安全用戶面定位技術及系統

單良 中興通訊股份有限公司預研工程師

黃崢 中興通訊股份有限公司標準工程師

黃河 中興通訊股份有限公司標準工程師

胡義東中興通訊股份有限公司產品工程師

安全用戶面定位技術及系統

單良 中興通訊股份有限公司預研工程師

黃崢 中興通訊股份有限公司標準工程師

黃河 中興通訊股份有限公司標準工程師

胡義東中興通訊股份有限公司產品工程師

介紹安全用戶面定位系統及產業化現狀，討論安全用戶面定位系統的建網策略。

安全用戶面定位 A-GNSS 北斗

1 引言

隨著Google、Apple等移動互聯網企業大力推廣基于位置的高精度應用，傳統的移動運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絡優勢，以及產業鏈的主導角色，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技術方案特點

SUPL規范的設計初衷是引入一個與網絡無關的、統一而開放的支持A-GNSS技術的高精度定位解決方案。首先，在SUPL方案中引入的ULP協議是終端和定位服務器之間的通訊協議，承載在安全的TLS連接上，可以做到網絡無關。而且，SUPL根據定位技術，尤其是A-GNSS技術的特點，引入了一套支持會話管理、能力協商、輔助和測量數據獲取的消息和處理流程，規范了終端和定位服務器之間的協作，因此SUPL是一個可以在多種網絡和定位服務中應用的統一框架（見圖1）。此外，SUPL規范在OMA架構下，是由運營商、設備商和終端供應商等定位產業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的知識產權問題。

采用SUPL方案可以支持高精度的A-GNSS定位技術。提到A-GNSS技術，就不能不說說純GNSS技術的幾個問題。由于可見衛星未知、信號微弱、多普勒偏移、復雜的信號結構和很低的導航電文發送速率等原因，采用純GNSS技術的接收機存在首次定位時間過長、連續定位耗電大等問題。SUPL方案中采用的A-GNSS技術，正是通過將已知位置、較精確的時間、已知的導航數據和捕獲輔助參數等輔助數據直接發送到終端上，幫助終端實現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。現有的SUPL方案和其演進版本，已經可以實現在2G、3G、4G等幾乎所有無線網絡中支持A-GNSS技術，并且不需要對基礎無線網絡設備進行升級。

圖1 SUPL定位系統結構

新版本的SUPL規范，不僅可以支持傳統的GPS系統，還可以支持除了GPS之外的其他衛星導航系統，比如現代化GPS、Galileo、GLONASS、BeiDou以及多種星基導航增強系統。SUPL技術規范充分利用了各種已經被證明有效的定位技術，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性，在3GPP的LTE規范中，已經明確采用SUPL作為融合的控制面和用戶面定位方案的一部分。

SUPL技術規范從服務器和客戶端的雙向認證、隱私通知和確認、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范的主要部分得到重視和加強，并在所有的商用終端上得到體現。

由于SUPL技術規范是在運營商主導的OMA組織中制定的，因此其可管理、可運營的特性是區別于其他類似技術方案的一個亮點。這個特點體現在諸如終端的參數設置、版本兼容性、各種漫游解決方案等多個方面。新版本的SUPL規范還支持周期觸發和區域觸發定位業務能力，為各種導航、看護、安保、物流、社交等創新型定位應用提供了方便。

3 運營商的基礎設施

部署SUPL定位方案不需要對核心網和接入網的基礎網元進行升級，只需要保證終端到定位服務器路由可達，能使用標準的WAPPush或者短信方式發送觸發消息就可以了，因此具有快速、低成本部署的巨大優勢。不過，為了保證定位精度、成功率和系統可持續發展能力，并充分發揮差異化競爭優勢，運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，可以完善地解決對終端SUPL支持能力的判斷，并動態配置終端上定位服務器的域名和地址；而不需要依賴于終端提供商、服務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。當然，以運營商為主導的系統兼容性測試也是保證系統可用性的關鍵。

另一個重要的基礎設施是GBA安全認證體系。基于GBA的TLS連接是SUPL中標準的安全模式，和基于服務器證書的TLS方式相比，有支持雙向認證、數據流量低、計算量小等優點，而且不需要依賴于可信第三方簽署的服務器證書。它也是運營商實現差異化競爭的有效保證。

對于服務范圍較小，并且沒有漫游需求的運營商來說，可以自建參考網；而對于服務范圍很大，有漫游業務需求的運營商來說，租用參考網無疑是性價比較高的選擇。租用參考網可以保證數據可靠性，沒有維護管理的成本，并滿足未來新技術演進的需求。

最后，準確和專業的基站位置數據是運營商獲得差異化競爭優勢的關鍵。高質量的基站數據是保證高定位成功率和實現混合定位的基礎。

4 全面支持SUPL技術的ZXME LBS產品

中興通訊提供融合了控制面和用戶面定位能力的ZXME LBS產品，全面支持SUPL技術規范，可以實現基于終端和網絡輔助的A-GNSS計算模式以及混合定位，可以支持多種觸發消息發送方式，支持多種終端管理能力和安全模式，可以為運營商自建或者租用參考網提供服務，并提供完善的漫游業務支持能力。

中興通訊積極參與OMA SUPL中各種新技術的標準化工作，不僅在ZXME LBS產品中支持當前已經商用的SUPL規范版本，還將對這些新技術的支持合理規劃到該產品的未來版本中，保證運營商高精度定位業務的可持續發展。

5 結束語

和盡力而為提供服務但是免費的互聯網商業模式相比，移動運營商可以充分利用SUPL定位方案的技術特點，通過完善的基礎設施，發揮差異化競爭優勢，滿足用戶不斷增長的高精度定位需求；并通過和各種數據、多媒體業務的結合，實現效益倍增。

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）