浙江移动通信有限责任公司 邓庆林
1、CDMA网络主要的定位技术
在CDMA系统中采用的定位技术被叫做“混合定位技术”，也就是说，为了达到定位的目的，采用了多种定位技术。这些技术大致可以分为两类：基于网络的定位技术和基于移动台（MS）的技术。
对基于移动台的技术来说，需要在空中接口上传送信息，所以制定了相应的标准。在目前阶段，已经标准（IS801）化了两种定位技术：辅助GPS技术（AGPS）和到达时间差技术（TDOA）。辅助GPS技术主要依靠GPS卫星完成定位操作。移动台需要接收至少4个GPS卫星的信号，根据这些信息完成定位计算，并将计算结果报告给网络。在这个方面，辅助GPS技术与一般的GPS定位技术是相同的。辅助GPS技术的主要改进在于卫星的捕获技术。对一般的GPS定位技术来说，需要GPS接收机在全码域范围内搜索，以寻找可以使用的GPS卫星。通常这种搜索需要很长的时间，所以不能满足移动定位的需要。在辅助GPS技术中，网络可以根据移动台当前所在的小区，确定正在小区上空的GPS卫星，并将这些信息提供给移动台。移动台根据这些信息，可以缩小搜索范围，缩短搜索时间，更快地完成定位操作。
标准定位服务（SPS）属于GPS的一个服务等级，适用于商业应用包括手机定位，SPS是一种故意降低的定位服务，定位度精度降低到100米（95%），更好的精度可以通过差分修正技术获得，差分GPS（DGPS）技术通过使用一个参考接收器发射修正信息给手机,可以将误差提高到五米以下。
上面提到的两个技术是已经标准化了的技术，还有其它的技术，可以通过内部算法实现，不需要标准。
基于网络的技术包括基于CELL的定位、导频强度测量（PSMM）、测量移动台的环路时延、测量信号到达角度等。
目前CDMA系统中使用的混合定位技术主要使用了前面提到的两种基于移动台的技术。一般来说，GPS技术能够提供很高的定位精度，但在很多情况下，移动台不能够捕获足够多的GPS卫星。这时候，移动台可以利用基站的信号补充卫星的不足。这样，在损失一定精度的条件下，可以提高可用性，甚至可以实现室内定位。
当然定位系统也可以使用一些内部技术，进一步提高精度和可用性。例如：当只能接收到两个基站的信号的时候，通常不能唯一确定移动台的位置。但是，如果曾经连续跟踪了移动台的位置，则可以根据过去移动台的方向和速度，加上这个两个基站的信息确定移动台的位置。
目前现网CDMA20001X定位服务系统采用的就是一种混合定位技术，由内置高通CDMA 1X芯片的手机和网络侧PDE设备配合完成终端位置的计算。
2、位置业务的接入方式
位置业务的接入方式是很多种多样的，总计有如下几种:
消息类接入（SMS/EMS/ MMS / USSD等）
WAP接入
IP网络接入（互联网，局域网，专网等）
语音接入（VoicePortal/客服台/ 114等）
专用程序接入（KJAVA/BREW等）
目前比较常用的接入方式有SMS接入、WAP接入、JAVA接入、WEB接入和BREW接入等。
CDMA20001X位置服务系统目前采用的接入方式是WAP接入和BREW接入。
3、现网CDMA20001X位置服务
a)位置服务平台结构
位置服务平台主要由移动定位中心、定位系统、GIS中间件及计费模块组成。
移动定位中心MPC
负责整个定位操作处理流程的控制，实现对用户和SP的鉴权、用户授权信息的检查、定位方式的选择、发起和建立定位会话、定位接口处理、短信处理、定位详单记录、提供结算接口、定位信息保存和使用等功能。
同时MPC应当支持向CDMAPN4747（IS881）标准定位协议的过渡，可以在将来实现网络方式的定位业务。
i. 定位系统PDE
定位系统主要通过与CDMA1X终端的交互，获得精确的无线终端地理位置，为基于位置的业务提供定位支持。
定位系统支持的定位技术有：CellID、AFLT（AdvancedForwordLinkTrilateration高级前向链路三角算法）方式、A-GPS（Assisted Global Positioning System辅助全球定位系统）方式、混合方式（AFLT和A-GPS相结合）等。
定位系统主要由PDE（PositionDetermiationEntity定位实体），WARN（WideArea Reference Network广域参考网）和基站数据库组成。
ii. GIS中间件
地理信息系统中间件是移动定位中心MPC和业务提供商SP、地理信息系统GIS之间的一个中间实体。移动定位中心提供了定位能力，业务提供商可以根据用户位置信息提供具有自身特色的增值业务，地理信息系统中间件则完成业务提供商和移动定位中心之间的调用并提供GIS引擎的路由能力。同时地理信息系统中间件还以XML或WebServices的方式向业务提供商提供了各种基于位置的增值服务。
iii. 计费模块
结算系统负责完成位置服务系统的相关计费、批价，以及与运营商的计费营帐系统的交互等功能。
结算系统从移动定位中心获得定位计费记录，从地理信息系统中间件获得增值服务计费记录，通过与用户/CP数据系统的接口获得定位费用与网页、增值服务费用，完成定位操作与增值服务的批价，并将批价结果传送到运营商的计费营帐系统。
b) CDMA2000 1X 位置业务平台主要定位流程
现网位置服务平台的定位流程与标准的PN4747方式的定位流程有比较大的区别，主要的区别在于：
现有流程的定位是由手机终端和PDE实体交互完成的，CDMA20001X网络只是提供数据的承载，并不需要网络修改支持定位，这也是联通选择高通方案的最大原因：对于网络影响小，定位精度高。
MO方式的定位流程下现网定位系统的接入只有WAP接入和BREW接入。而MT方式是由网络发起，MPC发一条短消息给手机终端，由手机终端主动发起定位计算过程。
i. 标准定位流程（用户通过WAP方式接入、主动发起GPSOne 方式的定位流程）
用户通过WAP方式接入LCSCLIENT，发送服务请求
WAP浏览器应携带MS版本号信息，LCSCLIENT 根据版本信息判断是符合新规范移动台还是现有移动台，如是前者则执行这个流程，开始步骤B，否则拒绝定位
LCSCLIENT向通过L1接口移动定位中心发送定位请求。启动定时器T4
LCSCLIENT通过WAP返回请求应答
移动定位中心向用户/LCSCLIENT数据库发送鉴权消息，检查发起定位的用户及LCSCLIENT是否被授权
用户/LCSCLIENT数据库向移动定位中心返回鉴权结果
MS向移动定位中心发起定位请求StartPositioningProcessRequest。终止定时器T4
移动定位中心使用GEOPOSREQ消息向定位实体发送定位请求。启动定时器T1
移动定位中心向MS发送定位响应StartPositioningProcessResponse，激活MS发起IS801会话
定位实体与MS之间的IS801消息交互，进行MS位置的计算。要求定位实体在最后一条IS801
定位完成，定位实体使用geoposreq发送定位结果至移动定位中心，移动定位中心存储目标用户当前位置信息
移动定位中心通过L1接口返回MS位置信息给LCSCLIENT
MS通过WAP向LCSCLIENT 发出服务请求
LCSCLIENT通过WAP返回服务信息给MS，为MS 提供服务
ii. 用户取消定位
A-C、同上
D、用户不同意被定位，或者请求用户确认的弹出窗口定时器超时而用户仍未进行确认，MS向移动定位中心发送StartPositioningProcessRequest，取消本次定位请求。终止定时器T4。此时如果因为网络原因移动定位中心未能收到StartPositioningProcessRequest，也执行步骤E。
E、移动定位中心向MS发送定位请求响应StartPositioningProcessResponse
F、移动定位中心通过L1接口返回MS拒绝定位信息给LCSCLIENT
G、MS通过WAP向LCSCLIENT 发出服务请求
H、LCSCLIENT通过WAP返回出错信息给MS
iii. 鉴权未通过或者不能满足该定位请求
A~D、同上。
E、用户/LCSCLIENT数据库向移动定位中心返回鉴权、授权失败消息
F、MS向移动定位中心发起定位请求StartPositioningProcessRequest。终止定时器T4
G、移动定位中心向MS发送定位请求响应StartPositioningProcessResponse。，定位状态标识置为“鉴权失败”
H、移动定位中心通过L1接口返回MS鉴权失败信息给LCSCLIENT
I、MS通过WAP向LCSCLIENT 发出服务请求
J、LCSCLIENT通过WAP返回出错信息给MS
iv. 标准定位流程（网络主动发起，使用GPSOne 方式定位）
LCSCLIENT通过L1接口协议向移动定位中心发送定位请求。消息中包含LCS CLIENT 标识LCS CLIENTID 和查询发起者标识ORID、服务质量PQoS 和目标MS 的用户标识
移动定位中心对LCSCLIENT和目标MS的鉴权，对LCS CLIENT 和查询发起者进行授权检查。移动定位中心向用户/LCS CLIENT 数据库检查LCS CLIENT 和目标MS 是否已签约，发起定位的用户是否有权获取目标MS 的位置信息
用户/LCSCLIENT数据库向移动定位中心返回鉴权结果
移动定位中心使用GEOPOSREQ消息向定位实体发送定位请求。启动定时器T1
移动定位中心通过短信中心向目标MS发送一个特殊MT（移动台终止）短消息，要求MS对查询发起者作授权检查并触发定位进程。启动定时器T3
目标MS向移动定位中心发送MO（移动台发起）短消息，同意定位。终止定时器T3
定位实体与MS之间的IS801消息交互，进行MS位置的计算
定位实体使用geoposreq向移动定位中心返回定位结果。终止定时器T1
移动定位中心存储定位结果，并只在收到移动台的应答MO短消息，其中的信息表示用户同意被定位后，才通过符合L1接口协议的消息向LCSCLIENT 返回定位结果
v. BREW/JAVA 应用的定位流程
MS向移动定位中心发起定位请求StartPositioningProcessRequest（JAVA程序或者BREW程序里面写死了）。在发送StartPositioningProcessRequest定位请求前，MS应弹出一个对话框，要求用户确认是同意还是拒绝定位
移动定位中心向用户/LCSCLIENT数据库发送鉴权消息，检查发起定位的用户及相应的移动台驻留程序是否被授权
用户/LCSCLIENT数据库向移动定位中心返回鉴权结果
移动定位中心使用GEOPOSREQ消息向定位实体发送定位请求。启动定时器T1
移动定位中心向MS发送定位响应StartPositioningProcessResponse，激活MS发起IS801会话
定位实体与MS之间的IS801消息交互，进行MS位置的计算
定位实体使用geoposreq向移动定位中心返回定位结果。终止定时器T1
4、全网分布式服务子系统体系结构
联通一期工程由于业务和地图信息在总部集中提供，不利于本地化特色业务的开展，而且目前MPC具有一些功能局限，如：只提供对单个用户的单次查询，提供的缓存历史数据只是最近一次的数据等，基于以上一系列原因，联通计划在有位置服务需求的省分公司建设定位服务接入子系统，以体现如下优点。
1、降低总部管理CP的工作量和难度：对于本地CP的受理、授权和接入完全可以在总部的统一管理下，由各个分公司负责具体实施。同时面向CP接口的调测工作由分公司负责完成具有实际的可操作性，以提高工作效率。
2、GIS信息便于维护：地图数据的建立、更新和维护工作按各省/地区分散到各个分公司负责管理，相对于总部集中管理而言，更具有可操作性。
3、分担总部的访问量，提高传输效率：目前的定位系统建设中，只包含了一个集中在总部的GIS中间件，该中间件只是提供了一个地图解析和转发功能，如果本地CP请求本地的地图信息，需通过总部的GIS中间件访问本地的GIS系统，本地GIS系统在将地图信息通过总部的GIS中间件返回给本地CP。在CP访问量较大的情况下，GIS中间件的负荷较重，同时也造成传输线路的浪费，随着业务的不断扩展，集中式的GIS中间件将成为业务瓶颈。同时，本地的CP提供的多是本地业务，因此建议本地CP访问本地GIS系统的工作分布到各分公司实现，这样可降低总部GIS中间件的访问量，避免造成瓶颈，并在一定程度上可以提高本地CP访问本地GIS系统的速度。如果需要访问外地的GIS系统，再访问总部的GIS中间件。
4、降低CP的接入门槛，提高分公司收益：为了进一步吸引更多的CP以及向用户（尤其是行业用户）提供更多的服务。定位系统可以在经纬度或地图信息的基础上向CP和用户提供更多的功能，如历史数据的查询（行车路线跟踪）、安全区域告警（如儿童走出一定的地理区域后通知父母）。由于不同的CP或用户有着不同的要求，随着需求量的增加，集中式的MPC处理能力也难以满足这种要求，因此该功能应放在分公司实现，由分公司根据本地用户和CP的需求，灵活处理，增加分公司的收益。另外，定位的很多应用都需要用户的历史位置数据和过去的轨迹，目前，MPC不提供多个位置查询以及位置更新通知等功能，二期工程中也不建议MPC提供该功能，否则随着用户数量的增长，集中式的MPC将难以维护这样一个数据库。另外，数据的缓存如果要本地CP实现，将增加CP的工作量，并且这些数据也不能在CP之间共享。如果由分公司维护本地用户的历史位置数据则可解决MPC集中管理的困难，同时位置数据也可在经过授权的CP之间共享。
定位服务子系统的组网结构
各分公司的业务子系统通过L1接口统一接入总部的MPC，通过总部的MPC获得手机用户的位置信息。各分公司的业务子系统通过GIS接口与总部的GIS中间件连接，以获得异地GIS信息，以及提供本地GIS信息。各分公司的业务子系统的本地计费模块通过话单接口与总部结算中心连接，将需要总部结算的漫游话单传送给结算中心。
定位服务接入子系统的发展
前面已经分析过了，联通建设定位服务接入子系统的主要目的是解决联通各分公司开展本地业务的问题，但是实际上如果完全按照联通定位服务接入子系统建设的规划去建设的话，仍然不能完全解决业务开展的问题，分析如下：
定位服务接入子系统只是完成本地CP的接入，将CP的数据下放到了省分公司。但是用户的数据仍然在总部MPC上，进一步的细分用户群发展业务、用户隐私管理等还无法实现。
具体的定位流程的实现和控制仍然在总部的系统中实现，这样就导致省分公司只能收取基本通讯费以及少量和CP的信息费分成，定位费用则全部由总部MPC收取（BREW方式所有费用由总部统一收取），这样会导致出现“省分公司发展了用户却收不到钱”的现象，会影响省分公司开展业务的积极性。
针对以上问题可采用以下方案。
在业务量较大时，可以考虑升级省分公司的定位服务子系统支持MPC功能，这样本地的用户数据可由省份自行管理，能进一步对不同用户群体提供不同的优惠政策、业务特征、用户隐私管理，激发用户使用定位业务的热情，同时大大降低总部MPC负荷
省分公司能收取基本通讯费以及和CP的信息费分成，而本地用户的定位由省分MPC和总部PDE协同完成（省分建设PDE意义不大，价格较贵，而且总部集中建设的PDE完全可以满足要求），定位费用可以由本地MPC计费与总部分成
省分可以开始考虑建设本省的GIS系统，对CP的合作也进一步扩大范围
----《通信世界》
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