提出了一种移动方位服务的体系结构，开发、规划了其间的要害部件移动方位服务网关和方位服务运用途径，给出了完结方位服务的运用程序规划流程。经过实践测验标明，体系能够运用于移动通讯网络为用户供给方位服务。
移动方位服务LBS(Location-based Service)是经过必定的技能从移动通讯网络获取移动用户的方位信息，并为用户供给相应服务的一种增值事务。供给移动方位服务要依赖于移动通讯网络以及移动定位技能。在第二代移动通讯网络中，因为网络固有的原因，定位精度只能抵达数十米，这使得网络运营商无法推行移动方位服务招引客户。跟着第三代移动通讯网络在我国快速开展，结合新研讨的移动定位技能，经过用户的移动终端进行地舆方位定位，其精度得到了很好地进步，现已抵达米数量级[1]。然后使移动定位事务能够像短消息事务相同成为一种具有宽广商场远景的移动增值事务。
1 移动定位技能
无线定位技能是指用来断定移动用户方位的丈量和核算办法，即定位算法。现在，有许多办法能够用来进行方位核算，最常用的定位技能首要有：信号抵达视点定位AOA(Anger of Arrival)、抵达时刻定位TOA(Time of Arrival)、抵达时刻差定位TDOA(Time Difference of Arrival)、cell-ID定位、辅佐GPS(A-GPS，assisted GPS)定位等。在实践运用中，定位往往是越精确越好，例如当用户产生风险需求紧迫定位时，传统定位技能定位到某个蜂窝小区数十米范围内是远远不够的，需求凭借定位技能进步定位的精确性。上述定位技能中只需TDOA定位和辅佐GPS定位的定位精度能够精确到3 m~7 m[1]。在3G移动通讯体系中得到了较好地运用，满意了用户对定位精度的要求。
1.1 抵达时刻差(TDOA)定位技能
TDOA定位技能是依据不同基站接纳到的同一移动终端信号在传输途径上的时延差异完结终端定位。当移动终端宣布紧迫呼叫时，移动网络经过其邻近的三个或更多个不同基站接纳并丈量出信号的抵达时刻，网络核算出抵达时刻两两之间的差值，移动终端必定坐落这些时刻差值所对应的以两两基站为焦点的双曲线上[2]。这样，依据两条双曲线的交点就能够确认手机的方位。所以只需邻近三个基站接纳到移动终端宣布的信号就能够抵达定位意图。TDOA技能只需求移动通讯网络参加网络参数的丈量，不需求对终端硬件上的改动。因而完结TDOA定位只需求在移动通讯网中添加相应功用模块就能够了，并支撑一切厂商出产的移动终端。一起它具有定位精度高、呼应时刻短、完结简略等长处。
在3G移动通讯网络中，完结LBS事务需求在无线接入网侧添加定位功用实体，即方位丈量单元LMU(Location Measurement Unit)。LMU能够独自设置或置于基站内，而中心网侧还须有对应的功用实体，即方位确认单元PDE(Position Determination Entity)，依据LMU丈量的网络参数进行相应的定位运算[3]。
TDOA作为首要的定位技能在第三代移动通讯网络中得到了广泛的运用。在3GPP的WCDMA中，依据TDOA定位技能，即观测抵达时刻差分OTDOA(Observed Time Difference of Arrival)；在3GPP2的CDMA2000中，称为高档前向链路三角丈量法A－FLT(Advanced Forward Link Trilateration)。这些办法的原理相同，都是经过信号抵达时刻差值，确认不少于两条双曲线，再经过这些双曲线的交点，确认移动台的方位。抵达时刻差分定位原理如图1所示。
1.2 辅佐GPS(A-GPS，assisted GPS)定位
在移动通讯网络中直接运用GPS定位遇到许多问题。首要，因为捕捉到GPS卫星导航信号的时刻相对较长(30秒到几分钟)，所以移动台的初次呼应时刻较长。其次，因为较长的呼应时刻导致移动台的功率损耗也较大。最终，处于室内和城市低谷地带(楼房之间等)的移动台，乃至因为移动台的天线相对较小等原因，导致接纳到的GPS信号相对较弱，形成这些弱信号难以检测到。因而为了处理这些问题，选用辅佐GPS办法来改进GPS定位的功用。
A-GPS技能的根本办法是树立一个参阅GPS网络，以便接纳天线能够接连不断地盯梢GPS卫星[2]。参阅网络能够和蜂窝基站衔接在一起，继续实时地盯梢GPS卫星群，并在必定的时刻供给许多数据给每一个卫星。这些数据包括移动台的(或基站)方位信息、现在在役的卫星信息、星历表信息、时钟校对信息、多谱勒频移，乃至包括伪随机噪声信息等。当移动台宣布移动定位恳求时，GPS参阅网络把这些数据信息传送到移动台(或GPS接纳天线)以快速发动或添加移动台的接纳灵敏度。因为参阅网络的作用，A-GPS较传统GPS信号的查找空间大大缩小，所以导航信号的捕捉时刻大为削减。一起参阅网络答应移动台选用快速的查找速度和较窄的查找带宽，大大进步了移动台灵敏度，削减了移动台的功率损耗。一旦内嵌GPS接纳天线的移动台接纳到卫星信号，移动台的初始定位信息便可传送给网络，并在网络中进一步进行核算，然后确认出移动台的方位。
A-GPS技能克服了GPS技能直接运用于移动通讯定位服务的缺点。并且相关于其他技能有许多长处，首要是定位精度较高，定位间隔最小可达3 m。其次是它的定位呼应时刻较短，能够在几秒内得到呼应。但与TDOA技能比较，需求移动终端支撑A-GPS定位，添加了移动终端的费用。现在美国、日本和韩国等现已开通了A-GPS方位服务[4]，并且在较短时刻内，出售了带A-GPS定位服务的手机超越1 000万台。
2 移动方位服务的体系结构规划
移动方位服务是移动运营商供给给移动用户的增值服务，因而施行移动方位服务应该充分利用运营商的现有网络出资。依据现有移动通讯的网络结构，提出了如图2所示的体系结构。这种结构是在现有移动通讯网络实体上的延伸，添加了移动方位服务网关模块和移动方位运用途径模块。移动方位服务网关完结相当多的功用，如用户办理、方位办理、运用办理、定位等，许多有关用户的定位信息都在服务网处理，并提交给方位服务运用途径。方位服务运用途径类似于一台服务器，它与移动用户终端进行交互，将用户的定位信息经过适宜的数据格式传输给订制了该事务的用户。
3 移动方位服务网关
移动方位服务网关是本体系中开发的一个重要的部件。它一方面要为服务供给商供给各种依据XML协议的二次开发接口，供给地舆信息服务、定位等功用；另一方面要为移动运营商供给各种运营保护办理功用，如定位、用户鉴权、计费等各种服务。移动定位服务网关体系特性包括：
(1)支撑敞开规范的运用程序接口/协议、多厂家设备及定位技能。经过规范化的接口，与不同的无线网络定位设备供给商；支撑多种定位方法；供给规范的A接口，以XML、SOAP方法衔接；支撑与WAP以及SMS的衔接，支撑2G/3G等不同网络。
(2)供给方位信息的安全操控及用户鉴权。
(3)运营商可经过多种途径供给服务与运用，有些方位服务合适运用SMS供给，有些合适运用WAP/Web供给。移动方位服务网关供给了多套接口，以便利运营商供给服务。
(4)应对大规模并发用户拜访才能。
4 移动方位服务运用途径
4.1 移动方位服务运用途径开发
移动方位服务运用途径相当于移动通讯网络中的定位服务器，它接纳来自于移动方位服务网关中经过处理的定位信息，并在方位服务运用途径中经过再处理。因为移动用户终端机的出产厂商各不相同，运用不同的嵌入式软件等，因而方位服务运用途径服务器能够为不同的终端用户供给服务。体系能够合作短消息服务确认手机用户地点的地舆方位，也能够以Web方法响运用户的需求[5]。移动方位服务的运用途径结构如图3所示。
地图服务器引擎是移动方位服务运用途径完结计划的中心，该模块的功用好坏将影响定位作用，能够直接选用商用化设备。开发定位服务器选用的地图服务器是ESRI的ArcIMS地图服务器，它包括以下几个部分：地舆信息发布途径、空间数据库、地舆编码、途径查找。ArcIMS地图服务器供给二次开发接口，只需开发程序将移动方位服务网关核算出的方位传送给地图服务器，然后确认出移动终端地点的精确方位。ArcIMS地图服务器适用于无线互联网、企业Intranet的地图运用，能以多种图像格式发布地图，很简单树立依据无线手持设备(手机或PDA)可扩展的移动方位服务运用。关于电信级的定位运用，中心问题是处理大用户量的并发拜访的问题，ArcIMS选用了先进的负载平衡和流量操控技能。当体系容量扩展时，只需添加地图服务器就能够满意用户的需求。
4.2 方位服务运用程序规划流程
移动方位服务的运用程序规划流程如图4所示。
整个进程为：
(1)移动终端经过移动网络拜访方位运用服务，发送服务恳求代码给方位服务运用途径，然后方位服务运用判别该用户恳求的服务类型后，由方位服务运用途径向方位服务网关提交该用户的方位服务恳求。
(2)方位服务网关对该用户进行认证和安全处理，如经过，设置为成功；如未经过，设置则为失利。
(3)在经过认证的情况下，方位服务网关依据恳求参数发送给运营商网络中的相关网络实体，一般是移动事务交流中心MSC(Mobile Switching Center)和归属方位寄存器HLR(Home Location Register)，由MSC进行定位运算，核算结束后将参数回来给方位服务网关，方位服务网关再将接纳到的参数处理后回来该用户的最新方位信息给方位服务运用途径。
(4)假如方位服务运用途径收到正确的方位信息，将依据方位和地图服务器进行归纳处理，生成相应的图片和文字信息。最终方位服务运用途径对生成成果(成功或失利)信息打包，经过移动网络回来给移动用户终端，移动用户在便携式移动终端(如PDA、Pocket PC等)上能够接纳到显现的方位信息。
移动方位服务具有极好的商场运用远景。对移动用户而言，方位服务不仅是了解自己和别人方位的特性服务，更重要的是关系到移动用户的本身和产业安全。本文提出的移动方位服务的网络架构在移动运营商的试商用中得到了杰出的运用，跟着未来通讯技能的不断开展，方位服务将供给给用户更高的定位精度、更快捷的操作方法、更全面的方位信息。移动方位服务必将成为继短消息事务之后又一广受用户欢迎的移动增值事务。
