3G系统下的手机定位研究文档格式.docx

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Abstract

LBS-LocationBasedService,whichissaidtobepositionorientationservice,canobtaintheorientationinformationofmotonend-UserviaCDMAnetwork.Thepositionorientationserviceofmobiletel-ephonecangivesomeincrementoperationwithmotionend-User.Inthispeper,wediscusstheconstructingideaofpositonsystemof3Gmoblemswerealsoin-vestigated.

Keywords：

mobiletelephonepositionorientation;

orientationservice;

LBS;

LPS;

GIS

引言

一、背景介绍

第3代合作伙伴项目（thirdgenerationpartnershipproject,3GPP）是一个组织协议，它把WCDMA和GSM/EDGE的标准化组织联合在了一起。

3GPP实现了3G网络的互操作性。

它的目标是创建兼容性网络，使应用开发商无须考虑应用运行的具体网络。

全球定位系统（GPS）是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。

GPS技术的定位原理：

24颗GPS卫星在离地面12000km的高空上，不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置（X,Y,Z）。

NucleusPlus是美国源代码操作系统商ATI公司推出的新一代嵌入式操作系统，属于抢占式实时多任务操作系统内核，95%的代码使用ANSIC编写，非常便于移植于各种处理器家族。

NucleusPlus以其实时响应、抢先、多任务以及源代码开放特性获得在通信、国防、工业控制、航空/航天、铁路、网络、POS、自动化控制、智能家电等领域的广泛应用。

Nucleus最大的特点是全部提供源代码，免去用户购买许可证和付版税并允许用户根据应用的不同而进行修改。

1.1移动位置服务是通过WCDMA、CDMA2000及TD-SCDMA网络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，为用户提供相应服务的一种增值业务。

开通了移动地位服务，手机用户可以方便地获知自己目前所处的位置并用手机查询或收取他附近各种场所的信息：

我在哪里、离我最近的加油站在哪儿、我周围有哪些银行、从这里到那里怎么走、我的好友现在的位置、紧急救助、老人/小孩跟踪、车队管理信息。

1.2WCDMA

全称为WidebandCDMA，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。

该标准提出了GSM（2G）—GPRS—EDGE—WCDMA（3G）的演进策略。

EDGE是EnhancedDatarateforGSMEvolution（增强数据速率的GSM演进）的简称，这两种技术被称为2.5代移动通信技术。

目前中国移动正在采用这一方案向3G过渡，并已将原有的GSM网络升级为GPRS网络。

1.3CDMA2000

CDMA2000是由窄带CDMA（CDMAIS95）技术发展而来的宽带CDMA技术，由美国主推，该标准提出了从CDMAIS95（2G）—CDMA20001x—CDMA20003x（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。

目前中国联通正在采用这一方案向3G过渡，并已建成了CDMAIS95网络。

1.4TD-SCDMA

全称为TimeDivision-SynchronousCDMA（时分同步CDMA），是由我国大唐电信公司提出的3G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。

但目前大唐电信公司还没有基于这一标准的可供商用的产品推出。

00在升级的过程中节省投资，但由于中国联通是由GSM网络改而发展CDMAIS95网络，其网络成本投入也相当大。

由于中国联通的CDMA网络建设起步较晚，目前尚未建成2.5代的CDMA20001x网络，在与中国移动的2.5代业务竞争上处于劣势。

今年10月1日，中国移动正式推出了基于2.5代网络的彩信业务（MMS，多媒体信息服务），该业务能在手机短信中加载声音、图像、视频等多媒体信息，利用GPRS网络能达到约40Kbit/s的传送速度，揭开了移动多媒体时代的序幕，具有彩屏和弦内置数码相机等新功能的手机立刻走俏市场。

为应对中国移动的彩信业务，广东联通不久前推出了彩e业务，但中国联通的CDMAIS95网络只能基于电路交换方式提供14.4Kbit/s的传送速度，对多媒体信息的发送形成瓶颈。

迅速发展2.5代的CDMA20001x网络已经成为中国联通的当务之急。

我国具有独立知识产权的TD-SCDMA能否在3G技术标准争霸中抢占一席之地倍受关注。

TD-SCDMA能有效地节约频谱资源，能够实现从GSM系统的廉价升级，但其通信质量较WCDMA及CDMA2000差。

毕竟能否节约频谱资源与投资成本只是政府与运营商们关心的事，作为用户永远是将通信质量作为首选。

在我国移动通信市场激烈竞争的格局下，满足用户的需求始终是运营商们努力追求的目标，将来TD-SCDMA可能会在低端3G市场得到应用。

目前TD-SCDMA技术尚未被国外的运营商所采纳，如果今后只有我国采用这一标准将对国际漫游提出新的难题。

大唐电信至今还没有基于TD-SCDMA技术的成熟产品推出，其研发进度落后于WCDMA与CDMA2000。

但不久前我们高兴地看到“TD-SCDMA产业联盟”成立，大唐电信、南方高科、华立、华为、联想、中兴、中国电子、中国普天等8家企业组成了联盟的第一核心，使该技术迈向商用有了强大的技术力量支持。

TD-SCDMA是中国在移动通信领域的第一个标准，它的出现是中国百年电信史上零的突破。

我们乐见TD-SCDMA能够走向成熟。

1.53G的巨大投资能否创造出效益，目前还是个未知数。

目前2.5代的业务发展状况可以为我们的3G策略提供一定的帮助。

而3G网络在手机静止状态下能够具有2Mbit/s的数据传输速率。

就多媒体业务而言，3G较2.5G的优势在于能够提供更加丰富多彩的视频信息；

就移动上网而言，能够使手机上网速度基本达到目前有线宽带网的水平。

但大幅提高的带宽能否增加足够多的业务量以使3G达到赢利呢？

在多媒体应用方面，可以采用手机进行数码录像后迅速将视频发往其它手机，这可以应用于记者采访和婚宴等重要聚会。

这是3G的一个赢利点，但用户数毕竟很少。

在移动上网方面，可以采用手机上网下载视频或收看在线电影、在线电视直播等。

但由于有线宽带网的迅速普及，这类用户廖廖无几。

况且移动通信的成本大大高于有线通信，其资费自然不低，价格也将成为制约3G业务发展的不利因素。

1.6无线移动位置技术的兴起，标志着GIS技术由面向部门级、企业级的应用转向面向大规模社会化服务。

典型的定位服务包括：

援助服务、基于位置的信息服务、广告服务、基于位置的计费以及追踪服务五大类。

二、研究意义：

基于用户位置的移动定位业务（LBS）已经受到了世人的瞩目，美国权威机构预测：

欧洲研究报告指出：

2005年定位业务市场将为43.8亿欧元。

按照日本NTTDOCOMO无线增值业务的发展曲线，数据业务的5%将与定位业务有关。

第一章概论

移动定位业务目前正处在市场培育阶段。

全球各大移动运营商都分别在其2代或2.5代的网络中展开了相应的定位业务，并正在积极筹备在3G网络中提供这项极具潜力的增值业务。

目前，已经有一些运营商在其近期开通的3G网络中提供了相应的移动定位业务。

目前常用的移动定位技术有：

根据蜂窝小区识别号的定位技术、根据信号到达角度的定位技术、信号抵达时间的定位技术、信号抵达时间差的定位技术、增强型观测时间差定位技术以及辅助全球卫星定位系统（A-GPS）的定位技术。

需要指出的是全球卫星定位系统（GDS）定位精度虽达50m，但存在一些缺点：

一是GPS投资较高；

二是GPS定位适用范围较窄，因为GPS需要接收三颗卫星信号来定位，若不能收到全部卫星信号，定位精度将大为降低，可见GPS只适用于空旷地区，因此地下建筑内、高楼下、室内等无法用GPS定位；

三是GPS卫星信号易受干扰，信号不稳定，也影响定位精度。

因此对大众定位业务需要来说，GPS不如移动定位系统。

如果将GPS与移动定位相结合形成A-GPS（辅助卫星定位系统），定位精度可达几米，适用范围也较宽。

第二章定位技术的选择

目前典型的定位技术包括：

CellID（+TA）方式，E-OTD（增强测量时间差）方式，A-GPS（GPS辅助）方式、TOA（到达时间）方式、OTDOA（观察到达时间差）方式等。

我们对以上几种方式作了对比，见表1。

表1各种定位技术特性对比

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定位方式Cell-ID

E-OTDA-GPSTOAOTDOA

/特性比较（+TA）

精度范围小区半径

50~1005~5050~10050~100

（m）<

550

终端要求—√√√—

网络改动—√—√√

用户群所有受限制受限制所有受限制

投资最低高较高高高

维护成本低高高高高

可行性√————

由表1，可以分析出对位置业务的总体开展思路应为：

a.初期只使用Cell-ID的定位方式，将来在条件成熟时直接过渡到A-GPS定位方式。

b.位置业务要纳入到数据业务的统一管理框架下，并考虑漫游、系统互联互通等实现问题。

第三章手机定位（位置服务）系统建设

3.1系统平台概述

LSP平台是实现LBS业务的核心设备。

它作为提供LBS业务中SP接入运营商网络的网关设备，一方面与DSMP联合对定位主被叫用户与SP进行认证和鉴权，另一方面把通过运营商网络的道德用户位置信息（绝对位置信息经纬度或相对位置信息地图信息）传送给SP。

同时，为了支持用户可以通过短信消息的方式发起LBS业务请求，LPS平台需和ISMG通过相应的接口相连，