定位业务的架构演进和互通策略

定位业务,即基于位置的业务LBS(Location Based Service),有时也称为LCS(Location Service),是指通过移动网络特定的定位技术获取移动终端的地理位置信息(经纬度坐标),提供给移动用户本人、通信系统或第三方,并借助地图信息的支持,为移动用户提供与其位置相关信息的业务。
目前在定位业务的架构主要由3GPP的一系列规范规定,OMA的架构与3GPP的架构基本保持一致,仅在用户平面定位方面有新的思路,这里先以3GPP的规范为准介绍定位业务的架构。
在3GPP的规范中,根据请求发起方的不同,定位业务可以分为三种:
1. 终端始发定位请求MO-LR(Mobile Originated Location Request):终端通过空中接口向定位管理系统直接发起的定位请求,它可以向网络直接请求位置信息、请求辅助数据或请求将自己的位置发送给第三方。由于该功能目前应用模式不清晰、灵活性差,几乎不能在实际应用中见到。
2. 终端终止定位请求MT-LR(Mobile Terminated Location Request):使用最普遍的请求方式,终端通过定位客户端LCS Client(即第三方或SP)向定位管理系统发出定位请求,终端和LCS Client之间一般要通过为定位业务接入网关(短消息系统、多媒体消息系统或WAP网关等)接入到LCS Client。
3. 网络触发定位请求NI-LR(Network Induced Location Request):请求从正在为移动终端提供服务的PLMN内部发出,主要应用于支持对紧急呼叫发起方的定位,在这种方式下,定位的结果往往通过定位管理系统发送到能处理紧急呼叫的专用LCS Client处。
图1示意了定位业务系统的体系结构和三种定位请求发起方式的区别。

 

在图1中,网关移动定位中心GMLC(Gateway Mobile Location Center)是核心的设备,也就是前面提到的定位管理系统,它不仅处理各种定位请求、根据请求所要求的精度调用无线网络的能力得到定位信息,而且完成定位业务的运营,包括用户数据管理、业务数据管理、签约信息管理、增值应用的鉴权认证和计费等功能。

服务移动定位中心SMLC(Serving Mobile Location Center)是具体完成定位功能的逻辑设备,主要功能是在收到请求后调用相应的定位方法进行定位,并将测量消息转换为用户的经纬度信息。
3G核心网设备MSC或SGSN在这里类似一个请求代理,主要起着将请求路由并转发到SMLC的作用。

面向开放业务体系的发展
1、 基本的趋势
从以上的描述可以看到,尽管通过移动网络进行用户定位具有天然的优势,这种技术的本身还是很复杂的,其原因在于完成一次定位往往需要核心网和无线网甚至终端的参与。
在3GPP对定位业务进行规范制定时,已经充分考虑到了这种复杂性,并提出了前面描述定位业务架构来将这种复杂性简单化:
1. 3GPP将最终的定位计算单元SMLC固定在无线网侧,这主要是因为位置与无线侧设备位置往往是相关的:最基本的定位方法Cell ID可以在无需终端主动参与的情况下通过无线网络确定终端所处蜂窝的ID得到;而OTDOA的定位方法通过内置在Node B中的位置测量单元LMU协作完成,这种协作的控制中心SMLC设置在RNC即可;对A-GPS的定位方法言,参考GPS基准站一般每直径200～500km需要部署一个,可以考虑和RNC共建,并将相关计算在RNC中的SMLC模块中完成。
2. 核心网的MSC或SGSN作为一个请求处理的中间代理出现,它们可以通过Lg接口(MAP信令)接入各种GMLC的请求。
3. 3GPP将定位业务的核心接入部件制定为业务层设备GMLC。GMLC不仅负责接入和各种定位请求,同时还是LCS业务的运营平台,完成用户数据管理、业务数据管理、业务签约信息管理、SP数据管理和计费等功能。
通过以上的努力,定位业务的运作模式已经比较清晰。虽然在提供业务时,运营商需要考虑到终端、无线网、核心网和业务网设备对定位业务的支持,但各部分的功能和接口都已经划分得很清晰,各部分的规划也已经具有一定的独立性。

 

2、 面向用户平面的发展
尽管3GPP已经将定位业务架构清晰化、简单化,但因为涉及到核心网、无线网甚至终端在信令底层的参与,整个架构还是相对复杂的,这时,一种更加简单的架构——基于用户平面实现定位的架构SUPL(Secure User Plane for Location)被OMA提出,并成为了新的趋势和可替代方案。相对而言,3GPP的实现方案被称为基于控制平面实现的方案。