單良 中興通訊股份有限公司預(yù)研工程師

黃崢 中興通訊股份有限公司標(biāo)準(zhǔn)工程師

黃河 中興通訊股份有限公司標(biāo)準(zhǔn)工程師

胡義東中興通訊股份有限公司產(chǎn)品工程師

安全用戶面定位技術(shù)及系統(tǒng)

單良 中興通訊股份有限公司預(yù)研工程師

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黃河 中興通訊股份有限公司標(biāo)準(zhǔn)工程師

胡義東中興通訊股份有限公司產(chǎn)品工程師

介紹安全用戶面定位系統(tǒng)及產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀，討論安全用戶面定位系統(tǒng)的建網(wǎng)策略。

安全用戶面定位 A-GNSS 北斗

1 引言

隨著Google、Apple等移動互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)大力推廣基于位置的高精度應(yīng)用，傳統(tǒng)的移動運(yùn)營商急需可快速部署的高精度定位方案，充分利用自己的品牌和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，以及產(chǎn)業(yè)鏈的主導(dǎo)角色，展開和他們的正面競爭。由OMA（Open Mobile Alliance）組織定義的可用于A-GNSS（Assisted Global Navigation Satellite System）和混合定位技術(shù)的SUPL（安全用戶面定位）方案正是這樣一種有力的工具。

2 SUPL技術(shù)方案特點(diǎn)

SUPL規(guī)范的設(shè)計初衷是引入一個與網(wǎng)絡(luò)無關(guān)的、統(tǒng)一而開放的支持A-GNSS技術(shù)的高精度定位解決方案。首先，在SUPL方案中引入的ULP協(xié)議是終端和定位服務(wù)器之間的通訊協(xié)議，承載在安全的TLS連接上，可以做到網(wǎng)絡(luò)無關(guān)。而且，SUPL根據(jù)定位技術(shù)，尤其是A-GNSS技術(shù)的特點(diǎn)，引入了一套支持會話管理、能力協(xié)商、輔助和測量數(shù)據(jù)獲取的消息和處理流程，規(guī)范了終端和定位服務(wù)器之間的協(xié)作，因此SUPL是一個可以在多種網(wǎng)絡(luò)和定位服務(wù)中應(yīng)用的統(tǒng)一框架（見圖1）。此外，SUPL規(guī)范在OMA架構(gòu)下，是由運(yùn)營商、設(shè)備商和終端供應(yīng)商等定位產(chǎn)業(yè)鏈參與方共同討論制定的，這不僅有效保證了方案的開放性，而且避免了類似技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)問題。

采用SUPL方案可以支持高精度的A-GNSS定位技術(shù)。提到A-GNSS技術(shù)，就不能不說說純GNSS技術(shù)的幾個問題。由于可見衛(wèi)星未知、信號微弱、多普勒偏移、復(fù)雜的信號結(jié)構(gòu)和很低的導(dǎo)航電文發(fā)送速率等原因，采用純GNSS技術(shù)的接收機(jī)存在首次定位時間過長、連續(xù)定位耗電大等問題。SUPL方案中采用的A-GNSS技術(shù)，正是通過將已知位置、較精確的時間、已知的導(dǎo)航數(shù)據(jù)和捕獲輔助參數(shù)等輔助數(shù)據(jù)直接發(fā)送到終端上，幫助終端實(shí)現(xiàn)暖啟動甚至是熱啟動以縮短定位時間，增加對弱信號的靈敏度，提高定位成功率并減少終端耗電。現(xiàn)有的SUPL方案和其演進(jìn)版本，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)在2G、3G、4G等幾乎所有無線網(wǎng)絡(luò)中支持A-GNSS技術(shù)，并且不需要對基礎(chǔ)無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行升級。

圖1 SUPL定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

新版本的SUPL規(guī)范，不僅可以支持傳統(tǒng)的GPS系統(tǒng)，還可以支持除了GPS之外的其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，比如現(xiàn)代化GPS、Galileo、GLONASS、BeiDou以及多種星基導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)。SUPL技術(shù)規(guī)范充分利用了各種已經(jīng)被證明有效的定位技術(shù)，比如ECID、混合定位等來提高定位成功率和精度。正是由于SUPL框架的開放性和先進(jìn)性，在3GPP的LTE規(guī)范中，已經(jīng)明確采用SUPL作為融合的控制面和用戶面定位方案的一部分。

SUPL技術(shù)規(guī)范從服務(wù)器和客戶端的雙向認(rèn)證、隱私通知和確認(rèn)、會話管理等多個方面，保證用戶的位置信息不會被錯誤或者非法地使用。這種安全特性一直作為規(guī)范的主要部分得到重視和加強(qiáng)，并在所有的商用終端上得到體現(xiàn)。

由于SUPL技術(shù)規(guī)范是在運(yùn)營商主導(dǎo)的OMA組織中制定的，因此其可管理、可運(yùn)營的特性是區(qū)別于其他類似技術(shù)方案的一個亮點(diǎn)。這個特點(diǎn)體現(xiàn)在諸如終端的參數(shù)設(shè)置、版本兼容性、各種漫游解決方案等多個方面。新版本的SUPL規(guī)范還支持周期觸發(fā)和區(qū)域觸發(fā)定位業(yè)務(wù)能力，為各種導(dǎo)航、看護(hù)、安保、物流、社交等創(chuàng)新型定位應(yīng)用提供了方便。

3 運(yùn)營商的基礎(chǔ)設(shè)施

部署SUPL定位方案不需要對核心網(wǎng)和接入網(wǎng)的基礎(chǔ)網(wǎng)元進(jìn)行升級，只需要保證終端到定位服務(wù)器路由可達(dá)，能使用標(biāo)準(zhǔn)的WAPPush或者短信方式發(fā)送觸發(fā)消息就可以了，因此具有快速、低成本部署的巨大優(yōu)勢。不過，為了保證定位精度、成功率和系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力，并充分發(fā)揮差異化競爭優(yōu)勢，運(yùn)營商還需要提前考慮幾方面的問題。

首先是終端管理能力。通過DM系統(tǒng)，可以完善地解決對終端SUPL支持能力的判斷，并動態(tài)配置終端上定位服務(wù)器的域名和地址；而不需要依賴于終端提供商、服務(wù)提供商和試錯類型的過渡解決方案。使用這種終端管理模式是保證定位成功率的基礎(chǔ)。當(dāng)然，以運(yùn)營商為主導(dǎo)的系統(tǒng)兼容性測試也是保證系統(tǒng)可用性的關(guān)鍵。

另一個重要的基礎(chǔ)設(shè)施是GBA安全認(rèn)證體系?；贕BA的TLS連接是SUPL中標(biāo)準(zhǔn)的安全模式，和基于服務(wù)器證書的TLS方式相比，有支持雙向認(rèn)證、數(shù)據(jù)流量低、計算量小等優(yōu)點(diǎn)，而且不需要依賴于可信第三方簽署的服務(wù)器證書。它也是運(yùn)營商實(shí)現(xiàn)差異化競爭的有效保證。

對于服務(wù)范圍較小，并且沒有漫游需求的運(yùn)營商來說，可以自建參考網(wǎng)；而對于服務(wù)范圍很大，有漫游業(yè)務(wù)需求的運(yùn)營商來說，租用參考網(wǎng)無疑是性價比較高的選擇。租用參考網(wǎng)可以保證數(shù)據(jù)可靠性，沒有維護(hù)管理的成本，并滿足未來新技術(shù)演進(jìn)的需求。

最后，準(zhǔn)確和專業(yè)的基站位置數(shù)據(jù)是運(yùn)營商獲得差異化競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵。高質(zhì)量的基站數(shù)據(jù)是保證高定位成功率和實(shí)現(xiàn)混合定位的基礎(chǔ)。

4 全面支持SUPL技術(shù)的ZXME LBS產(chǎn)品

中興通訊提供融合了控制面和用戶面定位能力的ZXME LBS產(chǎn)品，全面支持SUPL技術(shù)規(guī)范，可以實(shí)現(xiàn)基于終端和網(wǎng)絡(luò)輔助的A-GNSS計算模式以及混合定位，可以支持多種觸發(fā)消息發(fā)送方式，支持多種終端管理能力和安全模式，可以為運(yùn)營商自建或者租用參考網(wǎng)提供服務(wù)，并提供完善的漫游業(yè)務(wù)支持能力。

中興通訊積極參與OMA SUPL中各種新技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，不僅在ZXME LBS產(chǎn)品中支持當(dāng)前已經(jīng)商用的SUPL規(guī)范版本，還將對這些新技術(shù)的支持合理規(guī)劃到該產(chǎn)品的未來版本中，保證運(yùn)營商高精度定位業(yè)務(wù)的可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)束語

和盡力而為提供服務(wù)但是免費(fèi)的互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式相比，移動運(yùn)營商可以充分利用SUPL定位方案的技術(shù)特點(diǎn)，通過完善的基礎(chǔ)設(shè)施，發(fā)揮差異化競爭優(yōu)勢，滿足用戶不斷增長的高精度定位需求；并通過和各種數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務(wù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)效益倍增。

1 Secure User Plane Location Architecture(OMA-AD-SUPLV2)

2 User Plane Location Protocol(OMA-TS-ULP-V2)

3 Secure User Plane Location Requirements(OMA-RD-SU PL-V2)

2015-02-26）