GSM手机定位技术

admin · 发表于 2011-4-26 20:47:36

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　　在我国，随着GSM移动通信网的迅速发展，手机成为人们通信的重要工具之一，利用手机拨打“110”、“119”和“120”等求助、告警电话日趋增多。据报道，目前美国用手机呼叫“911”（类似我国的“110“）已占全部呼叫总数的20%，移动通信在社会治安、紧急救援等突发事件中的地位已越来越重要。传统有线电话拨打告警电话时，接警系统可根据用户的主叫号码，获得用户的准确位置，快速、准确地处警。然而，由于现有移动通信网不能提供呼叫者的位置，求助时手机用户无法明确告知准确位置，以致延误时机，导致事件恶化的情况时有发生。据统计，交通事故中70%的人员死亡发生在事故后两小时内。因此，实现GSM手机自动定位业务（LCS，Location Service）有非常重要的意义。
　　此外，实现手机定位还有其它广泛用途，包括自动导航、网络优化和手机防盗等。
　　1GSM手机定位业务系统结构
　　GSM移动通信网可通过增加一个网络节点——移动定位中心（MLC）实现LCS业务。该系统引入的相关接口有：服务移动定位中心SMLC与BSC间接口（Lb）、移动定位中心网关GMLC与GSM网业务控制功能间接口（Lc）外部LCS用户与移动定位中心MLC间接口（Le）、移动定位中心网关与HLR间接口（Lh）、移动定位中心网关与MSC/ VLR间接口（Lg）移动定位中心与同等移动定位中心间接口（Lp）、移动定位中心与MSC/VLR间接口 Ls）以及定位测量单元LMU空中接口（Um）。
　　1.1定位测量单元（LMU）
　　通过无线测量，LMU可支持多种定位方式，测量可分为两类：（1）针对一个MS的定位测量；（2）针对特定地理区域中所有MS的辅助测量。LMU的初始值、时间指令等其它信息可预先设置，或通过移动定位中心（SMLC）提供，LMU将得到的所有定位和辅助信息提供给相关的SMLC。LMU可分为A类和B类两种。A类LMU以标准的GSM空中接口接入，经BTS、BSC与控制该LMU的SMLC保持信令连接。当连接基于NSS的SMLC时，A类LMU有为其服务的MSC和VLR，并在HLR上保留其登记的信息。A类LMU有唯一的IMSI，并支持所有GSM无线资源和移动管理功能。网络管理者可为LMU指派专门的IMSI范围，并在IMSI中指派特定的数字，表示相关SMLC。IMSI中的某几个数字可用作一个SMLC中某个LMU的本地代码。A类LMU支持连接控制管理功能，可实现与SMLC之间的LCS信令处理。
　　它还支持呼叫控制功能，可利用电路交换方式实现与SMLC之间的信令连接。为了确保LMU与SMLC间的互访，LMU必须位于从属于同一BSC或MSC的小区中。当 SMLC基于 NSS时，任何A类LMU在HLR中都有注册信息，其中无附加业务（点对点短信和呼入呼出限制业务除外）。HLR中的注册信息同时将有LMU功能的MS与普通的MS区分开来，所有有关LMU的数据由LMU和相关SMLC管理。B类LMU可从BSC的Abis接口访问，它可以是一个单独的网络单元，编号采用一些伪小区ID号，也可以集成在BTS内或与BTS连接。当SMLC基于 BSS方式时，B类 LMU的信令通过BSC传输；当 SMLC基于 NSS方式时，则通过BSC和MSC传输。
　　1.2移动定位中心网关（GMLC）
　　一个PLMN可有多个GML。GMLC是外部LCS用户进入GSM网的第一个节点。GMLC通过Lh接口从HLR中获得路由信息。鉴权通过后，GMLC通过Lg接口向MSC/VLR发出定位请求，并接收最终定位结果。
　　1.3移动定位中心（SMLC）
　　一个PLMN可包括多个SMLC。SMLC管理所有用于手机定位的资源，计算最终定位结果和精度。SMLC通常有两种类型：一种是基于NSS，支持Ls接口标准；另一种是基于 BSS，支持Lb接口。前者通过与MSC/VLR相连的LS接口，传输各种手机定位信令；后者则通过与BSC相连的Lb接口，传输各种手机定位信令。这两种SMLC与其它SMLC连接时采用Lp接口。SMLC和GMLC功能可合并在同一个物理节点，也可分布在多个节点。在LCS业务中，当小区广播中心（CBC）与BSC相连时，SMLC可利用现有的广播功能，通过CBC广播辅助信息。这时 SMLC相当于CBC的用户。
　　2.3种手机定位技术
　　GSM手机定位方式通常可分为基于网络方式和基于终端方式两种。从技术上可分为到达时间（TOA）、增强测量时间差（E－OTD）和GPS辅助（A－GPS）3种方式。