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定位

定位是指移动通信系统通过特定的定位技术获取移动终端的地理位置信息,提供给移动用户本人、通信系统或第三方定位客户端,并借助一定的电子地图信息的支持,为移动用户提供与其位置相关的呼叫或非呼叫类业务。

经验文章 概述

  简介

  已有的移动通信系统中移动定位服务主要用于紧急救援,如紧急救护,紧急呼叫场景下对用户的定位;基于位置的信息服务,如车载GPS的应用、黄页、交通信息、天气信息、导航信息和导游服务等;基于位置触发的服务,如基于位置的管理信息和计费等;跟踪及资产管理服务,如车辆调度/跟踪/监控/防盗、物资跟踪和老人儿童监护服务等。

  LTE系统为了提供位置业务,引入了定位特性。对定位特性的主要需求是同时支持控制面定位过程和用户面定位过程。控制面的定位主要是指通过控制信令来进行定位相关的信息的传输;用户面的定位是指对OMA SUPL(Open Mobile Alliance Secure User Plane Location)协议的支持,即定位相关信息可以通过OMA SUPL协议进行传输,在无线接口看其是用户数据,不是控制信令。

  定位方式分为支持基于网络(Network-based、E-SMLC-based)的定位方式和基于UE(UE-based)的定位方式。基于网络的定位方式是指UE的位置计算是在E-SMLC中进行;基于UE的定位方式是指UE的位置计算是在UE内进行。

  定位架构

  在EPS网络中,为实现定位功能新增的实体有GMLC、E-SMLC、LRF、PPR和RDF。为实现定位功能,MME也有功能上的增加。

  (1)GMLC(Gateway Mobile Location Center):网关移动位置中心,提供外部LCS客户端到移动网络的接入,将位置请求和应答转发到用户当前的MME/SGSN,并负责LCS客户端的认证和鉴权。

  (2)E-SMLC(Evolved Serving Mobile Location Center):演进的服务移动位置中心,将客户端请求的位置要求转化为相应的UTRAN测量参数,并选择定位方法。对返回的位置估计计算最终结果和精度。

  (3)LRF(Location Retrieval Function):位置获取功能实体,为外部LCS Client获取与UE有关的位置信息,包括要求定位的实体、临时位置信息、初始定位信息和更新的定位信息。LRF可以与单独的GMLC交互,也可以与GMLC集成以获得定位信息。在紧急呼叫中,LRF可以与一个单独的RDF交互,也可以与RDF集成以获得路由信息。LRF也可以与其他类型的Location Server交互或集成来获得位置信息。

  (4)PPR(Privacy Profile Register):私密信息存储器,存储移动用户的私密性信息,执行私密性检查并返回检查结果。PPR可以是一个独立的实体,也可以集成在H-GMLC中。

  (5)RDF(Routing Determination Function):路由功能实体,在紧急呼叫中为E-CSCF提供合适的PSAP目的地址。可以集成在GMLC或LRF中,与GMLC交互进行ESQK的分配和管理,以及向PSAP发送位置信息。

  (6)MME:为LCS业务提供移动性管理功能,包括向E-SMLC/GMLC通报UE的移动。与E-UTRAN相关的定位架构如图5‑24所示。

  该架构支持控制面定位和用户面定位。控制面定位的网络侧服务器为E-SMLC,UE和/或eNode B的接入层参与(提供辅助数据或者测量结果等),来完成对终端的定位功能。UE和定位计算中心之间的定位协议是LPP(LTE Positioning Protocol);基站和定位计算中心之间的定位协议是LPPa(LTE Positioning Protocol A)。用户面定位是运行在应用层上的,使用用户面定位的时候并不要求终端支持控制面定位。网络侧的服务器为SLP,使用SUPL协议与UE进行定位相关信息的交互。

  定位协议及接口功能

  在LTE系统中为了支持定位功能,引入了新的协议——LPP和LPPa。LPP为终端和定位服务器之间的对等层定位协议。

  LPP的传输与NAS信令类似,是通过RRC信令来承载的。通过LPP,终端设备和定位服务器之间可以交互定位能力信息、辅助数据和与定位相关的测量信息以及位置信息等。

  LPPa为基站和定位服务器之间的对等层定位协议,用来交互与定位相关的信息,如多小区信息,基站提供的测量信息等。LPPa消息的传输是通过S1AP来承载的。

  定位的主要方法

  LTE系统的定位机制需要同时支持控制面定位方法和用户面定位方法。用户面定位方法由OMA组织进行标准化,这里仅介绍3GPP负责标准化的控制面定位方法。在R9阶段,其包括以下三大定位技术:辅助全球导航卫星系统(A-GNSS,Assisted Global Navagation Satellite System)、下行到达时间观测差(OTDOA,Observed Time Difference Of Arrival)和增强小区ID(E-CID,Enhanced CELL ID)。TA(Timing Advance,定时提前量)+AoA(Angle of Arrival,来波方向)定位技术属于E-CID技术中的一种

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