一、位置业务网络结构和系统技术要求

　　位置业务最初来源于美国的911紧急呼叫，国家安全网络可以通过定位起呼用户的位置，快速准确地解决社会治安、紧急救援等突发事件。之后，位置业务逐渐发展完善，可以应用于其他的非公共安全的服务，如车辆调度、位置查询、小孩监护、位置计费、旅游服务等方面，协议体系也日臻完善。

　　CDMA系统所独有的几个特性，如基站提供的GPS时间、码片时延来确定距离等，可为移动用户提供更丰富的位置业务服务，又可为企业提供更多的商业机会。

　　迄今为止，位置业务中所用的定位技术分为三种：基于网络的非GPS定位技术，如基于Cellid的定位、增强性前向链路三边定位AFLT、增强观察时间差定位E-OTD等；传统的基于GPS的定位技术，GPS的加入加快了定位的处理和提高了定位精度；基于网络和基于GPS的混合型定位技术，利用网络所获得的信息如基站的信号来补充卫星的不足，同时增加新的网络实体如移动定位中心/定位实体等进一步保证定位的响应时间和精度。

　　近几年位置业务在国外的发展非常快，美国、日本和韩国的许多运营商如SPRINT、VERISON、KDDI、SKT、KT等在2001年中期已经开始推广该业务，并获得了良好的收益。此外，美国Qualcomm公司已经推出了内嵌定位功能的为IS－95系统服务的MSM 3300和为CDMA 2000 1X系统服务的MSM 5100芯片系列，更为位置业务的快速发展提供了良好的解决方案。

　　二、网络结构

　　能提供位置业务的一个典型的CDMA网络结构是基于PN4747网络参考模型的位置业务组网方式。PN4747协议《Location Services Enhancements》是在美国E-911系列协议如PN3890和PN4288的基础上制定的，是针对位置业务而定义的一个正规性质的文件。包括以下内容：基本概念的定义、基本网络结构的定义、业务概念的定义和消息流程的描述。如LCS、LIR、PQoS、MPC、PDE等网络实体的功能划分以及各种定位的信令流程。此外，PN4747协议中还引入GMPC（Gateway MPC）、HMPC（Home MPC）、VMPC（Visit/Serving MPC）的概念，从而能实现手机漫游时的定位。

　　具体而言，涉及的实体包括：

　　移动终端可以是普通的CDMA手机，也可以是本身带GPS接收机芯片的终端。

　　BTS/BSC/MSC/HLR/SC/SCP/PCF/PDSN，其基本含义及其功能与传统的CDMA网络中的相同。只是为了支持位置业务，各个实体需要增加新的接口和新的处理，这些在后面会陆续谈到。在传统的CDMA网络的基础上新增的实体包括MPC、PDE和LCS Client。

　　三、定位实体（PDE-Position Determining Entity）

　　PDE的主要功能：当收到MPC的位置请求时，PDE与MSC、BSC以及MS等相关设备交换信息，利用各种测量信息和各种数据通过特定的算法完成具体的定位计算，并将最后的计算结果报告给MPC。

　　它的主要特点包括：

　　* 它是与具体定位技术相关的网络单元，在位置业务网络中通过该网络实体来确定MS的位置。
　　* 每一个PDE能支持一种或多种定位技术，如增强型前向链路三边定位法AFLT或者增强型观察时间差法E-OTD等定位技术。
　　* 每一个PDE都服务某一个特定的覆盖区域，但不同PDE的服务区域可能存在重叠现象。即多个使用相同定位技术或者使用不同定位技术的PDE都可能服务某一个MPC所覆盖的区域。
　　* PDE需要内置GPS接收机用以监控卫星信号，一方面用于自身对MS的位置的计算。同时，还可以将所获得的包括天文历表、日历等在内的信息传送给MS，从而帮助具有一定定位功能的MS更快更精确的定位。
　　* PDE通过SS7信令网与MPC和MSC直接相连。
　　* PDE不能通过空中接口直接与MS进行交互，必须通过BTS/BSC/MSC作为中间传递者进行间接的交互，互相遵循IS801协议。
　　* PDE与MPC之间主要是位置请求消息和位置响应消息的交互。
　　* PDE与MSC之间交互的消息里主要包含各种PDE或者MS用于位置计算的测量信息和数据。消息格式、消息内容以及消息传输的格式都必须遵循IS801协议。

　　四、移动定位中心（MPC-Mobile Position Center）

　　MPC的主要功能：定位操作处理流程的控制管理中心和位置信息的控制管理中心。具体表现在：

　　* 网关功能，负责位置信息的获取、传递、存储及控制。接收来自SCP、SC、ESME或LCS Client等使用位置信息的应用实体的定位请求，进行必要的处理后将请求发送给PDE，接收PDE提供的定位结果，再将定位结果发送给SCP、SC、ESME或LCS Client等应用实体。
　　* 同时支持SS7和TCP/IP两种接入方式。
　　* 具有SS7到IP之间的协议转换功能。
　　* 一个MSC只能与一个MPC相连，但一个MPC能同时服务于多个MSC。一个PDE只能与一个MPC
　　* 通过SS7信令网与HLR交互，确定移动台当前的服务MSC和用户权限等相关属性，从而选择合适的PDE进行定位操作。
　　* 存储用户的LIR 模式的有关信息，进行隐私安全方面的控制与管理。
　　* 通过SS7信令网与PSTN、SC(短消息中心)、SCP，可以提供不同领域的位置业务应用。与PSTN相连可提供与公共安全、紧急特服相关的一些位置业务应用，如911业务、车辆被窃报警业务、小孩丢失报警业务等。与SC相连可提供基于短消息平台的各种位置业务应用，如人员跟踪资产管理业务FAM等。与SCP相连可提供基于智能网平台的各种位置应用，如基于位置的计费LBC、基于位置的呼叫路由选择ECR等。
　　* 通过TCP/IP协议与各种Internet服务提供商ISP相连，并结合SC、SCP等网络实体，提供更丰富的商业化的基于互连网的位置相关的信息服务。如基于位置的旅游信息服务、黄页号码服务、旅馆餐馆服务、交通信息服务、购物指南服务等。

　　五、位置业务应用客户端（LCS Client- Location Service Client）

　　* 与MPC交互，从而在指定的参数范围内（如位置业务质量参数PQoS）为一个或多个目标MS获取位置信息的实体。
　　* 其主要功能是位置信息的数据格式处理、数据表示以及用户界面的管理。
　　* LCS Client与MPC之间支持SS7连接和IP连接两种方式。
　　* SCP作为智能业务的一个节点，SC作为短消息业务的一个节点，从业务的角度可以把它们看做专门业务领域里的LCS Client。

　　另外，网络图中的ESNE、ESME和PSAP属于紧急业务网络范畴，不在我们讨论的范围之内。紧急业务网络实体（ESNE-Emergency Service Network Entity）负责紧急呼叫中话音部分的接续和处理。紧急业务消息实体（ESME-Emergency Service Message Entity）负责与紧急呼叫相关的带外消息的路由和处理。公共安全应答点（PSAP-Public Safety Answering Points）是紧急业务网络中负责应答紧急呼叫的实体。

　　六、系统技术要求

　　与位置业务相关的网络实体MPC、PDE、LCS Client的加入对系统提出了新的要求，主要表现在接口的扩展、协议体系的扩展以及传统CDMA网络实体MSC/HLR/SC/SCP为支持这两方面的扩展而做的新的处理。

　　1．接口的扩展

　　接口的扩展包括位置业务实体MPC/PDE/LCS Client之间，位置业务实体MPC/PDE/LCS Client与传统CDMA网络实体MS/BSC/MSC/HLR/SC/SCP之间以及传统CDMA网络实体MS/BSC/MSC/HLR/SC/SCP之间三方面接口的增加或者修改。     

　　PDE是位置业务网络中利用一定的定位技术和定位算法计算出位置信息的关键部件，它与其它网络实体之间主要通过SS7进行连接。MPC则是整个网络中与位置信息相关的信令的控制点和转接点。MPC与其它网络实体之间不仅要支持SS7连接，同时对于请求位置信息的实体如SCP/SC/LCS Client还需支持TCP/IP连接和SS7-TCP/IP协议之间的转换。图中新增加的接口具体描述如表1所示。

　　2．协议体系的扩展

　　接口的扩展势必导致相关协议体系的扩展。主要体现在IS41D协议对位置业务的增强、IS801协议的提出以及MPC与LCS Client/SCP/SC之间的IP接口协议的定义。

　　为支持位置业务，IS41D协议必须增加新消息的定义和相应流程的处理。需增加的消息包括：

　　PositionRequest：该消息主要用于归属MPC请求HLR批准某次位置请求以及获取服务MSC的地址或者与服务MSC相连的MPC地址。具体而言，当归属MPC收到来自LCS Client的位置请求时，归属MPC构造该消息并在消息中带有归属MPC的MPCID、LCS Client-ID、目标手机的MDN和指示请求的是服务MSC的MSCID还是服务MPC的地址的位置信息类型码POSCODE等参数。若HLR判定目标手机当前处于激活状态，且LCS Client当前可以请求目标手机的位置信息，HLR则构造对应的响应消息并在消息中带有目标手机的MSID、目标手机的当前状态以及服务MSC的MSCID或者是与服务MSC相连的MPC地址。此外，在基于智能网平台的位置业务的实现中，该消息还用于SCP与HLR之间、SCP与服务MSC之间的信息交互。

　　GeoPositionRequest： 用于服务MPC向PDE请求并获取用户位置信息。具体而言，服务MPC在从服务MSC获取目标手机当前的无线环境信息之后，构造该消息并在消息中带有目标手机的MSID、服务MSC的MSCID、位置请求类型、服务小区的SCELLID、位置服务质量PQoS等参数，并将消息发送给所选定的PDE。PDE在收到该消息后构造SMDPP消息，并通过服务MSC、BSC在遵循IS801协议的前提下传送给目标MS，并等待目标MS返回相关用于位置计算的测量信息和数据。在利用这些测量信息和数据计算出目标MS的位置之后，PDE再将位置信息包含在对应的响应消息里返回给服务MPC。

　　InterSystemPositionRequest：用于LCS Client与MPC之间、MPC与MPC之间、MPC与MSC之间的信息交互。具体而言，LCS Client根据目标手机的MDN确定对应的归属MPC，并将包含LCS Client标识的LCSCID、位置服务质量PQoS以及鉴权数据等参数在内的InterSystemPositionRequest消息发送给归属MPC。在归属MPC不是服务MPC的情况下，归属MPC需要向服务MPC发InterSystemPositionRequest以确定目标手机的位置。当服务MPC收到归属MPC的位置请求消息时，它需要向服务MSC发送InterSystemPositionRequest消息以获取目标手机当前的无线环境信息，如目标手机当前模式的定位能力MPCAP、移动台信息MOBINFO和服务小区信息SCELLID等，从而能够根据PQoS和MPCAP等参数选择适当的PDE，并指示PDE获取目标手机的位置信息。

　　InterSystemPositionRequestForward：用于主控MSC向服务MSC请求用户位置信息。具体而言，当手机发生了切换时，主控MSC将用户的MSID以及本次定位的相关信息PQoS、归属MPCID、MPCAP、LCSCID、LCSBILLID和POSREQTYPE等包在本消息内发送给服务MSC。服务MSC用InterSystemPositionRequest 通知服务MPC确定用户位置。获取位置信息后，服务MSC直接在对应的响应消息中将用户的位置信息返回给主控MSC。此外，该消息还用于服务MSC与TMSC之间、TMSC与TMSC之间的位置信息交互。

　　需增加的流程处理。

　　MS、BSC、MSC、PDE之间的协议接口和信令交互如图4所示。MS与PDE之间采用的是IS801协议。IS801协议规定了采用移动台辅助的定位技术时，移动台与网络实体如PDE之间应当传送的应用层信息，包括传输方式、信息格式和具体的内容以及这些信息在空中接口的传送方法。

　　MPC与LCS Client/SCP/SC之间的IP协议（略）。

　　3．对传统网络实体MSC/HLR/SCP/SC的影响

　　位置业务网络结构要求MSC/HLR/SCP/SC在保留原有的实体含义和实体功能的基础上，增加对扩展的接口和扩展的协议体系的支持。即，增加对新的与位置业务相关的消息和流程的分析和处理。