移動定位技術解決方案--卓望

中國移動實現(xiàn)移動定位技術的解決方案 產品架構部 林寧 2004-6-22 提 綱 1、背景介紹 2、方案介紹 3、結束語 提 綱 1、背景介紹 2、 方案介紹 3、 結束語 背景介紹 1、業(yè)務概念 2、 市場背景 3、 業(yè)務模型 4、 普遍使用的移動定位技術 5、 技術比較 5 業(yè)務概念 基于位置的業(yè)務（ LBS-Location Based Service）是通過移動通信網絡獲取移動終端用戶的位置信息（經緯度坐標），在電子地圖平臺的支持下，為用戶提供相應服務的一種增值業(yè)務。 6 背景介紹市場背景（ 1） 移動定位業(yè)務目前正處在市場培育階段，全球各大移動運營商都分別在其 2代或 2.5代的網絡中展開了相應的定位業(yè)務，并正在積極籌備在 3G網絡中提供這項極具潛力的增值業(yè)務 。 中國移動作為國內最大的移動通信運營商，正積極地研究移動定位技術 。 7 背景介紹市場背景（ 2） 美國權威機構預測： 2004年 “ 移動定位業(yè)務 ” 的產值在美國將達到 40億美元，而全世界為 300億美元。 歐洲研究報告指出： 2005年定位業(yè)務市場將為 43.8億歐元。 按照日本 NTT DOCOMO無線增值業(yè)務的發(fā)展曲線，數(shù)據業(yè)務的 5%將與定位業(yè)務有關。 8 背景介紹市場背景（ 3） 雖然近年來移動定位技術的發(fā)展很快，但就目前的情況看，如何選擇合適的定位方案仍然是一個令運營商感到頭疼的問題。 面對巨大的市場潛力，中國移動為了能適時向其手機用戶提供移動定位服務，需要制訂一個可行的移動定位解決方案。 9 業(yè)務模型 GIS數(shù)據商 系統(tǒng) SP應用系統(tǒng) 運營商 移動定位 資源服務系統(tǒng) 移動夢網 內容價值鏈 SMS/EMS STK WAP MMS K-java Pocket IE 用戶 10 LBS業(yè)務的主要趨向 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% E-mail message 駕駛導航 交通信息服務 氣象服務 黃頁 PIM 本地服務信息 手機銀行 證券、股票 新聞 LBS services 11 普遍使用的移動定位技術（ 1） CELL ID 該技術是一種最簡單的定位技術，無需對手機和網絡進行修改，就可以向當前的移動用戶提供自動定位業(yè)務，該技術是根據移動臺所處的蜂窩小區(qū) ID號來確定用戶的位置，因此它的定位精度取決于蜂窩小區(qū)的半徑。與其它技術相比，其精度是最低的 ,當需要精度較高的緊急定位服務時， CELL-ID就無法滿足要求了。但是由于該技術投資較低，因此可以讓移動運營商迅速進入定位市場。在今后的 3G網絡中該技術將會與其它高精度的定位技術并存，來滿足用戶不同需求的定位業(yè)務。 目前該技術已經在許多國家（包括我國）的移動網絡中開始為一些精度要求不高的定位業(yè)務提供服務。例如天氣預報、餐館查詢、影院信息等。并且在美國，它已經開始為第 1階段的 E911緊急服務提供支持。 12 普遍使用的移動定位技術（ 2） TOA/TDOA 該技術是采用信號到達時間測量或信號到達時間差測量的定位方式。它是通過測量從發(fā)射機傳到多個接收機的信號傳播時間或時間差來確定移動用戶的位置。是一種基于電波傳輸時間的定位技術。在 AMPS、 GSM、 WCDMA、窄帶 CDMA和 CDMA2000網絡中均可采用這種技術。它的定位精度較高，但對時間基準的依賴性也較高。 TDOA受多徑干擾的影響也較大，在 CDMA網絡中使用的精度較高，因為 CDMA網絡本身具有抗多徑干攏能力，實測結果可達 55米，有望進一步提高到 1020米左右。如果 GSM網絡采用 TDOA方法定位，關鍵在于良好的參數(shù)設計和技術保證。 該技術確定位置信息的響應時間比 CELL-ID技術略長，大約要 10秒。同步 GSM網絡所需要的代價也要比通過 CELL-ID提高網絡性能高得多。但是該技術也無需對手機進行修改，因此可以直接向現(xiàn)存用戶提供服務。目前已有多家美國移動運營商放棄了 EOTD技術改用該技術來滿足 FCC對 E911第二階段的要求。 13 普遍使用的移動定位技術（ 3） A GPS A GPS技術是一種結合了網絡基站信息和 GPS信息對移動臺進行定位的技術，可以在 GSM/GPRS、 WCDMA和 CDMA2000網絡中使用。該技術需要在手機內增加GPS接收機模塊，并改造手機天線，同時要在移動網絡上加建位置服務器、差分 GPS基準站等設備。如果要提高該方案在室內等 GPS信號屏蔽地區(qū)的定位有效性，該方案還提出需要增添類似于 EOTD方案中的位測量單元（ LMU）。 AGPS解決方案的優(yōu)勢主要在其定位精度上。在室外等空曠地區(qū)，其精度在正常的 GPS工作環(huán)境下，可達 10米左右，堪稱目前定位精度最高的一種定位技術。該技術的另一優(yōu)點為：首次捕獲 GPS信號的時間一般僅需幾秒，不像 GPS的首次捕獲時間可能要 2 3分鐘。 14 技術比較 技術方案 基于網絡或手機 定位精度 網絡運營商的投資 終端改造要求 室內覆蓋 技術復雜度 支持的網絡 CELL-ID 基于網絡 100m - 30km 低 不需要 可以 低 GSM/GPRS、WCDMA、CDMA2000 TOA/TDOA 基于網絡 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術本身？ 導航應用 安全與 緊急服務 跟蹤應用 信息服務 應用 運營商 特有應用 A-GPS TOA/TDOA E-OTD CI+TA+Rx Cell I.D. SMS/EMS STK WAP MMS K-java Pocket IE 業(yè)務領域 可使用的技術 業(yè)務表現(xiàn)形式 及用戶界面 移動定位技術本身不是一種業(yè)務的表現(xiàn)形式，更不是一種用戶界面方式。移動定位技術可以看成是一種面向定位類業(yè)務需求的有待開發(fā)的服務 資源 。 結論 提 綱 1、背景介紹 2、方案介紹 3、結束語 方案介紹 1、中國移動的定位解決方案 2、 移動定位服務的業(yè)務流程 3、 用戶自服務流程 4、 移動定位過程的路由原則 5、 用戶隱私管理 6、 計費 18 中國移動定位技術的選擇 中國移動現(xiàn)有的 GSM網絡是一個 2.5G的網絡，限于其建設初期設備的選型和設備能力，在基于 3GPP和 OMA的規(guī)范和協(xié)議標準上，中國移動選擇了基于網絡 CELL-ID定位技術實現(xiàn) LBS業(yè)務的方案。 19 通過基于 CELLID位置技術向 “ 全球通 ” 用戶、 “ 神州行 ”用戶提供定位精度為 300米的 LBS業(yè)務。 系統(tǒng)結構如圖所示 中國移動的移動定位總體解決方案 MS C/ SS PHLRG I S核心網絡接入模塊ISM GBSSSP ( 自帶 G IS 信息）SP ( 不自帶G IS 信息）L e/ L sBO SS網管系統(tǒng)LBS 業(yè)務平臺（ L S P )語音業(yè)務邏輯模塊( 可選 )W A P 網關運營商內部接口SM L C 模塊L BS 業(yè)務管理模塊內部接口L S PSP P ro x y模塊D SM PMMSCLh 和 LhLiL e/ L sLyCM P PLg 接口和短消息MA P 消息CA ME L 2LrL20 支撐 LBS業(yè)務的網元 LBS業(yè)務平臺 (LSP)（包括核心網絡接入模塊、 SMLC模塊功能、 SP Proxy 模塊功能、 LBS業(yè)務管理模塊功能、語音業(yè)務邏輯模塊（可選） 短信網關 ISMG WAP GW SCP DSMP BOSS系統(tǒng) 網管系統(tǒng) GIS MMSC 21 組網方案（ 1） 實現(xiàn) LBS業(yè)務的 “ 一點接入，全網服務 ” 全網分區(qū)建設 LSP，一個業(yè)務區(qū)建設一個LSP。 與中國移動合作的 GIS系統(tǒng)，分區(qū)接入 LSP。各 SP自帶的 GIS系統(tǒng)不接入中國移動的 LSP。 SP的通用數(shù)據、特性數(shù)據存儲在其接入省的 DSMP中。 用戶 LBS業(yè)務的通用數(shù)據存儲在其歸屬業(yè)務區(qū)的 DSMP中。 22 組網方案（ 2） M S CH L RM S CBSSBSSM S CH L RLSPM S CW AP GWI SM GAp p/ SP /ICPBOSS/ 網管G I SBSSBSSM M SCW AP GWI SM GAp p/ SP /ICPLSPBOSS/ 網管G I SM S CH L RM S CM M SC BSSBSSI SM GM S CH L RM S CBSSBSSCMNETI SM GA 業(yè)務區(qū)A省 B省C省D省B 業(yè)務區(qū)D S M PD S M PD S M PD S M P23 移動定位服務的業(yè)務流程（ 1） I S M G / I V R / S C PU s e r D S M P L S P S P1 、 用 戶 L B S 業(yè) 務 請 求 （ M S I S D N ）G S Mn e t w o r kG I S5 、 用 戶 L B S 業(yè) 務 請 求 （ 偽 號 碼 ）6 、 S P L B S 業(yè) 務 請 求 （ 偽 號 碼 ）9 、 主 叫 用 戶 通 用數(shù) 據 鑒 權 （ M S I S D N ）1 0 、 網 絡 定 位 請 求1 1 、 網 絡 定 位 響 應1 2 、 地 圖 信 息 轉 換 請 求1 3 、 地 圖 信 息 轉 換 響 應1 5 、 S P L B S 業(yè) 務 請 求 響 應 （ 偽 號 碼 ）1 6 、 用 戶 L B S 業(yè) 務 結 果 返 回 （ 偽 號 碼 ）1 9 、 用 戶 L B S 業(yè) 務 結 果 返 回 （ M S I S D N ）2 、 用 戶 L B S 業(yè) 務 請 求3 、 偽 號 碼 轉 換 請 求 （ M S I S D N )1 8 、 用 戶 L B S 業(yè) 務 結 果 返 回 （ M S I S D N ）8 、 偽 號 碼 轉 換 （ 偽 號 碼 M S I S D N )1 4 、 主 叫 用 戶 特 性 數(shù) 據鑒 權1 7 、 偽 號 碼 轉 換 （ 偽 號 碼 M S I S D N )4 、 偽 號 碼 轉 換 響 應 ( 偽 號 碼 )業(yè) 務 請 求定 位 過 程業(yè) 務 推 送 7 、 S P 鑒 權用戶定位自身位置 24 移動定位服務的業(yè)務流程（ 2） 用戶定位其他用戶位置 I S M G / I V R / S C PU s e r D S M P L S P S P1 、 用 戶 L B S 業(yè) 務 請 求 （ M S I S D N ）G S Mn e t w o r kG I S5 、 用 戶 L B S 業(yè) 務 請 求 （ 偽 號 碼 ）6 、 S P L B S 業(yè) 務 請 求 （ 偽 號 碼 ）9 、 主 叫 用 戶 通 用數(shù) 據 鑒 權 （ M S I S D N ）1 2 、 網 絡 定 位 請 求1 3 、 網 絡 定 位 響 應1 4 、 地 圖 信 息 轉 換 請 求1 5 、 地 圖 信 息 轉 換 響 應1 7 、 S P L B S 業(yè) 務 請 求 響 應 （ 偽 號 碼 ）1 8 、 用 戶 L B S 業(yè) 務 結 果 返 回 （ 偽 號 碼 ）2 1 、 用 戶 L B S 業(yè) 務 結 果 返 回 （ M S I S D N ）2 、 用 戶 L B S 業(yè) 務 請 求3 、 偽 號 碼 轉 換 請 求 （ M S I S D N )2 0 、 用 戶 L B S 業(yè) 務 結 果 返 回 （ M S I S D N ）8 、 偽 號 碼 轉 換 （ 偽 號 碼 M S I S D N )1 1 、 被 叫 用 戶 特 性 數(shù) 據鑒 權1 9 、 偽 號 碼 轉 換 （ 偽 號 碼 M S I S D N )4 、 偽 號 碼 轉 換 響 應 ( 偽 號 碼 )業(yè) 務 請 求定 位 過 程業(yè) 務 推 送 7 、 S P 鑒 權1 6 、 主 叫 用 戶 特 性 數(shù) 據鑒 權 1 0 、 被 叫 用 戶 通 用數(shù) 據 鑒 權 （ M S I S D N ）25 用戶自服務流程（ 1） 用戶可以通過 WAP、 SMS、 WWW等多種方式開通和取消LBS業(yè)務。 LSPSPDSMPWWW PortalWAP PortalSMS PortalWAPISMG訂購信息訂購信息訂購訂購訂購自服務26 用戶自服務流程（ 2） www方式訂購 /取消業(yè)務 WWW PortalUser DSMP LSP SP1、訂購/取消業(yè)務請求2、返回訂購/取消頁面3、訂購/取消業(yè)務請求6、訂購關系在DSMP、LSP、SP之間進行同步4、鑒權處理5、訂購/取消處理7、訂購/取消成功27 用戶自服務流程（ 3） 通過 wap/sms/voice方式訂購 /取消業(yè)務 WAP Portal/ISMG/IVR/SCPUser DSMP LSP SP1、訂購/取消業(yè)務請求2、訂購/取消業(yè)務請求5、訂購關系在DSMP、LSP、SP之間進行同步3、鑒權處理4、訂購/取消處理7、訂購/取消成功6、訂購/取消成功28 移動定位的多種接入方式 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 業(yè) 務 平 臺（ 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 業(yè)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 移動定位過程的路由原則（ 1） 首先需對 SP進行鑒權處理 (包括通用數(shù)據、特性數(shù)據的鑒權 )； 其次對主被叫用戶進行偽碼轉換； 之后對主叫用戶進行通用數(shù)據、特性數(shù)據的鑒權； 然后由被叫用戶歸屬地的 DSMP和 LSP對被叫進行隱私鑒權；（如果是用戶定位自身位置，只需對主叫用戶進行通用數(shù)據、特性數(shù)據的鑒權）； 最后通過 GSM網絡獲取用戶的位置信息。 32 移動定位過程的路由原則（ 2） 用戶在本地使用本地應用查找本地未漫游用戶 A 區(qū)A 1L S P應 用G I SD S M PH L RA 2123791 01 3 1 141 2 ( 可 選 )865 ( 可 選 )33 移動定位過程的路由原則（ 3） 用戶使用本地應用查找本地漫游用戶 A 區(qū)A 1應 用A 2L S P1B 區(qū)應 用L S PD S M P249H L R78H L RD S M PG I S1 01 11 21 31 5365 ( 可 選 )1 4 （ 可選 ）34 移動定位過程的路由原則（ 4） 本地用戶使用異地應用查找本地用戶 A 區(qū)A 1應 用A 2L S P1B 區(qū)應 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 選 )1 21 9 ( 可 選 )2 0 ( 可 選 )2 1 （ 可 選 ）35 移動定位過程的路由原則（ 5） 本地用戶使用異地應用查找本地漫游用戶 A 區(qū)A 1應 用A 2L S P1B 區(qū)應 用L S PD S M PH L RH L RD S M PG I SG I S2 4C 區(qū)應 用L S PH L RD S M PG I S781 291 01 3 1 41 51 61 71 81 92 0534261 1 ( 可 選 )2 1 ( 可 選 )2 3 （ 可 選 ）2 2 ( 可選 )36 移動定位過程的路由原則（ 6） 用戶使用本地應用查找異地用戶 A 區(qū)A 1應 用B 1L S P1B 區(qū)應 用D S M P23 / 6H L RH L RD S M PG I S1 81 11 241 41 51 6579 ( 可選 )1 01 38L S P1 7 （ 可選 ）37 移動定位過程的路由原則（ 7） 用戶使用本地應用查找異地漫游用戶 A 區(qū)A 1應 用B 1L S P1B 區(qū)應 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 ( 可選 )1 01 38L S P1 41 7C 區(qū)1 9 ( 可選 )38 移動定位過程的路由原則（ 8） 用戶使用異地應用查找異地用戶 A 區(qū)A 1應 用C 1B 區(qū)應 用L S PD S M PD S M PG I SG I SC 區(qū)應 用L S PH L RD S M PG I S1 21 5 ( 可選 )1 92 02 112 3 ( 可 選 )2 5 （ 可 選 ）1 41 7 1 82 22 6234567891 01 6L S P1 11 32 4 （ 可 選 ）39 移動定位過程的路由原則（ 9） 用戶使用異地應用查找異地漫游用戶 A 區(qū)A 1應 用C 1B 區(qū)應 用L S PD S M PD S M PG I SG I SC 區(qū)應 用L S PH L RD S M PG I S1 21 5 ( 可選 )2 02 1 2 211 11 31 41 7 1 82 42 8234567891 02 6（ 可選 ）1 62 5 （ 可 選 ）2 7L S P1 92 3D 區(qū)L S P2 7 （ 可 選 ）40 用戶隱私管理（ 1） LBS業(yè)務終端用戶的隱私管理設置了三級管理機制 ： 業(yè)務提供商 SP在中國移動許可的情況