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3G时代移动定位业务发展的思考
http://tech.ddvip.com???2008年01月28日 ???社区交流 收藏本文
关键字: 交织器 TD-HSPA 无缝网络 移动设备安全 服务管理 信息系统
内容摘要:随着3G技术的快速发展,移动定位业务被认为是最具发展潜力的移动增值业务之一。描述了移动定位业务中采用的主要定位技术并进行综合比较,展望移动定位业务的发展前号,并指出当前移动定位业务发展中存在的问题,探讨了解决的办法。
引言
伴随着移动通信网络从2.5G向3G的快速演进,全球LBS运营市场将进入高速发展阶段。据预测,韩国定位服务产业的年增长率今后几年可达到200%~300%,到2008年左右,韩国的相关市场规模将达到6亿美元。目前西欧有80多家移动运营商,用户总数超过2.7亿,定位服务总收入2007年将达到55.08亿美元。在我国,移动定位业务在行业用户市场加快渗透的同时,正逐步向大众用户市场拓展。2005年国内移动定位市场规模达到2.21亿元,比2004年增长80%。受“奥运经济”的刺激,在2006~2008年的3年内,该市场的增长率将保持在150%以上[1]。到2008年中国移动定位市场将达到52.5亿元,成为最具竞争力的3G核心业务之一。
如图1与图2所示,分别给出了2003~2009年全球移动定位市场规模和2004~2008年中国移动定位市场规模。
图1 2003~2009年全球移动定位市场规模(亿美元)
图2 2004~2008年中国移动定位市场规模
作为全球拥有移动电话用户数量最多的国家,移动定位在我国拥有广阔的应用前景。但从目前的实际应用情况来看,移动定位用户规模依然较小,移动定位占移动运营商增值服务总收益的比重还比较低。总体上讲,移动定位业务在我国还仅仅处于市场培育阶段,如何有效推动移动定位业务的快速、健康发展,成为摆在移动运营商面前的重要课题。
1、LBS概念及业务分类
移动定位服务又叫做移动位置服务(LBS-Location Based Service),它是指移动网络通过特定的定位技术来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,为终端用户提供相应服务的一种增值业务[2]。移动定位不仅能够帮助个人客户查询自己和他人的位置信息,而且还能提供基于位置的附加信息服务,包括用户所在位置的商店、银行、书店、医院、宾馆、餐馆等信息。
移动定位业务的具体应用可大致分为:公共安全业务、跟踪业务、基于位置的个性化信息服务、导航服务以及基于位置的计费业务等。
公共安全业务:是指出于公共安全考虑,国家或地区安全机构可以对进行紧急呼叫的用户进行定位并实施援助。目前,我国人身安全和紧急救助报警只能依靠拨打110或120,这使得用户在紧急情况下(如正受到人身攻击或急病突发)的报警变得十分困难。利用移动定位业务,手机的持有者只要按几个按钮,警务中心和急救中心在几秒钟内便可知报警人的位置而可以提供及时的救助。
位置跟踪业务:是指根据移动设备查询车辆、设备携带者所处的位置。例如车辆查询服务可以为企业、公安、邮政速递车、银行运钞车、出租车汽车公司等提供重要车辆的即时跟踪服务,实时掌握车辆行进中位置信息,加强车辆防盗功能。
基于位置的个性化信息服务:包括周边信息查询、城市观光、根据位置的内容广播、移动黄页、娱乐游戏等。移动运营商可和互联网站商合作,为用户提供丰富的信息服务;当用户随时随地想购买自己喜欢的商品时,定位系统与信息数据库结合可引导用户购买;用户还可利用定位系统随时获知朋友的位置、发出问候信息;还可和朋友玩基于位置的游戏等。
导航服务:指引用户找到要去的目标,当用户输入目的地后,系统会返回信息和图形方式的线路图。当你驾车外行时,若车上配有GPS导航终端;或你外出时,手中有一款导航手机,凭借终端屏幕上的导航电子地图,即使在一个完全陌生的环境中也可以自由驰骋或行走。
基于位置的计费业务:就是在不同的位置使用移动电话时,按不同的标准收费。根据现有的收费体制,当用户同时可以使用自己的移动终端和固定电话时,用户显然会首选固定电话。如果移动运营商能在一些特殊地点提供一个可以和固定电话相竞争的收费标准。例如,对在家或办公室的主呼用户可以适当降低话费,则可以与固话运营商展开竞争。运营商可以根据用户的不同位置指定灵活的费率,这种资费政策可以针对单个用户,也可以针对用户组。
当前,中国移动的E-OTD定位业务和中国联通的“定位之星”(GPSone定位服务)提供最近的商场/宾馆/餐厅等查询、导航、物流、报警、智能交通、车辆跟踪/指挥/调度、老人/小孩位置查询等基于位置的服务。随着3G的发展,移动定位业务将会获得更广泛的应用,给用户带来更为便利和个性化的业务体验。
2、移动定位技术
目前,全球范围内普遍使用的移动定位技术主要有四种:Cell-ID技术、TDOA技术、E-OTD技术和A-GPS技术。其中Cell-ID、TDOA是基于网络的,E-OTD是基于终端的,而A-GPS则是网络与终端混合的解决方案。由于E-OTD是专门针对GSM/GPRS而设计的,因此,在3G网络中很可能被淘汰。
下面介绍在3G网络中广泛使用的3种移动定位技术。
2.1 基于Cell-ID的定位
Cell-ID定位技术是根据移动台所处的小区标示号(Cell-ID)来确定用户的位置。移动台在当前小区注册后,在网络中就会有相对应的Cell-ID,只要系统知道该小区基站的中心位置和该小区的覆盖半径,就能够获取移动台的位置信息。这种技术一般只能定位到某个基站或者基站下面的某个扇区,属低精度定位。它的定位精度取决于下列因素:
(1)小区半径;
(2)基站类型,全向/扇区;
(3)MS(Mobile station)与小区中心的距离。
Cell-ID定位方式的主要优点是无需对手机或网络进行修改,易于实现;有很好的覆盖性与可靠性;响应时间短,整个定位过程仅需1秒左右。缺点是定位精度较差且依赖于基站覆盖区域的大小,一般定位精度在数百米。在基站分布较少的地区,如郊区和农村难以获得理想的定位精度。Cell-ID定位方法技术相对简单,投资较低,可以让移动运营商迅速进入市场。在今后的3G网络中该技术将会与其他高精度的定位技术并存,以满足用户的不同需求。
2.2 基于TDOA的定位
到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)定位的基本原理是测量不同基站接收
到同一移动站的时差,并由此计算出移动站到不同基站的距离差。移动站到任何2个基站的距离d可以在2个基站之间给出一条双曲线,移动站一定处于该曲线上。当同时有N个基站参与测距时(N≥3),由多个双曲线之间的交汇区域就是对用户位置的估计[3]。TDOA定位技术可应用于各种移动通信系统(GSM、WCDMA、窄带CDMA和CDMA2000中),尤其适合CDMA系统,CDMA系统用扩频方式将信号频谱扩展到很宽的范围,使系统具有较强的抗多径能力。如果GSM网络采用TDOA方法定位,关键在于良好的参数设计和技术保证。
TDOA定位方式的优点是定位精度较高,但它的精度随环境的不同而不同。在较开阔的地区,如郊区、乡村等,TDOA受多径干扰影响小,可以将移动台定位精度在10~20 m范围内;在城区,由于高大建筑物较多,电波传播环境复杂,一般要经过折射或反射,影响定位精度,定位精度在100~200 m。该技术也无需对手机进行修改,可以直接向现存用户提供服务。但该技术定位响应时间比Cell-ID技术略长,需要7 s左右。
2.3 A-GPS定位技术
A-GPS(Assisted Global Positioning Systems)是网络辅助的GPS定位的简称。这种方法需要网络和移动台都能够接收GPS信息。它的基本原理是:GPS接收机将测量到的GPS辅助信息记录下来,发送至蜂窝移动网络,定位系统接收GPS参考接收网络发送的GPS导