移動增值業(yè)務(wù)的新寵—-移動定位業(yè)務(wù)

中國全球定位系統(tǒng)應(yīng)用與發(fā)展論壇主任 朱云龍



北京一號衛(wèi)星地面站 碩士 趙立和

移動定位業(yè)務(wù)



　　移動增值業(yè)務(wù)給移動互聯(lián)網(wǎng)帶來了多層次，多類型的服務(wù)，無疑給移動通信帶來了無限商機和新的經(jīng)濟增長點，它己經(jīng)成為電信運營商的競爭焦點，也成為我國加入WTO后外資關(guān)注的重點。最能體現(xiàn)移動通信生機勃勃的地方是移動增值業(yè)務(wù)，而移動定位業(yè)務(wù)將成為移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中增值業(yè)務(wù)的重點，其市場己呈現(xiàn)一種爆發(fā)性增長的勢頭。



　　人類需要的最基本信息就是：時間，地點和內(nèi)容。由于社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，人們的活動范圍越來越大，頻次和速度也越來越高，而且不確定性也愈來愈大。而在人們的移動中，我們最需要的信息就是“位置信息”，特別是出現(xiàn)緊急情況時更需要“確切的位置信息”。移動通信與固定通信最大的區(qū)別是：用戶位置的不確定性。因此，在移動通信中，用戶(移動臺)的位置信息不僅對整個移動通信網(wǎng)絡(luò)來說是極其重要的，而且對用戶來說也非常重要。如對行業(yè)用戶來說，例如國防、公安、交通、通信(特別是移動通信)、鐵路、郵政、交通管理等，均需要“位置信息”。這些信息主要用于監(jiān)控管理、定時(時間基準(zhǔn)、頻率基準(zhǔn))、定位、報警、指揮調(diào)度、物流、遙控、遙測、安全等。例如，位置敏感型計費——對于在家或辦公室的主叫用戶，無線運營商可以根據(jù)定位信息適當(dāng)降低通話價格，從而與固話運營商展開競爭；網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和管理——無線網(wǎng)絡(luò)運營根據(jù)定位統(tǒng)計數(shù)據(jù)，可以科學(xué)規(guī)劃新的網(wǎng)絡(luò)擴展、運行和部署，或者用于動態(tài)調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)；欺詐管理——根據(jù)定位信息，檢測和消除部分用戶的欺詐使用行為。對個體用戶來說，例如：個人的緊急救援(報警及醫(yī)療急救)、老人及小孩的定位及報警、旅游安全的自主定位(APL)它可以自動報警和發(fā)送有關(guān)信息，接收公安和管理部門發(fā)出的相關(guān)幫助信息，親友跟蹤定位、游艇定位、移動氣象、移動黃頁等等。



　　移動定位業(yè)務(wù)技術(shù)和市場已經(jīng)成熟，已經(jīng)為廣大用戶所接受，它必將成為移動增值業(yè)務(wù)中的重點而迅速發(fā)展。



移動定位業(yè)務(wù)的市場



　　定位信息會直接影響人們出門的習(xí)慣，例如路線的選擇、及早規(guī)避交通堵塞、對意外事件的處理，以及中途停留地點的選擇、對當(dāng)?shù)刭Y源的利用，包括加油站、食品店、旅館和出租車等。位置信息也為那些希望有效吸引潛在客戶，并做有針對性的宣傳的零售商帶來了更多的機會。另外，還有基于位置的信息服務(wù)、緊急響應(yīng)、車輛和資源管理、個人定位服務(wù)、娛樂等豐富的服務(wù)內(nèi)容。



　　移動定位業(yè)務(wù)國外已經(jīng)蓬勃發(fā)展，各類技術(shù)、各類定位服務(wù)公司相繼出現(xiàn)，美國FCC公布強制性法令，推出911無線服務(wù)(E911)要求2001～2005年內(nèi)，每年按20%的速度，在手機內(nèi)全部加上GPS。



　　美國權(quán)威機構(gòu)預(yù)測：2004年“移動定位業(yè)務(wù)”的產(chǎn)值在美國為40億美元，而全世界為300億美元。歐洲研究報告指出：2005年定位業(yè)務(wù)產(chǎn)值為43.8億歐元。英國劍橋分析與研究報告預(yù)測：移動定位業(yè)務(wù)產(chǎn)值2002年為20億美元，到2006年為185億美元。按照日本NTT DOCOMO無線增值應(yīng)用的發(fā)展曲線，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的5%與定位業(yè)務(wù)有關(guān)。QUALCOMM推出的定位平臺是CDMA與GPS相結(jié)合的平臺GPS One，近期內(nèi)CDMA帶有GPS的手機在一年左右時間內(nèi)將超過100萬臺。目前，美國、日本、韓國正在布置這種系統(tǒng)。我國，在移動互聯(lián)網(wǎng)中的移動增值業(yè)務(wù)中定位業(yè)務(wù)將成為主要業(yè)務(wù)。未來幾年中，我國移動定位業(yè)務(wù)規(guī)模很快會達到10億元以上的規(guī)模，而且會加速度的持續(xù)增長。



移動定位業(yè)務(wù)的要求



1、覆蓋面要求寬



　　不僅地域要求寬，而且要室內(nèi)、室外均能覆蓋，移動信號的不良地區(qū)要盡可能少。



2、定位精度



　　美國FCC推出的定位精度在50米以內(nèi)的概率為67%，定位精度在150米以內(nèi)的概率為95%。這個要求已為業(yè)界接受，并作為民用蜂窩移動通信的定位精度標(biāo)準(zhǔn)。各大系統(tǒng)供應(yīng)和設(shè)備制造公司也在各種移動通信系統(tǒng)進行測試(GSM、CDMA等)，結(jié)果證明，這一精度是可行的。



3、位置信息更新速率



　　由于用戶位置的移動性，用戶定位以后需要對用戶進行實時跟蹤，因此系統(tǒng)必須進行用戶位置信息的更新，如速度很低，則無法滿足對用戶實時跟蹤的要求。



4、 首次定位速率



　　首次定位應(yīng)在幾秒內(nèi)完成，而不能像GPS一樣首次定位有時需要2～3分鐘才能定位。



5、要求功耗低，體積小，價位低，個性化和簡便化



6、隱私權(quán)的保護



　　定位業(yè)務(wù)除了技術(shù)性因素外，涉及到用戶個人行蹤，所以要考慮個人隱私權(quán)的法律問題。



移動定位技術(shù)



　　移動定位業(yè)務(wù)的實現(xiàn)方法，主要有三種類型，即：1、網(wǎng)絡(luò)獨立定位，如：COO，TOA或TDOA；2、手機獨立定位，如：用GPS和EOTD；3、聯(lián)合定位，即利用手機定位功能與網(wǎng)絡(luò)定位功能的結(jié)合，如：A-GPS。



現(xiàn)分述如下：



1、 網(wǎng)絡(luò)獨立定位法



　　①COO(Cell of origin)定位。COO定位是一種最簡單的定位技術(shù)，它是根據(jù)移動臺所處的蜂窩小區(qū)ID號來確定用戶的位置，因此它的定位精度取決于蜂窩小區(qū)的半徑。



　　②TOA或TDOA定位。是信號到達時間測量或信號到達時間差測量的定位方式。它是通過測量從發(fā)射機傳到多個接收機的信號傳播時間或時間差來確定移動用戶的位置。是一種基于電波傳輸時間的定位技術(shù)。在AMPS、GSM、窄帶CDMA和寬帶CDMA網(wǎng)絡(luò)中均有采用這種技術(shù)。它的定位精度較高，但對時間基準(zhǔn)的依賴性也較高。TDOA受多徑干擾的影響也較大，CDMA網(wǎng)絡(luò)的精度較高，因為CDMA網(wǎng)絡(luò)本身具有抗多徑干攏能力，實測結(jié)果可達55米，有望進一步提高到10~20米左右。如GSM用TDOA方法，關(guān)鍵在于良好的參數(shù)設(shè)計和技術(shù)保證。



　　③AOA定位。AOA定位是信號到達角度的測量，其方法是通過測量兩個以上發(fā)射站的信號到達移動接收機的角度來確定移動目標(biāo)的位置。它需要定向天線與之配合。AOA定位技術(shù)最早用于軍事目標(biāo)的測量，因此技術(shù)比較成熟，但精度較差，一般作為輔助手段。



　�、苄盘枏姸确治龆ㄎ环�。是通過測量基站和移動臺之間的信號強度，將信號強度轉(zhuǎn)化成距離，來確定移動臺的位置。由于移動通信的多徑干擾，陰影效應(yīng)等的影響，移動臺的信號強度經(jīng)常變化。因此，很少使用這種方法。



2、 手機獨立定位法



　　①用GPS，即在手機內(nèi)部加GPS接收機模塊，并將普通手機天線換成能夠接收GPS信號的多用途天線，手機接收GPS數(shù)據(jù)進行計算，確定移動臺的位置信息(包括經(jīng)度、緯度、速度、時間、軌跡等參數(shù))并將結(jié)果報給移動網(wǎng)絡(luò)。這種方法，主動權(quán)全部決定于手機，其精度與GPS一樣，可達5～10米，為了保護個人的隱私權(quán)，用戶可以關(guān)掉手機的GPS功能。為實現(xiàn)此方案需要對手機的軟硬件進行改造。



　　②EOTD方法。是通過增強觀察時間差來進行定位，EOTD是針對GSM系統(tǒng)研制的定位系統(tǒng)，它是利用系統(tǒng)的同步信號與不同基站的信號到達接收機的時間差來實現(xiàn)定位。這種方案需要對手機軟件進行改造。歐洲目前主要采用這種技術(shù)。經(jīng)過現(xiàn)場測試，其平均精度為50米；而精度優(yōu)于125米的精度達到97%，已經(jīng)符合美國FCC的標(biāo)準(zhǔn)。



3、 聯(lián)合定位法



　　聯(lián)合定位的典型代表是A-GPS(Assisted GPS)。A-GPS與GPS方案一樣，也需要在手機內(nèi)增加GPS接收機模塊，并改造手機天線，但手機本身并不對位置信息進行計算，而是將GPS的位置信息數(shù)據(jù)傳給移動通信網(wǎng)絡(luò)，由網(wǎng)絡(luò)的定位服務(wù)器進行位置計算，同時移動網(wǎng)絡(luò)按照GPS的參考網(wǎng)絡(luò)所產(chǎn)生的輔助數(shù)據(jù)，如差分校正數(shù)據(jù)、衛(wèi)星運行狀態(tài)等傳遞給手機，并從數(shù)據(jù)庫中查出手機的近似位置和小區(qū)所在的位置信息傳給手機，這時手機可以很快捕捉到GPS信號，這樣的首次捕獲時間將大大減小，一般僅需幾秒的時間。不需像GPS的首次捕獲時間可能要2～3分鐘時間。而精度也僅為幾米，高于GPS的精度。QUALCOMM公司的gpsOne即采用A-GPS方案。



GPS的現(xiàn)狀與發(fā)展方向



　　GPS的用途己增加到430多種，有人說“GPS只有想不到的用途，而沒有用不著的地方”。



　　目前投入運行的定位系統(tǒng)有：GPS-美國的全球定位系統(tǒng)，GLONASS——俄羅斯的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，北斗——我國的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，己發(fā)星兩顆，并將繼續(xù)發(fā)2至3顆星。



　　GPS是目前世界上發(fā)展最快的三大信息產(chǎn)業(yè)之一，GPS的產(chǎn)品是當(dāng)前國際上八大無線產(chǎn)業(yè)之一。



　　利用移動蜂窩網(wǎng)資源及互聯(lián)網(wǎng)資源與GPS相結(jié)合，為移動用戶提供的增值業(yè)務(wù)將帶來極大的商機，已為用戶所歡迎。



　　據(jù)日本NTT DOCOMO的移動增值應(yīng)用發(fā)展曲線，當(dāng)移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的市場規(guī)模達到話音業(yè)務(wù)的10%以上時，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中將有5%為定位業(yè)務(wù)。



　　預(yù)測我國移動定位服務(wù)的市場規(guī)模很快會達10億元以上，并會加速度的持續(xù)發(fā)展。



　　GPS與移動互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合到融合(GPS+移動通信(GSM/GPRS；CDMA/2000 1X；3G)+IP網(wǎng)+GIS)成為全球IT產(chǎn)業(yè)的趨勢。GPS與PDA(PAN)組合的終端具有巨大的潛在市場。



GPS發(fā)展的方向



①無線覆蓋面寬，最好通信平臺用移動通信的ＧＳＭ/GPRS，CDMA2000 1X。



②用戶量大



③成本低



④GPS與綜合信息服務(wù)相結(jié)合



GPS+移動網(wǎng)+互聯(lián)網(wǎng)+GIS進行綜合信息服務(wù)



⑤多功能終端



GPS(R)+CPU+PDA(便攜式電腦)+移動手機(模塊)



可以派生出大量的信息服務(wù)市場



⑥大規(guī)模集成芯片



GPS+MMS+家電(攝影、攝像)+手機芯片+......



目前國內(nèi)外主要的定位應(yīng)用系統(tǒng)例舉



1、愛立信利用GPRS的WPLS系統(tǒng)



2、Mobil-position公司的定位服務(wù)



①朋友定位(friend position)



由移動定位發(fā)展而來，它允許用戶跟蹤親人、孩子、朋友，同事的位置(用手機或個人電腦)



②定位報警



如汽車狀態(tài)發(fā)生變化，您的手機就有報警信息，然后你呼叫你車?yán)锏腉PS報警單元，就可以收到一個短信息，告訴你汽車所在的位置信息。



③附近黃頁(電話本)


用戶可以搜索它本身所在的位置附近各公司各組織，如加油站、銀行、飯店、藥房、醫(yī)院等信息



④天氣定位(weather position)



可以提供用戶所在位置當(dāng)?shù)氐奶鞖忸A(yù)報最多可達5天(或叫天氣預(yù)報跟你走)



⑤其它，如：游艇定位(yacht position)



海上定位業(yè)務(wù)(sea key)等等



3、QUALCOMM公司的CDMA gpsOne移動定位服務(wù)平臺



　　采用了gpsOne技術(shù)的移動平臺，是同時從GPS衛(wèi)星和CDMA蜂窩網(wǎng)絡(luò)收集測量數(shù)據(jù)的，然后通過組合這些數(shù)據(jù)生成精確的三維定位。在GPS衛(wèi)星信號和無線網(wǎng)絡(luò)信號都無法單獨完成定位的情形下，gpsOne系統(tǒng)會組合這兩種信息源，只要有一顆衛(wèi)星和一個小區(qū)站點就可以完成定位，解決了傳統(tǒng)方案無法解決的問題。GpsOne聯(lián)合式定位方式,定位精度達到了5-50米,gpsOne獲取第一個定位信息的時間也非常短。



　　自從2001年4月，日本推出采用了gpsOne的個人安全專用設(shè)備之后，日本、韓國和美國相繼于在2001年底開始推出支持gpsOne定位功能的商用手機。目前，這三個國家投入商用的gpsOne設(shè)備數(shù)量已經(jīng)超過了百萬臺。



4、GPS火車安全報警系統(tǒng)



　　北京慧立陽科技公司的GPS火車安全報警系統(tǒng)是由基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的GPS在鐵路系統(tǒng)的一個應(yīng)用。當(dāng)同一條軌道上相鄰火車間距小于等于3km時，監(jiān)控中心能發(fā)出聲光預(yù)報警；當(dāng)同一條軌道上相鄰火車間距小于等于2km時，監(jiān)控中心能發(fā)出緊急警告，提醒監(jiān)控中心調(diào)度人員注意。



　　系統(tǒng)同時還具有統(tǒng)計、查詢、車輛和作業(yè)管理功能。



5、 郵政速遞系統(tǒng)



　　北京永新現(xiàn)代科技公司的郵政速遞GPS系統(tǒng)是一套可靠、穩(wěn)定、實時性較強的應(yīng)用平臺，永新GPS服務(wù)中心與移動網(wǎng)絡(luò)間使用專線連接，配有專門的服務(wù)號、端口號，可保證信息數(shù)據(jù)實時可靠的傳輸。



　　該系統(tǒng)已在全國公安、物流、555中國汽車?yán)�力賽指揮調(diào)度等方面得到廣泛的應(yīng)用。



摘自《通信市場》