定位業務的架構演進和互通策略論文

　　定位業務是指使用上行時差、增強觀察時差和全球定位系統三種方式對移動臺進行定位，提供與位置相關的資訊的服務。以下是今天小編為大家精心準備的：定位業務的架構演進和互通策略相關論文。內容僅供參考閱讀!

　　定位業務的架構演進和互通策略全文如下：
 

　　在眾多的移動資料業務中,一個能體現移動網特色的業務是移動定位業務。由於人們對移動業務的依賴,移動終端已經非常普及,而且人們習慣將手機隨身攜帶,這樣,通過手機終端來定位使用者,為許多應用提供了美好的前景。

　　本文就定位業務的架構演進和互通策略進行了介紹和分析,探討了定位業務的應用策略和互通策略。為簡便起見,本文大部分內容的描述就移動承載網是WCDMA的情況展開。

　　由於定位業務在移動資料業務中有一定的典型性,其應用和互通策略對其它移動資料業務的開展也有借鑑意義。

　　定位業務的架構

　　定位業務,即基於位置的業務LBS***Location Based Service***,有時也稱為LCS***Location Service***,是指通過行動網路特定的定位技術獲取移動終端的地理位置資訊***經緯度座標***,提供給移動使用者本人、通訊系統或第三方,並藉助地圖資訊的支援,為移動使用者提供與其位置相關資訊的業務。

　　目前在定位業務的架構主要由3GPP的一系列規範規定,OMA的架構與3GPP的架構基本保持一致,僅在使用者平面定位方面有新的思路,這裡先以3GPP的規範為準介紹定位業務的架構。

　　在3GPP的規範中,根據請求發起方的不同,定位業務可以分為三種:

　　1. 終端始發定位請求MO-LR***Mobile Originated Location Request***:終端通過空中介面向定位管理系統直接發起的定位請求,它可以向網路直接請求位置資訊、請求輔助資料或請求將自己的位置傳送給第三方。由於該功能目前應用模式不清晰、靈活性差,幾乎不能在實際應用中見到。

　　2. 終端終止定位請求MT-LR***Mobile Terminated Location Request***:使用最普遍的請求方式,終端通過定位客戶端LCS Client***即第三方或SP***向定位管理系統發出定位請求,終端和LCS Client之間一般要通過為定位業務接入閘道器***短訊息系統、多媒體訊息系統或WAP閘道器等***接入到LCS Client。

　　3. 網路觸發定位請求NI-LR***Network Induced Location Request***:請求從正在為移動終端提供服務的PLMN內部發出,主要應用於支援對緊急呼叫發起方的定位,在這種方式下,定位的結果往往通過定位管理系統傳送到能處理緊急呼叫的專用LCS Client處。

　　圖1示意了定位業務系統的體系結構和三種定位請求發起方式的區別。

　　在圖1中,閘道器移動定位中心GMLC***Gateway Mobile Location Center***是核心的裝置,也就是前面提到的定位管理系統,它不僅處理各種定位請求、根據請求所要求的精度呼叫無線網路的能力得到定位資訊,而且完成定位業務的運營,包括使用者資料管理、業務資料管理、簽約資訊管理、增值應用的鑑權認證和計費等功能。

　　服務移動定位中心SMLC***Serving Mobile Location Center***是具體完成定位功能的邏輯裝置,主要功能是在收到請求後呼叫相應的定位方法進行定位,並將測量訊息轉換為使用者的經緯度資訊。

　　3G核心網裝置MSC或SGSN在這裡類似一個請求代理,主要起著將請求路由並轉發到SMLC的作用。

　　面向開放業務體系的發展

　　1、 基本的趨勢

　　從以上的描述可以看到,儘管通過行動網路進行使用者定位具有天然的優勢,這種技術的本身還是很複雜的,其原因在於完成一次定位往往需要核心網和無線網甚至終端的參與。

　　在3GPP對定位業務進行規範制定時,已經充分考慮到了這種複雜性,並提出了前面描述定位業務架構來將這種複雜性簡單化:

　　1. 3GPP將最終的定位計算單元SMLC固定在無線網側,這主要是因為位置與無線側裝置位置往往是相關的:最基本的定位方法Cell ID可以在無需終端主動參與的情況下通過無線網路確定終端所處蜂窩的ID得到;而OTDOA的定位方法通過內建在Node B中的位置測量單元LMU協作完成,這種協作的控制中心SMLC設定在RNC即可;對A-GPS的定位方法言,參考GPS基準站一般每直徑200～500km需要部署一個,可以考慮和RNC共建,並將相關計算在RNC中的SMLC模組中完成。

　　2. 核心網的MSC或SGSN作為一個請求處理的中間代理出現,它們可以通過Lg介面***MAP信令***接入各種GMLC的請求。

　　3. 3GPP將定位業務的核心接入部件制定為業務層裝置GMLC。GMLC不僅負責接入和各種定位請求,同時還是LCS業務的運營平臺,完成使用者資料管理、業務資料管理、業務簽約資訊管理、SP資料管理和計費等功能。

　　通過以上的努力,定位業務的運作模式已經比較清晰。雖然在提供業務時,運營商需要考慮到終端、無線網、核心網和業務網裝置對定位業務的支援,但各部分的功能和介面都已經劃分得很清晰,各部分的規劃也已經具有一定的獨立性。

　　2、 面向使用者平面的發展

　　儘管3GPP已經將定位業務架構清晰化、簡單化,但因為涉及到核心網、無線網甚至終端在信令底層的參與,整個架構還是相對複雜的,這時,一種更加簡單的架構——基於使用者平面實現定位的架構SUPL***Secure User Plane for Location***被OMA提出,併成為了新的趨勢和可替代方案。相對而言,3GPP的實現方案被稱為基於控制平面實現的方案。

　　圖2示意了SUPL的定位業務架構,定位通過SUPL定位平臺SLP***SUPL Location Platform***和支援SUPL定位的終端SET***SUPL Enabled Terminal***協同完成。SUPL定位平臺又由定位中心SLC***SUPL Location Center***和位置中心***SUPL Positioning Center***兩個部分組成,SLC的功能類似GMLC,SPC的功能類似SMLC。值得注意的是SLP和SET之間的介面LuP,它遵循使用者平面定位協議ULP***User plane Location Protocol***,是定義在從SLP出發經由SGSN、RNC、NodeB到SET建立的IP承載之上的協議,就定位本身而言,SUPL對移動承載網並沒有直接的要求。

　　在SUPL實現具體的定位方法時,由於不再能直接使用承載網的能力,相關的工作主要依賴於終端和定位平臺。對Cell ID的定位方法,需要終端告知平臺自己所處Cell;如果要實現RTT或OTDOA,也都完全依賴於終端是否能調動無線網資源實現相關測量;對於A-GPS,情況簡單一些,GPS基準站通過資料網與SPC相連線,SPC通過使用者面向SET傳遞必要的GPS輔助資料。

　　使用者平面的方案由於無需無線網和核心網裝置直接參與定位的過程,對於新老移動運營商都具有較大的吸引力,畢竟,在無線網部署定位相關的功能部件不是很容易的事:

　　1. 對老運營商來說,舊的承載網裝置可能並不支援定位業務要求的功能,而升級這些裝置支援定位功能將是及其困難的;

　　2. 對新的運營商來說,如果採用使用者面定位方案,對承載網的規劃將得到簡化。

　　不過,應該注意到,使用者面定位方案並不能簡化定位本身的複雜性,所以在進行選擇的時候,各運營商還需要根據自己的運營策略統籌考慮。

　　3、 定位業務的互通

　　在定位中,另一個值得注意的問題是定位業務的互通。

　　1、 需求

　　對於中國可能的新興移動運營商而言,定位業務的互通主要是為了滿足使用者以下幾個方面的需求:

　　1. 發起對各種使用者的定位:使用者不僅可以發起對本地使用者的地位,還應該能發起對異地使用者、異網使用者***含PHS網和其它移動運營商的網***定位;

　　2. 漫遊時仍能選擇開通對自身定位的能力:本網使用者漫遊到異地時或其它採用相同無線接入技術運營商的網路時,仍然能選擇開通對自身定位的能力。

　　為了滿足需求1,要求GMLC在收到對異地使用者或異網使用者的定位請求時,能直接呼叫網路資源對該使用者的終端進行定位或知道將請求轉發給哪個GMLC去處理;為了滿足需求2,網路需要知道使用者漫遊到了那裡,並能通過轉發請求或直接呼叫使用者拜訪地的網路資源對使用者終端進行定位。以下將區分異地的互通和與異網的互通展開分析。

　　2、 與異地定位業務的互通

　　與異地定位業務的互通是指同一PLMN內有多個GMLC時能實現對使用者的定位。

　　當全網只有一個GMLC時,該GMLC通過查詢HLR得到終端當前所拜訪的MSC或SGSN的地址,然後通過信令網將定位請求傳送到該MSC或SGSN即可。

　　當用戶量較大的時候,或處於區域劃分的需要***定位是一個區域特徵較強的業務***,可能需要多個GMLC來協同實現定位業務,此時可能有兩種方案:

　　1. 方案一為每個GMLC都能直接調動所有的MSC或SGSN實現對任一使用者的定位,設定多個GMLC主要是為了實現業務請求處理的負載分擔;

　　2. 方案二為每個GMLC負責一個區域的使用者的定位,GMLC間通過Lr介面互通,使用OMA制定的漫遊定位協議RLP***Roaming Location Protocol***協同完成定位。

　　在方案二中,GMLC之間的互動流程如圖3所示:LCS Client代理使用者的請求,將之傳送到其歸屬的GMLC***該GMLC稱為請求GMLC,簡寫為R-GMLC***,R-GMLC會將該請求轉發到被定位方歸屬的GMLC處理***該GMLC稱為終端歸屬GMLC,簡寫為TH-GMLC***;如果使用者就在本區域,TH-GMLC直接向MSC或SGSN下發定位請求;如果使用者漫遊了,TH-GMLC將定位請求轉發到終端當前所拜訪的MSC或SGSN相關的GMLC***該GMLC稱為終端拜訪GMLC,簡寫為TV-GMLC***,然後TV-GMLC,由TV-GMLC調動網路資源完成定位,最後再將結果返回。

　　儘管方案二的流程比方案一複雜,但可以看到這種方案的邏輯清晰,業務請求先由歸屬地業務系統處理,然後根據是否漫遊將請求轉發到漫遊地業務系統,這對業務計費結算、業務統計和業務管理都極有好處。正因如此,3GPP和OMA一起通過規範確定了這種互動架構和流程。

　　3、 與異網的互通

　　與異網的互通包括與採用其它無線接入技術網路的業務互通和與其它PLMN定位業務的互通。

　　對採用其它無線接入技術網路***比如PHS網、cdma2000網路等***而言,關鍵是要滿足“需求”中描述的問題1,因為不存在漫遊的問題。此時有三種方案:

　　1. PLMN中的GMLC和PHS網中的GMLC通過RLP互通,要求GMLC支援對對方號碼的路由解析;

　　2. PLMN的GMLC和PHS網中的GMLC通過移動定位協議MLP互通***即圖1中的Le介面***,雙方互為對方的SP;

　　3. 要求SP實現對號碼的解析,將請求提交到相應的GMLC,即如果是對PHS使用者的定位就傳送到PHS的GMLC,如果是PLMN的使用者就傳送到PLMN的GMLC。

　　從技術的複雜度而言,方案三是最可取的,但SP處於業務的外層,不好統一控制,比如中國移動和中國聯通通過這種方式互通,就要求SP同時滿足兩個企業對SP的要求;方案二也可行,但增加了GMLC作為SP,管理模式不是很清晰,而且增加了流程;相對而言,方案一在業務流程控制和管理上都是思路清晰的,也吻合了漫遊定位協議RLP制定的初衷,是值得推薦的方案。

　　對採用了相同無線接入技術的異網而言,在滿足“需求”中描述的問題1上,分析和結論是一致的,不過它又增加了兩個問題:

　　1. 通過承載網的裝置的支援,使用者在不同PLMN之間的漫遊時也能實現對終端的定位,由於採用的無線接入技術相同,只要運營商之間實現了網間漫遊,這一要求能實現;

　　2. 由承載網技術是相同的,運營商之間可以採用緊合作方式,要求自己的GMLC能直接訪問對方的MSC或SGSN,不過,根據前面的討論,這種方式類似於“與異地互通”的方案一,其管理模式是不清晰的,不值得提倡。

　　經過以上的分析,可以看到,3GPP和OMA一起制定的定位業務互通方案具有強大的普適性,在各種網路間定位業務互通的情形下都是最適方案。
 

　　小結和展望

　　本文通過對定位業務的架構演進和互通問題進行分析,明晰了兩個問題:

　　1. 在定位業務的架構上,目前3GPP和OMA提出的分層架構有利於網路的擴充套件和互通,在定位實現方案方面,OMA提出的基於使用者面的定位實現方案給運營商提供了新的選擇;

　　2. 在定位業務互通方面,基於3GPP和OMA提出的分層架構採用RLP進行互通,能較好實現定位業務在異地、異網間的互通。

　　目前,定位業務由於在架構複雜性、互通、定位方法選擇、隱私控制和GIS策略方面還存在一些問題,還有待於各方面進一步的努力。隨著這些問題的逐步解決,定位業務將逐步深入人們的生活,給大家帶來更多的方便和利益。