3G移動(dòng)用戶定位技術(shù)研究

黃 楠，伍小芹

(海南大學(xué) 信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院，海南 海口 570228)

0 引言

目前，基于用戶位置的移動(dòng)定位業(yè)務(wù)（LBS,Location Based Service）已經(jīng)受到了世人的矚目[1]。定位技術(shù)是日常生活工作中不可或缺的技術(shù)之一，通常是指確定某個(gè)物體在某一坐標(biāo)體系中的位置。所謂無線定位，指的是指在無線通信資源的協(xié)助下，基于一定的定位算法，通過對(duì)屬于定位信號(hào)的一些參數(shù)估計(jì)和測量，在某一坐標(biāo)系中，將被測目標(biāo)的位置確定下來。

3G無線網(wǎng)絡(luò)下的移動(dòng)用戶定位技術(shù)研究，探討的是移動(dòng)用戶在3G無線網(wǎng)絡(luò)的支持下通過移動(dòng)終端獲取當(dāng)前的位置信息的過程中應(yīng)用到的關(guān)鍵技術(shù)。在用戶通過3G無線網(wǎng)絡(luò)獲得位置地圖的過程中既涉及到定位服務(wù)數(shù)據(jù)的提供商-電信運(yùn)營商為移動(dòng)用戶提供空間數(shù)據(jù)服務(wù)，又涉及到移動(dòng)用戶所使用的基于3G網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端技術(shù)。

現(xiàn)將對(duì)這兩個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)分別進(jìn)行探討，以期為3G移動(dòng)定位的實(shí)際應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。

1 無線網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)的發(fā)展

無線網(wǎng)絡(luò)的具體組成有：終端，服務(wù)區(qū)，無線媒介，無線介質(zhì)，接入點(diǎn)。無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用之一是定位服務(wù)[2]。位置服務(wù)首先從美國發(fā)展起來，韓國在 2003年下半年正式開創(chuàng)了位置服務(wù)，位置服務(wù)具體包括的內(nèi)容有：對(duì)小孩和車輛的跟蹤服務(wù)，提供緊急救助服務(wù)，告知周邊環(huán)境情況等，位置服務(wù)定位精度也縮小到10～100 m的范圍。2003年到2009年間產(chǎn)值規(guī)模定位市場世界移動(dòng)的如圖1所示，可見，從發(fā)展趨勢上看，從最初的5.5億美元到現(xiàn)在的210億美元，呈加速上升的狀況[3]。

位置服務(wù)的應(yīng)用在國內(nèi)的也處于發(fā)展迅速階段。比如“定位之星”業(yè)務(wù)是中國聯(lián)通開展的。從市場應(yīng)用看，位置信息服務(wù)的大致可以分為兩類，分別是面向行業(yè)用戶的垂直市場應(yīng)用和面向大眾用戶的水平市場應(yīng)用。位置服務(wù)的水平應(yīng)用目前主要有確定相互查詢位置、用戶位置、與用戶當(dāng)前位置有關(guān)的各種娛樂、生活、服務(wù)、交通、公共設(shè)施等服務(wù)，此外還包括基于位置的娛樂游戲開展等等；垂直市場應(yīng)用主要是指專業(yè)領(lǐng)域推出服務(wù)，例如將行業(yè)應(yīng)用與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)位置服務(wù)相結(jié)合，總的來說，在中國，隨著3G移動(dòng)技術(shù)的逐步成熟，移動(dòng)定位業(yè)務(wù)將不僅僅處于市場培育階段，定位技術(shù)也將獲得進(jìn)一步的發(fā)展。

圖1 2003～2009年定位市場規(guī)模

2 空間數(shù)據(jù)服務(wù)中的數(shù)據(jù)庫技術(shù)

無線定位技術(shù)中的空間數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)以手機(jī)終端通過無線接入網(wǎng)接入核心網(wǎng)，核心網(wǎng)可以連接因特網(wǎng)，在因特網(wǎng)上搭建空間數(shù)據(jù)服務(wù)[4]。無線接入網(wǎng)完成所有與無線有關(guān)的功能。核心網(wǎng)主要處理所有的話音呼叫、數(shù)據(jù)連接和交換，以及與外部其它網(wǎng)絡(luò)的連接和路由選擇。可以說數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是整個(gè)3G無線網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)的核心支持系統(tǒng)。

該部分為系統(tǒng)的上游技術(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，該部分主要負(fù)責(zé)完成對(duì)定位終端的支持[5]。3G移動(dòng)定位系統(tǒng)的上端技術(shù)為空間數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要功能應(yīng)包括三項(xiàng)，分別為：

①對(duì)客戶端的請(qǐng)求進(jìn)行有效響應(yīng)，完成與處理系統(tǒng)的通信，講空間位置等關(guān)鍵信息及時(shí)提供給客戶；

②對(duì)客戶查詢等功能進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算，并將當(dāng)時(shí)的需求與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對(duì)比提取；

③對(duì)諸如身份驗(yàn)證等功能進(jìn)行有效實(shí)現(xiàn)，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的有效運(yùn)行進(jìn)行控制。

3 3G網(wǎng)絡(luò)定位的終端技術(shù)

采用3G技術(shù)作為移動(dòng)用戶定位的支撐技術(shù)，需要便攜式移動(dòng)終端，如3G手機(jī)、車載3G信號(hào)支持的大屏幕顯示設(shè)備等，這項(xiàng)技術(shù)具有很好的應(yīng)用需求背景，在這些應(yīng)用場合下，為了發(fā)揮出移動(dòng)終端設(shè)備的硬件能力[6]，將設(shè)計(jì)目標(biāo)定位為：

①具有進(jìn)行語言交互的能力；

②具備與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相互數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰Γ?/p>

③具有有圖像電話的能力；

④具有數(shù)字地圖的能力；

⑤具有GPS高精度定位的能力；

⑥具有圖形處理與實(shí)時(shí)顯示的能力；

⑦具有錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)與自檢的能力。

由于信號(hào)及數(shù)據(jù)庫支持均由上層設(shè)備來滿足，因此在移動(dòng)終端的指標(biāo)設(shè)定中只需要對(duì)其顯示、接收、通訊、操作控制等功能進(jìn)行探討。其具體要求包括如下三點(diǎn)[7]：

①豐富的功能，要求將基本外設(shè)控制器都直接集成在芯片內(nèi)部；

②具有足夠的存儲(chǔ)空間，以滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與系統(tǒng)的操作；

③外部接口豐富。

4 結(jié)語

這里重點(diǎn)探討了在實(shí)現(xiàn)定位技術(shù)中考慮將 GPS定位功能與3G網(wǎng)絡(luò)支持下的定位功能進(jìn)行結(jié)合的相關(guān)技術(shù)，既可以單獨(dú)使用也可以綜合應(yīng)用，這進(jìn)一步提高了該設(shè)備的應(yīng)用范圍，對(duì)于3G這一第三代無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的代表在定位領(lǐng)域中的發(fā)展具有一定的探索意義。

[1] 北方烽火公司研發(fā)四部.移動(dòng)定位技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京:北方烽火公司研發(fā)四部,2005:113-167.

[2] 李世鶴.TD-SCDMA第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)[M].北京:大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司,2002.

[3] 范平志，鄧平.蜂窩無線定位技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2002.

[4] 魏金占,鄧青.Oracle Spatial的空間查詢分析功能淺析[J].信息技術(shù)與信息化.2006(02):99-101.

[5] 杜旭，頓新平，黃建.一種嵌入式系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)架構(gòu)的分析及實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用,2004(02):116-119.

[6] 李文仲,段朝玉.ZigBee2006無線網(wǎng)絡(luò)與無線定位實(shí)戰(zhàn)[M].北京.北京航空航天大學(xué)出版社,2008.

[7] 何衛(wèi),王保保.GPS與 PDA的串口通信研究[J].工業(yè)控制與計(jì)算機(jī),2003(11):10-11.