来新鲜感。（2）GIS策略定位业务的开展面临的另一个问题是GIS的策略问题.用户一般并不能通过解读经纬度信息得到自己想要的信息，这个工作要通过LCS Client访问GIS系统完成。就GIS系统而言，它一般包含两个部分：搜索引擎和地图信息库.GIS厂商的能力主要体现在搜索方面的准确性和速度，以及地图信息的完备性、及时性.由于定位业务往往和地域相关，用户漫游到一个地方后往往最关心漫游地的定位信息，所以开展全国性定位业务有很大的用户需求，因此由移动运营商和GIS厂商合作提供GIS能力是一种更具有前瞻性的方案，在业务质量标准清晰的情况下，这种模式也允许部分LCS Client自己和GIS厂商合作提供GIS能力。这种策略又派生出两种做法：集中式GIS查询和分布式GIS查询。从趋势而言，由运营商提供GIS能力是将来的方向，至于采用集中式还是分布式的方案，需要各运营商根据自己的组织架构以及和GIS厂商合作的程度来决定，在Li接口完善并被普遍接受的情况下，分布式的方案显然可以节省投资。（3）业务组合的功能视角结合了定位业务接入网关，定位业务天然是一个组合业务，涉及到多个业务系统的协同工作，这也给定位业务的开展带来了难度。现在看来，通过统一的业务管理平台来协调各业务系统提供组合业务是解决组合业务潜在问题的根本方法。不过，在没有统一业务管理平台或统一业务管理平台能力不够完善的时候，也有两种替代性的方法：一种方法是提供组合业务ID，另一种是在定位业务接入网关统一把关。其实，这两种方法和如何看待业务组合是直接相关的，有两种视角来看待定位业务接入网关和定位业务系统（主要指GMLC的运营功能）的关系：定位业务接入网关（SMS、MMS、WAP等）和定位业务系统是等同的，定位业务接入网关和定位业务系统必须分别保存自己的用户信息、提供计费能力（特别是预付费能力）；定位能力是运营商提供给LCS Client的能力，定位业务接入网关仅仅把LCS Client看成是具有定位能力的特殊的SP/CP，也就是说，对定位业务接入网关而言，定位是一些特定的SP/CP具有的能力。从第一种视角而言，要提供组合业务，就必须提供一个组合业务ID，定位业务接入网关和定位业务系统通过组合业务ID来绑定整个流程，使得用户能通过一个完整的业务流程得到定位服务，否则，欺诈将只能通过复杂的事后管理来限制；第二种视角从业务提供的角度而言是清晰的，不过会引起一些管理问题，比如定位业务的订购关系是应该存在于定位业务接入网关还是GMLC中等。总体而言，不管是在管理的严密性上还是在管理的效率上，统一的业务管理平台是提供组合业务的最好方法，但这种方法还在发展中，需要各运营商定制，也是最复杂的方法；在统一业务管理平台还没有实现的时候，通过定位业务接入网关来控制组合业务是比较好的解决办法。（4）隐私控制策略隐私控制面临的第一个问题是是否需要定位通知。提供定位通知对系统而言是一个难题，因为用户回复通知的不确定性将给系统带来较大的负担。一般的做法是系统会设置一个缺省的未回复判定和缺省的等候时间，如果用户没有回复或未及时回复则判定为允许或不允许。至于隐私的设置，这是一个通用的问题，下面的隐私控制策略可供参考。GMLC对被叫用户的私密性设置进行检查。被叫用户可以设定自己缺省的授权方式和黑白名单列表进行隐私控制。GMLC支持三种基本的授权方式：无条件允许、无条件拒绝、需要确认.对无条件允许用户的查询请求，GMLC无条件允许查询被叫用户的位置信息；对无条件拒绝用户的查询请求，GMLC拒绝所有对被叫用户的位置查询请求；对需要确认方式用户的查询请求，GMLC将向被叫用户发起定位通知，被叫用户对发起定位用户的位置查询请求进行同意或拒绝的确认，GMLC根据确认结果同意或拒绝该查询请求。GMLC可设置一个默认的授权权限值，对黑白名单以外的所有UE适用.同时，用户可以通过自服务系统更改该授权权限值。GMLC应该支持被叫用户以下所列的隐私控制设置方式。当用户缺省的授权方式为无条件允许时，被叫用户可以将特定人群加入黑名单。黑名单中的用户发起的定位请求被无条件拒绝，而其他所有用户可以无条件对被叫用户定位。当用户缺省的授权方式为无条件拒绝时，被叫用户可以将特定人群加入白名单。白名单中的用户可以无条件对被叫用户定位，而其他所有用户的定位请求被无条件拒绝。当用户缺省的授权方式为需要确认时，被叫用户可以将特定人群加入白名单或黑名单。白名单中的用户可以无条件对被叫用户定位，黑名单中用户发起的定位请求被无条件拒绝，而其他所有用户发起的请求需要被叫用户确认后才能决定是否被允许进行定位。除了上面谈到的用户和用户之间的隐私控制外，用户和SP提供的业务之间也有隐私控制的问题，控制策略可以借鉴以上的策略。结 论通过本次论文的撰写，我对3G系统中定位业务的实现有了基本的了解与掌握。移动定位业务在3G系统中有很广阔的发展空间。但由于其定位方法的复杂也给其应用带来了一定的困难。本次毕业论文详细介绍了移动定位的原理和定位的四种方法，了解了移动定位技术在国内外的市场发展状况，说明了其在3G系统各个标准中的应用方案。探讨了移动定位业务在发展中的问题及解决方案。通过论文的研究表明，3G系统中的定位业务在早先开展3G业务的国家和地区的发展良好，但是也存在一定得问题；移动定位业务在3G系统中的实现还需要从定位方法，GIS策略，隐私控制和市场推广等几方面进行加强与改进。而在中国即将到来的3G时代、巨大的市场需求等都成为中国移动定位服务发展的强劲推动力，对于运营商、位置服务内容商、移动终端厂商而言，都存在着巨大的商机，只要把握住市场的方向，最终将获得很高的收益。致 谢论文的撰写即将结束，在此我要由衷地感谢在这次毕业设计阶段帮助过我的指导老师和同学。在毕业设计完成的过程中，首先就是现确定论文的题目，这要感谢我的指导老师王玥玥老师，是她非常支持我选择以工作内容为内容撰写论文的，在她的指导下我确定了论文的题目；然后，在撰写论文的过程中，她不惜花费自己宝贵的时间对我论文的撰写进行每一步的指导，同时感谢我单位的领导和同事，不仅工作上大力帮助我而且对我撰写论文给了很大的鼓励与支持，帮我收集相关资料、做具体的指导；此次论文完成的过程中倾注了老师和同事大量的心血，在论文完成之际，我特此向我的指导老师王玥玥再次表示衷心的感谢。参考文献1 肖善鹏，张蕾. 现代电子通信. 北京: 清华大学出版社, 2006.2 冯玉珉. 通信系统原理. 北京: 清华大学出版社, 2003.3 李树广. 数字通信. 北京: 机械工业出版社, 2006.4 李亦农. 3G业务及相关技术. 北京: 人民邮电出版社, 2007.5 窦中兆. CDMA无线通信原理. 北京: 清华大学出版社, 2004.袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃