（计算机科学与技术专业论文）基于3g网络位置服务的数据管理和用户隐私的研究.pdf

独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之 本人签名：至! 垫 处，本人承担一切相关责任。 日期：堕 ：主 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名：取莨日期： k 弓 基于3 g 网络位置服务的数据管理和用户隐私的研究 摘要 位置服务( l o c a t i o ns e r v i c e ) 是由移动通信网络提供的一种增 值业务，通过一组定位技术获得移动台的位置信息( 如经纬度坐标 数据) ，提供给移动用户本人、他人或通信系统，实现各种与位置相 关的业务。广义的说，只要是基于位置的信息服务都属于位置服务， 有些业务的信息可能与用户本身位置无关，如固定地点的天气等。 就无线位置服务而言，由于第三代移动网络比第二代移动网络 的数据传输能力有了很大的提高，因此给了位置服务有了更加多元 化的发展前景，包括当前业务的再分类以及和其它业务的融合复用 等。社区位置服务引入了一个用户群的感念，通过提供用户的静态 位置信息和用户间的关系，为位置服务的数据管理、与其它业务的 结合和新业务的生成提供一种方法。 本文首先介绍了当前位置服务的网络结构及业务功能特点。然 后介绍了3 g p p 制定的位置服务相关的技术规范。接下来介绍了以 技术规范为前提的社区位置服务平台的设计，主要包括了平台体系 结构、模块间交互流程和数据管理模块的基本功能，在介绍了数据 管理模块的基本功能之后，又着重介绍了基于社区概念的数据结构 和管理机制。之后本文比较并总结了在不同版本的网络结构下，用 户隐私保护机制的改进及区别。文章最后提出了平台设计需要改进的地方。 关键词：社区位置服务、g m l c 、l c sc l i e n t 、数据管理、p r i v a c y t h er e s e a r c ho f d a t am a n a g e m e n ta n dp r i v a c yo f l o c a t l 0 ns e r v i c e0 n3gn e t w o r k s a b s t r a c t l o c a t i o ns e r v i c e s ( l c s ) a r eak i n do f v a l u ea d d e ds e r v i c e sp r o v i d e d b yc e l l u l a rc o m m u n i c a t i o nn e t w o r k s w i t has e to fl o c a t i o nt e c h n o l o g y , l c so b t a i n st h el o c a t i o ni n f o r m a t i o no fm o b i l eu e sa n dp r o v i d e su e so r n e t w o r k sw i t hv a r i o u sl o c a t i o ns e r v i c e s g e n e r a l l y , a l l l o c a t i o n i n f o r m a t i o nb e l o n g st ol o c a t i o ns e r v i c e ；h o w e v e rs o m el o c a t i o ns e r v i c e s i n c l u d ei n f o r m a t i o nu n r e l a t e dw i t hu e s ，s u c ha sap l a c e sw e a t h e r 3 gn e t w o r k sh a v eb e t t e rc a p a b i l i t yo fd a t at r a n s m i s s i o nt h a n2 gnetworkst h i sf e a t u r ec o n t r i b u t e st ot h ed i v e r s i t yo fl o c a t i o ns e r v i c e s ， i n c l u d i n gs e r v i c ec l a s s i f i c a t i o na n dc o m b i n a t i o nw i t h o t h e rs e r v i c e s c o m m u n i t yl o c a t i o ns e r v i c e si n t r o d u c eac o n c e p to fu s e rg r o u p s ，w h i c hi s s t a t i s t i cl o c a t i o ni n f o r m a t i o no fu e sa n ds h o w ss o m er e l a t i o n s h i pw i t h u e s ，a n dp r o v i d ean o v e lw a yo fd a t am a n a g e m e n t ，c o m b i n a t i o nw i t h o t h e rs e r v i c e sa n ds e r v i c e sc r e a t i o n i nt h i sd i s s e r t a t i o n c u r r e n tn e t w o r ka r c h i t e c t u r e sa n df u n c t i o n f e a t u r e so fl o c a t i o ns e r v i c e sa r es u m m a r i z e df i r s t l y s e c o n d l y , t h e t e c h n i c a ls t a n d a r d sw h i c ha r em a d eb yt h es t a n d a r d i z a t i o nb o d yf o r u m t s ( t h i r dg e n e r a t i o np a r t n e r s h i pp r o j e c t ) o fl o c a t i o ns e r v i c e s a r e i n t r o d u c e d t h e nb a s e do n3 g p pt h i sd i s s e r t a t i o ne m p h a s i z e st h ed e s i g n o fac o m m u n i t yl o c a t i o n s e r v i c e s p l a t f o r m ，i n c l u d i n ga r c h i t e c t u r e ， c o m m u n i c a t i o n sb e t w e e ni n s i d em o d u l e sa n db a s i cf u n c t i o n so fd a t a m a n a g e m e n tm o d u l e i na d d i t i o n ，t h ed i s s e r t a t i o nf u r t h e rd e s c r i b e st h e d a t a o r g a n i z a t i o n a n d m a n a g e m e n tm e c h a n i s m f u r t h e r m o r e ，t h i s d i s s e r t a t i o nc o m p a r e sa n ds u m m a r i z e st h ed e v e l o p m e n ta n dd i f f e r e n c eo f p r i v a c ym e c h a n i s ma m o n gd i f f e r e n tr e l e a s e so fn e t w o r k s a tt h ee n do f 3 t h e d i s s e r t a t i o n ，i tp u t sf o r w a r ds o m es u g g e s t i o na b o u tu n s o l v e d p r o b l e m s k e y w o r d s ：c o m m u n i t yl o c a t i o ns e r v i c e ，g m l c ，l c sc l i e n t ，d a t a m a n a g e m e n t ，p r i v a c y 4 1 1 研究的背景 第一章前言 位置服务( l c s ) 是由移动通信网提供的一种增值业务，通过一组定位技术 获得移动台的位置信息( 如经纬度坐标数据) ，提供给移动用户本人或他人以及通 信系统，实现各种与位置相关的业务。狭义地说，位置服务是通过无线通信网络 获取无线用户的位置信息，在地理信息系统平台的支持下提供相应服务的一种无 线增值业务。广义地说，只要是基于位置的信息服务均属于位置服务，有些业务 可能与用户本身的位置无关，例如固定地点的天气、固定起始终止点之间的公交 路线等。但在移动通信网中，位置服务应用最多的应是与终端持有者本身的位置 紧密相关的那些业务。 就无线定位服务而言，在第二代无线通信网络上发展位置服务，由于系统数 据传输能力较低，因此所能提供的服务类型受到限制。而3 g 系统的数据传输能 力有了很大提高，使一些信息量较大的位置服务通过无线网络的改进成为可能， 如地图显示、实时导航，甚至3 d 地图服务等。 1 2 研究的意义 对于如何发挥位置服务的多样性，并且能够尽量复用位置服务提供的几个基 本方式是本论文选题的一个出发点。此外结合智能社区的社区管理这一概念，把 用户的静态位置信息和动态位置信息相结合，使用户间具有类似局域网的用户组 结构也是本论文的一个研究重点。 对于新的位置服务，需要在遵照规范的同时，适当增加一些新的特性，这也 就使得我要研究目前规范相关定义的同时，在设计平台的过程中，提出规范中有 待解决的缺陷并尽量提出解决方法。 1 3 课题研究内容 课题主要研究3 g 网络下( w c d m a ) 基于位置服务的网络架构和业务功能， 并提出能扩展具有新业务特性的社区位置服务平台，进一步根据引入的“社区” 概念设计数据的管理结构，最后总结比较当前网络不同版本的位置服务隐私保护 的改进。 9 第二章位置服务概述 2 1 位置服务相关标准化 位置服务的实现可以分成两个部分：位置获取和信息提供。相应地，标准化 工作也对应不同的标准组织。 对于位置的获取也就是定位技术的标准，目前主要在3 g p p 和3 g p p 2 中进行 标准化工作。相关的用户在业务层面的认证授权、业务漫游以及隐私管理等内容 的标准工作，目前主要是在0 m a 中进行，但由于3 g p p 和3 g p p 2 在0 m a 中对位置 服务的流程、网络结构等方面存在分歧，所以标准化的进度可能会放慢。同时， 也应注意到，在3 g p p 中实际上也在做与0 m a 相同的工作。本文是以3 g p p 技术规 范为标准进行讨论。 对于地理信息提供层面上的标准工作，目前主要由0 g c 负责制订，并且已经 基本完成了除导航服务之外的其他业务。 在我国，目前已经完成了l e l 1 接口( 客户端与定位服务器之间的接口) 的行 业标准，以及w c d m a 和c d m a 2 0 0 0 系统中的定位技术行业标准。与g i s 相关的标 准，目前也有了的g i s 接口，s p a c c e s s 接口的企业标准。对应于0 m a 的基于i p 层面的定位技术标准也将要启动。 2 2 位置信息的获取 位置信息的获取即定位技术的标准，在3 g p p 规范中主要定义了3 种用于实 现移动定位的技术，包括：基于c e l l i d ( 小区标识) 的定位技术、0 3 i ) o a ( o b s e r v e dt i m ed i f f e r e n c eo fa x r i v a l ) 定位技术和网络辅助g p s 定位技术。 这三种基本定位技术可以在不同情况下使用，基于c e l l i d 的定位方法可以 在定位精度要求较低时使用；o t i ) o a 方法可以在定位精度要求较高并且终端和 网络无g p s 接收装置时使用；而网络辅助g p s 定位方法则适宜定位精度要求高 且终端和网络有g p s 接收装置时使用。另外，这几种方法可以同时混合使用， 以弥补彼此的不足。例如同时使用c e l l - i d 和o t i ) o a 技术，就可以在农村和 密集城区获得较好的定位效果。在w c d i v l a 网络商用初期，多数终端没有g p s 设备，而且定位业务种类不丰富，网络将主要利用前两种方法提供定位业务；随 着网络的发展和成熟，网络辅助的g p s 定位技术的应用将会有所增加，网络将 同时使用多种定位技术在不同情况下为不同的应用和不同的用户提供定位服务。 1 0 2 2 1基于c e l l i d 的定位技术 基于c e l l i d 的定位技术是一种最基本的定位方法，适用于所有的蜂窝网 络。它不需要移动台提供任何定位测量信息，也无须对现行网络进行改动，只要 在网络增加简单的定位流程处理即可，因而最容易实现。目前这种定位技术已经 在各移动网络中广泛使用。它的定位原理很简单：网络根据移动台当前服务基站 的位置和小区覆盖来定位移动台。若小区为全向小区，则移动台的位置是以服务 基站为中心，半径为小区覆盖半径的一个圆内；若小区分扇区，则可以进一步确 定移动台处于某扇区覆盖的范围内。 显而易见，这种定位方法的精度完全取决于移动台所处小区的大小，从几百 米到几十公里不等。在农村地区，小区的覆盖范围很大，所以c e l l i d 的定位精 度很差。而城区环境的小区覆盖范围较小，一般小区半径在1 至2 公理，对于繁 华的城区，有可能采用微蜂窝，小区半径可能到几百米，此时c e l l i d 的定位精 度将相应提高为几百米。 由于c e l l i d 定位不需要移动台的定位测量，并且空中接口的定位信令传输 很少，所以定位响应时间较短，一般在3 秒以内。 2 2 2o t d o a 技术 o t d o a ( o b s e r v e dt i m ed i f f e r e n c eo f a r r i v a l ) 是一种应用于3 g 网络下的定 位方式。在g s m 网络中也有类似的定位方法，称为e o t d ( e n h a n c e do b s e r v e d t i m ed i f f e r e n c e ) 。这种定位方法的基本原理是：移动台测量不同基站的下行导频 信号，得到不同基站下行导频的t o a ( t i m eo f a r r i v a l ，到达时刻) ，即所谓的 导频相位测量。根据该测量结果并结合基站的坐标，采用合适的位置估计算法， 就能够计算出移动台的位置。实际的位置估计算法需要考虑多基站( 3 个或3 个 以上) 定位的情况，因此算法要复杂很多。一般而言，移动台测量的基站数目越 多，测量精度越高，定位性能改善越明显。 使用这种方法，需要移动台所测量的基站同时发出下行导频信号。因此，网 络中的所有基站必须实现时间同步。一般可通过在基站安装g p s 接收机或连接 到时间同步网来实现基站的同步。 o t d o a 的定位精度相比c e l l i d 方法要高，但它的精度受到环境的影响， 在郊区和农村可以将移动台定位在1 0 至2 0 米范围内；在城区由于高大建筑物较 多，电波传播环境不好，信号很难直接从基站到达移动台，一般要经过折射或反 射，下行导频信号的t o a 也就出现了误差，因此定位精度会受到影响，定位范 围为1 0 0 至2 0 0 米。一般情况o t d o a 定位响应时间在3 至6 秒之间。 2 2 3 网络辅助g p s 定位技术 a g p s ( a s s i s t e dg l o b a lp o s i t i o n i n gs y s t e m s ) 是网络辅助g p s 定位的简称， 这种方法需要网络和移动台都能够接收g p s 信息。它的基本原理是：网络向移 动台提供辅助g p s 信息，包括g p s 伪距测量的辅助信息( 例如g p s 捕获辅助信 息、g p s 定位辅助信息、g p s 灵敏度辅助信息、g p s 卫星工作状况信息等) 和 移动台位置计算的辅助信息( 例如g p s 历书以及修正数据、g p s 星历、g p s 导 航电文等) ，利用这些信息，移动台可以很快捕获卫星并接收到测量信息，然后 将测量信息发送给网络中的定位服务中心，由它计算出移动台当前所处的位置。 由于位置计算是在网络上完成的，移动台的g p s 接收实现复杂度大大降低，并 能够降低功耗。 在开阔的环境中，如城郊或乡村，多径和遮挡是可以忽略的，a g p s 的定 位精度能够达到1 0 米左右甚至更优；如果移动台处于城区环境，无遮挡并且多 径不严重，定位精度将在3 0 至7 0 米之间；如果移动台在室内或其他多径和遮挡 严重的区域，此时移动台难以捕获到足够的卫星信号，a g p s 将无法完成定位， 这是它的最大局限性。 与前两种定位技术相比，a g p s 定位方法的响应时间稍长，在冷启动情况 下，a - g p s 的定位响应时间为1 0 至3 0 秒；在正常工作状态下，响应时间为3 至1 0 秒之间。 2 3 位置信息的提供 位置信息的提供即位置服务的具体业务提供，依据不同的标准，位置服务可 以有多种分类方式，下面简单举几类分类方式： 2 3 1 按应用特征划分 增值服务类： 使用l c s 实现各种增值业务，包括大众应用和行业应用。大众应用针对用 户的定位应用有很多，就目前而言，又可以分为：信息类、游戏类和跟踪导航类 等等。增值服务类是最多样化的一类服务。 社会公益类： 业务提供商为公众提供基于位置的公共安全业务，例如1 1 0 、1 1 9 、1 2 0 、1 2 2 等紧急业务，这类业务无需提前预定即可获得。 移动网络运营管理类： ( 1 ) 网络规划应用： 网络运营商可以使用定位信息来协助进行网络规划，运营商可以通过在指定 区域内定位手机位置来估计用户的分布情况以及移动用户的流动性，并将其用于 网络规划的目的，这种应用可以被用于热区检测和用户行为建模。 ( 2 ) 网络业务质量改进应用： 1 2 网络运营商可以利用定位业务来提高网络质量，定位系统还可以应用于跟踪 掉线电话来确认出现问题的地方，除此以外，该系统同样可以应用于识别低质量 区域。 2 3 2 按定位请求发起方划分 终端始发定位请求( m 0 l r ) ： 由移动用户通过空中接口直接发给网络的定位请求，此时终端用户将自身的 位置信息通过某网络实体提供给l c sc l i e n t 。 终端终止定位请求( m t - l r ) ： 任何从l c sc l i e n t 向l c ss e r v e r 发出的请求，s e r v e r 通过p l m n 网络得到 用户的位置信息，并反馈给l c sc l i e n t ，移动终端通过l c sc l i e n t 获取位置信息， 其中，l c sc l i e n t 被视为处于p l m n 的外部。 网络触发定位请求( n i u 之) ： 从正在为移动终端提供服务的p l m n 内部发出的对移动终端的定位请求。 这类请求也可以归到m t - l r 中去。 2 3 3 按接入方式划分 消息类接入( s m s e m s m m s 舢s s d ) ； 因特网接入( 互联网、局域网、专网等) ； 语音接入( v o i c e p o r t a l 1 8 6 0 客服台等) ； 客户程序类接入( j 筒，a 脚) ； 第三章基于3 g p p 的l c s 标准 3 1 位置服务逻辑实体 图3 1 位置服务逻辑实体图 3 1 1 l c ss e r v e r - 逻辑实体l c ss e r v e r 包含了一个p l m n 网络中的g m l c 以及其它必要实体， 如h l r h s s 等。l c ss e r v e r 提供了一个支持位置服务和其它业务( 如语音、数 据、补充业务等) 的平台，它要响应一个授权的l c sc l i e n t 的定位请求，一旦 定位请求通过了目标用户的隐私检查，则s e r v e r 要返回适当的位置信息。 3 1 2l c sc l i e n t 逻辑实体l c sc l i e n t 通过指定一套参数( 如o o s ) 向p l m n 中的l c ss e r v e r 发出定位请求，它可以是处于终端中的用于完成某个位置服务的应用程序，也可 以是一个加工从s e r v e r 得到的位置信息的业务提供平台，各种r e q u e s t o r 通过 接入l c sc l i e n t 发起各种定位请求。 3 1 3 r e q u e s t o r 逻辑实体r e q u e s t o r 可以是u e ，也可以是其它业务结点，它通过各种方式 接入到l c sc l i e n t ，并向l c ss e r v e r 发起定位请求，在定位请求中可能要包含 r e q u e s t o r 标识。在发起定位请求时，r e q u e s t o r 要接受c l i e n t 和网络的认证。 3 1 4 实体间接口 不同l c ss e r v e r 之间可以通过l g 接口与网络中的m s c s g s n 连接，再通过 m s c s g s n 进行交互，也可以通过l r 接口直接在l c ss e r v e r 之间进行交互信息。 目前l c ss e r v e r 与l c sc 1 l e n t 之间通过l e 参考点进行数据交互，对于l e 参考点，3 g p p 规范中建议使用由0 m a 定义的m l p 协议，或者当g m l c 包含0 s as c s 1 4 时，可以通过0 s aa p i 接口进行数据交互。 对于l c sc l l e n t 与r e q u e s t o r 之间的交互，由于是多种接入方式，所以并 未有统一的接口定义。 3 2 逻辑实体基本功能图 l c sc l i e n t c l i e n t 功能组 园园园固 定位请求 1 l r定位响应t 夕1 i p 裂r j f)卜 信令协议，= 二：夕 图3 2 逻辑实体功能图 二图3 2 描述了逻辑实体l c sc l i e n t 与l c ss e r v e r 之间的交互，p l m n 网络 通过使用l c ss e r v e r 中的各种功能组件为l c sc l i e n t 提供目标用户的位置信息。 l c s 逻辑实体的功能主要包括两部分，其中又包括多个较小的功能： l c sc l i e n t 功能组： l c ss e r v e r 功能组( 包括u m t sp l m n 中支持l c s 的功能) ： c l i e n t 处理功能组； 系统处理功能组； 用户处理功能组； 定位功能组； 3 2 1 l c sc l i e n t 功能组 一个l c sc l i e n t 包含一个或多个通过使用位置信息为用户提供服务的功能 组件，l c sc l i e n t 是一个逻辑实体，通过指定一套参数( 如q o s ) 向p l m n 中的 l c ss e r v e r 请求一至多个用户的位置信息。l c sc l i e n t 可以是p l m n 中的一个实 体( 可能在终端中) ，也可以是p l m n 外部的一个独立实体。 3 2 1 1 外部l c sc l i e n t 功能( l c f ) ： l c f 为l c sc l i e n t 和l c ss e r v e r 交互提供了一个接口，它负责请求目标用户 的位置信息，在请求中要指定q o s 参数。l c f 也负责接收来自s e r v e r 的定位响 应( 正常的位置信息或者报错信息) 。 3 2 2l c ss e r v e r 功能组 3 2 2 1c l i e n t 处理功能组 c l i e n t 处理功能组主要包括4 个功能：l o c a t i o nc l i e n t 控制功能( l c c f ) 、 l o c a t i o nc l i e n t 授权功能( l g 廿) 、l o c a t i o nc l i e n t 坐标转换功能( l c a 陌) 和 l o c a t i o nc l i e n t 区域转化功能( l c z t f ) ： l o c a t i o nc l i e n t 控制功能( l c c f ) ： l c c f 管理与l c f 间的外部接口，它通过与l c a f 交互( l o c a t i o nc l i e n t 验 证功能) 验证和授权( 验证c l i e n t 是否有权定位用户) l c sc l i e n t ，以鉴别不同 的c l i e n t 。 l c c f 还负责处理l c s 的请求交付管理，例如确定把定位请求移交给v m s c 或s g s n 。l c c f 决定最终的定位估算值是否满足q o s ，以确定重试或是直接拒 绝。 l c c f 控制多个同时发生的定位请求的先后顺序，它请求l c c t f ( l o c a t i o n c l i e n t 坐标转换功能) 进行坐标转换，也可以请求l s c t f ( l o c a t i o ns y s t e m 坐标 转换功能) 把坐标转换为网络实体标识，还可以通过l s b f ( l o c a t i o ns y s t e m 计 费功能) 产生计费相关信息。 l o c a t i o nc l i e n t 授权功能( l c a f ) ： l c a f 不但负责授权用户对业务的访问和定购，而且还授权l c sc l i e n t 对网 络的访问和对目标用户的定位请求。l c a f 又分为访问子功能和定购子功能。 访问子功能负责验证和授权l c sc l i e n t 的定位请求。当有l c s 定位请求产 生时，访问子功能便会通过查询l c sc l i e n t 定购信息文件( s u b s c r i p t i o np r o f i l e ) 验证： l c sc l i e n t 是否已注册； l c sc l i e n t 是否有权使用指定的l c s 请求类型； 1 6 l c sc l i e n t 是否有权对指定的用户发起定位请求； 定购子功能负责查询l c sc l i e n t 的定购信息文件，对于p l m n 的内部授权 l c sc l i e n t 不需要定购信息文件，这类c l i e n t 有权访问任何已定义的业务而不受 用户的限制。 l o c a t i o nc l i e n t 坐标转换功能( l c c t f ) ： l c c t f 根据l c f 所知的g i s 系统和位置信息把经纬度数据转化为某种位置 表达方式。它还可以把某个目标区域转化为某种形状标识或某种p l m n 国家码 标识。这种转化只有在l c sc l i e n t 收到目标区域信息之后才能执行。 l o c a t i o nc l i e n t 区域转化功能( l c z t f ) ： l c z t f 把经纬度数据转化为区域标识，这种区域标识在北美用于特定的紧 急业务。 3 2 2 2 系统处理功能组 j 系统处理功能组主要包括6 个功能：定位系统控制功能( l s c f ) 、定位系统 计费功能( l s b f ) 、定位系统操作功能( l s o f ) 、定位系统广播功能一( 璐b c f ) 、 定位系统坐标转换功能( 璐c t f ) 和定位i m s 协作功能( l i m s i w f ) ： 定位系统控制功能( l s c f ) ： l s c f 负责整理定位请求信息，它管理呼叫相关呼叫无关的定位请求，并分 配网络资源进行相应处理。它通过获得终端类型标识确定终端的l c s 能力。如 果l c s 需要，l s c f 可以对呼叫进行设置，如分配专用无线资源，它还为定位请 求整理和提供所需的辅助信息。此功能要与l c c f 、l s p f 、l s b f 以及p r c f 进 行交互，它把定位请求传给p r c f ，把定位结果传给l c c f ，把计费信息传给 l s b f 。 定位系统计费功能( l s b f ) ： l s b f 负责与网络相关的位置服务的计费功能，其中包括l c sc l i e n t 和用户 的计费，它还负责收集p l m n 之间的计费相关数据。 定位系统操作功能( l s o f ) ： l s o f 提供定位能力，l c sc l i e n t 与用户相关的数据，认证，故障管理和l c s 执行过程的管理等功能。 定位系统广播功能( l s b c f ) ： l s b c f 提供广播的功能，只有当e o t d 、o t d o a 或者辅助g p s 等定位方 法需要广播数据时才会用到l s b c f 的广播功能。 定位系统坐标转换功能( l s c t f ) ： l s c t f 把区域定义和地理形状表达的方式转化为只有p l m n 内部才能识别 的网络标识( 如c e l li d 、位置区i d 等) ，区域定义可能会转化为多个网络标识。 1 7 定位i m s 协作功能( u m s i w f ) ： l i m s i w f 通过基于i m s 公共用户标识( s i p u r i ) ，把定位请求路由到目标 用户所在的网络。目标用户所在的网络中的l i m s i w f 负责确定合适的h s s ， 并通过h s s 获得与s i p u r i 相关的m s i s d n 。 3 2 2 3 用户处理功能组 用户处理功能组主要包括3 个功能：定位用户认证功能( l s a f ) 、定位用户 转换功能( l s t f ) 和定位用户隐私功能( l s p f ) ： 定位用户认证功能( l s a f ) ： l s a f 负责认证移动终端( 使用s i m u s i m 的用户) 所使用的l c s 服务，同 时它要确认某个l c s 业务对请求的用户是否有效。如果是l c f 处于终端内部的 情况，l s a f 就要认证终端是否已经定购了所请求的位置服务。l s a f 还负责检 测目标用户所使用的标识是否为临时性的标识，是的话l s a f 就会调用定位用户 转换功能进行转换。 定位用户转换功能( l s t f ) ： l s t f 负责处理用户标识与临时标识的转换。 定位用户隐私功能( l s p f ) ： l s p f 负责处理隐私相关的认证，目标用户要通过隐私设置选项来验证对它 的定位请求。 3 2 2 4 定位功能组 对于位置服务来说，接入网部分是以坐标形式把定位结果发送给核心网部 分。接入网部分把目标用户所在的c e l l 映射为地理坐标数据，但是这种映射本 身并未标准化。 3 3 逻辑实体问基本信息流 3 3 1l c ss e r v e r 与c l i e n t 间的信息流 l c ss e r v e r 与c l i e n t 之间的信息流主要包括定位请求和定位请求响应，虽然 可能还有其它类型( 各国家定义) 的信息流，但是如果信息流不是走的标准接口， 那么这里指出的信息流并不能被外部识别。 3 3 1 1 定位请求 通过定位请求，l c sc l i e n t 向l c ss e r v e r 请求一个或多个目标用户的指定服 务质量的位置信息，定位请求包括两类： 立即定位请求( l i r ) ； 延迟定位请求( l d r ) ； 1 8 下面列出了定位请求包含的主要信息： 目标用户标识( 真伪标识) ； l c sc l i e n t 标识； 业务标识( 可选) ； 响应方式( 同步或异步，可选) ； c o d e w o r d ( 码字) ； r e q u e s t o r 标识( 包括它的类型，可选) ； 目标用户所拨号码或a p n n i ( 呼n q 会话相关请求) ； 事件类型定义，如获得用户区域变化( 只适用于延迟定位请求) ； 区域变化类的延迟定位请求的定义，可能包括下列参数( 可选) ： ( a ) 事件触发参数，如用户进入、离开或已处于请求所在区域； ( b ) 单个或多个事件报告参数； ( c ) 区域事件报告的最小时间间隔参数( 多个事件报告) ； ( d ) 定位估测值参数，如是否在区域变化事件报告中携带对目标用户的 定位估测值； 起止时间，指出请求的有效期( 可选) ； 时间间隔，只用于周期请求； 请求的服务质量信息，如精度、响应时间和l c sq o s 类； 请求所需位置类型，如当前位置、当前或上次所获位置、初始位置等，只用 于l i r ( 当前位置只用于l d r ) ； 优先级( 可选) ； 服务覆盖范围( 可选) ； 请求所需位置信息的最长有效期( 可选) ； 位置参考坐标系( 可选) ； 目标区域，如可以为下列某种表达方式的地理区域( 可选) ： ( a ) t s 2 3 0 3 2 中定义的形状； ( b ) 本地坐标系； ( c ) e 1 6 4 国家码表示的地理区域； ( d ) p l m n 标识： ( e ) 区域的地理名称( 如北京) ； 有些信息可能存储于g m l c ，因此l c sc l i e n t 在定位请求中不需要包含这 些信息。 3 3 1 2 定位请求响应 l c ss e r v e r ( g m l c ) 返回定位请求响应给l c sc l i e n t ，响应分为两种：立 1 9 即响应和延迟响应( 延迟响应可以是单个或多个) 。 下面列出了定位请求响应包含的主要信息： 以形状本地坐标系表示的目标用户的地理坐标位置信息； 获得目标用户位置信息的定位方法( l c ss e r v e r 需要支持，可选) ； 获得位置结果的时间戳； 用户进入、处于或离开某一地理区域的标识( 可选) ； 对延迟定位请求的a c k ( 可选) ； r e q u e s t o r 标识( 可选) ； l d r 的参考序号( 可选) ； 标识未达到请求的q o s ( 可选) ，只适用于尽力而为的请求类型； 此外，定位请求中包含的相关信息也会用于定位请求响应中。 3 3 2l c ss e r v e r 之间的信息流 l c ss e r v e r 之间的信息流也主要包括定位请求和定位请求响应，虽然可能还 包括其它一些( 国家指定) 信息流，但是如果信息流不是通过标准接口进行交互， 那么这里定义的任何信息流都无法为外部识别。 3 321 定位请求 源l c ss e r v e r 在定位请求中指定服务质量，向目标用户所在网络的l c s s e r v e r 发送定位请求，包括两类定位请求： 立即定位请求( u r ) ； 延迟定位请求( l d r ) ； 下面列出了定位请求包含的主要信息： 目标用户标识( 可以是m s i s d n 、i m s i 、s i p u r i 或伪标识) ； l c sc l i e n t 标识； l c sc l i e n t 类型( 增值业务、紧急业务、p l m n 操作或合法拦截) ； l c sc l i e n t 名称( 可选) ，如果支持，还有l c sc l i e n t 名称的类型； 业务类型( 可选) ； 响应方法( 同步或异步，可选) ； c o d e w o r d ( 码字，可选) ； r e q u e s t o r 标识( 包括它的类型，可选) ； 目标用户所拨号码或a p n n i ( 呼n q 会话相关请求) ； 事件类型定义，如获得用户或区域变化( 只适用于延迟定位请求) ； 区域变化类的延迟定位请求的定义，可能包括下列参数( 可选) ： ( a )事件触发参数，如用户进入、离开或已处于请求所在区域； ( b ) 单个或多个事件报告参数； ( c ) 区域事件报告的最小时问间隔参数( 多个事件报告) ； ( d )起止时间，指出请求的有效期( 可选) ； 请求的服务质量信息，如精度、响应时间和l c sq o s 类； 请求所需位置类型，如当前位置、当前或上次所获位置、初始位置等，只用 于l i r ( 当前位置只用于l d r ) ； 优先级( 可选) ； 请求所需位置信息的最长有效期( 可选) ； 隐私忽略指示器( 可选) ； 服务覆盖范围( 可选) ； 隐私相关检查的指示器( 可选) ； 支持g a d ( g e o g r a p h i c a l a r e ad e s c r i p t i o n ) 形状( 可选) ； h p l m nl c ss e r v e r 地址，如h g m l c 地址( 可选) ： v p l m nl c ss e r v e r 地址，如v - g m l c 地址( 可选) ； 隐私文件寄存器( p p r ) 的网络地址( 可选) ； 业务结点的网络号； 服务结点的l c s 功能集( 可选) ； 目标区域，如可以为下列某种表达方式的地理区域( 可选) ： ( a ) t s 2 3 0 3 2 中定义的形状； ( b ) 本地坐标系； ( c ) e 1 6 4 国家码表示的地理区域； ( d ) p l m n 标识； l d r 的参考序号( 可选) ； 3 3 2 2 定位请求响应 目标l c ss e r v e r 向源l c ss e r v e r 返回定位请求响应，包括两类响应：立即 响应和延迟响应( 延迟响应可以是单个或周期性的) 。 下面列出了定位请求响应包含的主要信息： 以形状本地坐标系表示的目标用户的地理坐标位置信息； 用户进入、处于或离开某一地理区域的标识( 可选) ； 获得目标用户位置信息的定位方法( l c ss e r v e r 需要支持，可选) ； 获得位置结果的时间戳； 对延迟定位请求的a c k ( 可选) ； r e q u e s t o r 标识( 可选) ： 标识未达到请求的q o s ( 可选) ，只适用于尽力而为的请求类型； 此外，定位请求中包含的相关信息也会用于定位请求响应中。 2 1 3 4l c s 网络结构 田 i i _ j 图3 - - 3l c s 网络结构图 图3 3 是g s m u m t s 中l c s 的网络结构。接入网中的l c s 实体通过a 、 g b 和i u 接口与核心网通信。各种l c sc l i e n t 发送定位请求给g m l c ( c l i e n t 要 先通过认证) ，网络中可以有多个g m l c 。网络中的资源协同工作，包括终端设 备的计算功能，估算出用户的位置后返回给c l i e n t 。作为整个过程的一部分，来 自其它系统( 其它网络) 的信息也是可以利用的。 3 4 1 网络实体功能描述 3 4 1 1 接入网部分 接入网部分，无论是u t r a n 还是g e r a n ，都是位置服务获得位置信息的 地方。这部分主要涉及各种定位方法，如前所述的基于c e l l i d ( 小区识别) 的 定位技术、o t d o a ( o b s e r v e dt i m ed i f f e r e n c eo fa r r i v a l ) 定位技术和网络辅助 g p s 定位技术等。 3 4 1 2l c sc l i e n t s 、l c s 应用和l c sr e q u e s t o r s l c s 应用分为2 类：网络内部应用和网络外部应用。 内部应用主要用于g s m u m t s 网络的维护操作( 改善网络性能) 。内部l c s c l i e n t 由内部i d 标识，内部标识分为如下几类：用于广播位置相关信息l c s c l i e n t ，h p l m n 中的o & ml c sc l i e n t ，v p l m n 中的o & ml c sc l i e n t ，记录匿 名位置信息的l c sc l i e n t ，支持承载业务、电信业务或补充业务的l c sc l i e n t 。 2 2 太 u 外部应用( 如商用或紧急业务) 则对移动通信网络外部提供相关服务。外部 的l c sc