摘 要 介绍了移动定位技术的种类，讨论了适合PHS网的几种定位业务应用，探讨了PHS定位技术选择、业务开发与价值链建设及用户隐私权保护等问题。

1 前言

移动定位服务（LBS，Location Based Service）是指通过移动运营商的无线网络，如GSM网、CDMA网、PHS网（也称为小灵通网络）等，获取移动终端用户的位置信息（经纬度坐标数据），并在电子地图平台的支持下为用户提供相应服务的一种移动增值业务。PHS定位业务就是基于PHS无线网络开放的一种移动定位业务。目前，国内PHS定位业务刚刚起步，实现技术及业务管理、内容提供等产业链各环节均还有待完善。由于PHS终端价格便宜、资费低廉，因而它有与技术较先进但成本较高的AGPS定位业务错位经营的空间，主攻中低端客户群，具有一定的市场发展前景。尤其是PHS定位系统将来可以和3G网络共用一个定位平台，让PHS运营商可以通过开展PHS定位业务来培育3G定位业务产业链、积累移动定位业务发展经验，从而保证PHS定位业务的可持续发展。

目前，广东、江苏、辽宁等省均已在PHS网上进行了部分定位业务测试，估计近期就会有商业应用推出。

2 PHS定位技术研究

2.1 移动定位技术的种类

目前，在移动网络上使用的定位技术主要有基于移动网络、基于移动终端和联合定位等几类。

（1）基于移动网络的定位技术，主要有Cell ID、TOA／TDOA和AOA等。

Cell ID：根据移动终端所处的蜂窝小区标识号ID来确定用户的位置。它无须对网络和手机进行修改，响应时间短，定位精度取决于小区的半径，也可通过场强或时间提前量来辅助提高定位精度。

TOA／TDOA：TOA基于测量信号从移动终端发送出去并到达消息测量单元（3个或更多基站）的时间来定位，TDOA则是通过检测信号到达两个基站的时间差来定位，其定位精度较高，实现容易，但为了保证定时精度需要改造基站设备。

AOA：通过测量一个移动终端到两个基站的信号到达角度来定位，其定位精度较差，需复杂的天线，一般只是作为辅助手段。

（2）基于移动终端的定位技术，主要有GPS手机定位和E-OTD等；

GPS手机定位：通过在手机内部加GPS接收机模块并将普通手机天线换成能够接收GPS信 号的多用途天线来接收GPS数据进行定位，其精度与CPS一样。

E-OTD：通过手机对服务小区基站和周围几个基站的测量数据之间的时间差实现定位，需对手机软件进行改造。

（3）联合定位技术，目前主要有A-GPS。

A-GPS：需要在手机内增加GPS接收机模块并改造手机天线，但对于位置信息的计算却并不在手机本身而是由移动通信网络的定位服务器进行，其GPS信号首次捕获时间仅需几秒钟，精度也仅为几米，高于GPS的精度。

理论上讲，上述移动定位技术大部分都可以用于PHS网，但由于技术、成本、标准和设备厂商支持等因素，目前PHS网上还是以简单实用的Cell ID定位技术为主。至于进一步的改进，几个主流厂商都已经提出了各自的多基站定位技术，但具体定位效果还有待实践检验。

2.2 PHS定位技术

PHS（小灵通）网络总体上采用500mW基站组网，属微蜂窝网络，虽然在移动话音服务质量上存在一定劣势，但其基站半径小而更有利于开展基于Cell ID定位技术的位置业务。而GSM基站间距较大，使用Cell ID定位精度不如PHS；TOA等多基站定位技术因手机同时进入两个以上基站覆盖范围的概率不高而商用难度较大。CDMA网的A-GPS定位技术先进，定位精度高，但投入也较大，需要建设相应的GPS参考网，cdma 1x手机也需内置GPS功能，高昂的终端价格使其难于普及。为了扩大客户群体，CDMA网在一些地方也考虑使用Cell ID定位技术，但和GSM一样，因站间距相对较大而定位精度不如PHS。

综上分析，城区PHS基站分布密集，基站半径一般要小于GSM或CDMA，采用技术简单、投资成本低、对终端无特殊要求的Cell ID定位技术，性能指标基本能满足业务需求，其定位误差即为用户和PHS终端所登记基站之间的距离。一般来说，基于Cell ID的PHS定位精度，密集城区最优，精度可达100-200 m；市郊次之，精度可达200-300 m，个别高塔达500 m；高速公路和乡村较差，精度在500 m。

至于多基站定位技术，因城区PHS基站比较密集，一般可以满足3基站定位要求，所以其技术实际应用有效性要比CDMA和GSM网强。但就定位精度而言，因其精度除受基站密度影响外，也与所处的无线环境有非常大的关系。从部分城市测试的情况来看，其定位精度与单基站的Cell ID定位技术相比差异并不特别明显，一些地区精度有较大提高，也有些地区精度反而降低，具体如何改善，还需要在以后的实践中慢慢摸索。由于使用多基站定位技术也会消耗一定的网络或终端资源，因此这一点对于目前无线资源还比较紧张的PHS网来说必须予以重视。

当然，由于PHS网是微蜂窝网络，实现全覆盖比较困难，在局部的区域覆盖不连续，室内覆盖难度大，而且限于政策原因目前还不能漫游，这些都会给业务的使用带来一定的负面影响。

目前，国内主要应用的PHS定位技术有单基站定位技术、单基站定位+修正技术、不需要手机修改的多基站定位技术和需要手机支持的多基站定位技术几种。

2.2.1 单基站定位技术

该定位技术对网络和终端均无特殊要求，只是通过网络获得需定位的PHS终端所登记的基站号码，定位中心使用该基站的经纬度作为需定位PHS终端的位置估计。该技术简单、投资成本低、对终端无特殊要求，可帮助运营商在现有PHS网的基础上快速开展定位服务，使业务受众范围快速覆盖到所有的PHS用户，充分发挥当前PHS用户群庞大的优势，尽快形成业务规模效益。

基于Cell ID的单基站定位精度主要取决于本地区的基站分布情况及其无线环境。根据目前国内PHS网建设情况来看，密集城区最优，市郊次之，高速公路和乡村较差。只要因地制宜开发好适当的业务，单基站定位技术基本可以满足大部分定位业务开展的需要。但从长远角度看，其精度对于开展一些要求较高；的深度定位业务还是有些问题。另外，如何提高每次定位的成功率也是部分厂商还需努力的。

2.2.2 单基站定位+修正技禾

理论上说，在单基站定位的基础上，采用手机场强等方法对位置估量值进行修正可使定位的精度小于单个基站的覆盖半径。但是，由于无线通信存在多径干扰、阴影效应等影响，手机信号的强度经常变化，因此其最终定位精度改善并不大，甚至在某些区域可能出现比简单的单基站定位技术的定位精度还差的情况。

2.2.3 不需要手机修改的多基站定位技术

此方法主要由中兴公司提出，其基本定位流程如下：

（1）由网管发出用户定位请求；

（2）接入网关向用户当前所在基站控制器发起定位请求；

（3）基站控制器接收到用户定位请求后，向基站发送定位寻呼请求；

（4）基站寻呼用户；

（5）用户接收到寻呼消息后，向基站发送链路建立请求；

（6）基站接收到用户的链路建立请求后，将接收的用户信号强度和自己的基站标识上报给网管，同时向用户发送建链拒绝消息；

（7）用户收到基站的建链拒绝消息后，会寻找另外的基站发送链路建立请求；

（8）重复步骤（5）和（6），直到用户链路建立请求被拒绝的次数超过阈值；

（9）网管根据多个基站上报的基站标识（在网管中需要保存每个基站的精确地理位置，该地理位置可通过基站标识进行索引）和接收的用户信号强度，按照一定的加权算法，计算用户的位置。

此方法的优点是投资成本低，对终端无特殊要求。在此基础上提供的各种新业务也可用软件升级的方式低成本地实现，使每个PHS用户都用得起。其缺点是定位过程中会占用较多的网络资源，这在目前PHS网络资源非常紧张的情况下，运营商要采用该方法会有较大顾虑。

2.2.4 需要手机支持的多基站定位技术

此方法主要由UT斯达康公司提出。PHS网根据手机是否支持用户对用户接口（UUI），定位业务中心（LSC）对目标手机的定位请求发送不同的反馈信息：如果手机不支持UUI，则LSC以Cell ID的方式获得手机登记的基站ID，并以该基站的位置（经纬度）作为目标手机的位置估计；如果手机支持UUI，LSC不仅可知道手机登记的基站，还能获得一组所有与该手机有信号联系的基站信息，包括每个基站的号码以及信号强度。如果基站信息中的基站数量少于3个，那么系统将使用信号最强的基站位置（经纬度）作为目标手机的位置估计；如果基站信息的数目大于3个，LSC将选出信号最强的3个基站。由于10mW基站的信号覆盖范围小，定位精度最高，LSC将首先判断信号最强的是否为10mW基站而其余2个是否都不是10mW基站：如是,LSC将使用信号最强的10mW基站的经纬度作为手机的位置估计；如不是，还需根据基站的功率（10mW、200mW、500 mW）、高度、是否安装在室内等情况对每个基站的信号强度进行增减调整，最后选择信号最强的3个基站进行3点定位，计算结果作为目标手机的位置估计。LSC的定位计算流程如图1所示。

该技术的优点是对手机和网络侧改动都不大，缺点是必须要手机侧支持UUI，原有用户只能以Cell ID技术来得到定位服务，而且定位精度的实际提高需要大量、准确的网络数据采集作为支撑，这个工作量和成本可能会很高。

对于多基站定位技术来说，无论是UT斯达康公司还是中兴公司的技术解决方案，从理论上来讲都要比单基站定位技术先进，但由于其技术过于复杂，受无线环境影响较大，实际应用效果一般很难达到理想的状况。例如，某地利用多基站定位方法所得实测定位精度有时就比单基站定位精度好很多，有时却要比单基站定位精度差很多。因此，虽然近年来定位技术发展很快，但就目前的情况看，如何为PHS网选择一种合适的定位方案仍然是一个令运营商感到棘手的问题。所以初期开展PHS定位业务，为了快速开放业务，可以优先考虑选用投资成本低、应用简单、无须改造终端的Cell ID定位技术，将来再充分考虑本地基站密度和实际无线环境两个主要因素的影响，通过大量的现场实验测试数据来最终选择适合本地的PHS定位技术。

2.3 PHS定位平台实现

目前，由于PHS位置业务没有统一的标准规范，各厂商均按照各自的业务流程和接口规范提供业务，这给定位业务平台和PHS网络设备互通带来了很多困难，客观上需要大型PHS运营商尽快制定业务标准。通过建立一个类似OSA的开放定位平台架构，运营商可以在网络发展的不同时期平滑地引入各种业务快速，也可以向用户提供第三方开发的业务，从而使业务种类极其丰富。

典型的PHS定位业务平台由LCS客户、LSMC、GLC和CIS组成，如图2所示。

下面，对PHS定位业务平台中主要网络实体加以简要说明。

LCS客户（Location Client Service）：用户用以访问位置业务的功能实体，既可以是PHS终端内置的功能，也可以是SP提供的定位应用程序。

LSMC（Location Service Management Center）：定位业务的管理和流程控制执行中心，向LCS客户提供统一的定位服务接口，完成LCS客户的管理、认证、定位用户管理和隐私保护、CIS封装、基于位置业务的计费等功能的服务系统。建设LSMC的目的是屏蔽不同PHS网实现定位业务的差异，对外提供统一接口，避免LCS客户访问不同系统位置业务出现兼容性问题，降低SP接入门槛。

GLC（Gateway Location Center）：定位网关功能实体，根据定位业务请求的精度要求，结合网络具有的定位技术能力，采取特定的定位技术，将定位结果按要求的格式转换成用户的位置信息并返回LSMC。

SCP（Service Control Point）：智能网的服务控制点，从定位平台获得位置信息，提供位置相关的智能网业务。

计费结算中心：获取位置业务相关的计费信息，进行综合计费。

运营支撑系统：综合业务运营支撑系统，包括网管和其他后台支撑系统。

GIS（Geographic Information System）：地理信息中心，管理数字地图和其他地理信息，向业务平台、位置业务客户提供相关的地理信息服务。

图3示出了由一个LCS客户发起定位请求处理过程中和LSMC、GLC及目标终端之间相互作用的处理流程。

LSMC保存LCS客户和目；标终端的签约信息，控制LCS客户对目标终端的定位流程，利用GLC对目标终端进行定位，并对LCS客户的请求作出响应。

3 PHS定位业务应用

根据PHS资费便宜、终端价格低、在城区定位精度相对较高的特点，并充分考虑PHS网面向的中低端移动客户群体特性，业务发展初期可以主推对定位精度要求不是非常高且易实施的行业应用，以尽快获得晶牌效应并积累定位业务发展经验。在此基础上再根据业务发展效果，同步推出亲情跟随、位置黄页等大众应用，以扩大定位业务的影响力。下面，具体介绍几种目前比较适合在PHS网上开展的定位业务。

3.1 面向行业应用的车辆物流、人员位置跟踪业务

这类应用主要面向一些车辆、人员流动性较强的行业用户。例如，物流、快递、邮政、出租车公司等的管理者希望通过定位系统对监控区内的车辆实施动态追踪监控和调度管理（如监控货物目前运送到达的位置，让距离客户最近的车辆和人员在最短的时间内到达指定位置）；一些大型销售或服务公司的管理者希望掌握外出人员的行踪，了解外出人员不在办公室期间的工作状态（如了解销售人员的拜访记录、维修安装人员工作轨迹和目前位置等）；押运公司则希望可以知道被押运车辆、物品是否按照正常线路行驶，如果有意外情况，可以随时知道该车辆、物品的最新位置等。目前PHS定位精度在城区可达100-200m，在偏远地区可达250-500m，基本可满足物流、快递、邮政、出租车公司等行业的应用需求。

3.2 面向公众客户的位置信息查询业务

这类应用中用户除了可查询目前所在地点（也可指定地点）的位置信息外，也可进一步查询输入地点的周边环境信息，业务种类较多。例如，位置查询业务可查询本人或朋友当前所在位置，周边查询业务可对餐饮、娱乐、医院、加油站等场所查询，公交线路查询可为用户提供从当前位置到目的位置的公交车次、换乘线路图等信息，移动黄页可根据用户当前位置提供用户所需的最近营业点的位置、联系电话，并可根据需要进行转接。

3.3 老人、小孩、病人、残疾人的位置跟踪业务

这类业务的目标用户群是有小孩、老人或是诸如肢体残障、智力障碍、精神障碍等需要特殊照顾的成员的家庭、医院、福利机构、慈善机构等。由于PHS在环保、辐射、易用性、资费等方面的优势使其特别适合这些弱势群体，因而PHS定位技术的这类业务应该是具有良好竞争力的。

3.4 面向110、119、120等特殊呼叫的定位业务

以E110业务为例，手机用户在发生意外时拨打110报警系统，接通后，警方既可从营账系统获取用户姓名、身份证号码等基本信息，又可通过定位系统获取用户的地理位置信息，这样就大大加强了警方对紧急情况的处理能力。该业务主要是面向大众用户，用于经批准的部门跟踪用户位置。由于该业务属于公益事业，最好能把固定电话、PHS、GSM和CDMA手机的定位功能融合到一个综合E110／119／120系统中，这样便可以大大增强110等应急系统的用户覆盖面，使该定位业务产生很好的社会效益。

3.5 面向移动网络运营管理的定位业务

PHS网络运营商可使用定位信息来协助网络规划，如运营商可通过在指定区域内定位手机来估计手机的使用量以及移动用户的流动性，将其用于指导网络规划，也可用于热区检测和用户行为建模。另外，也可以利用定位业务来提高网络通信服务质量，如定位系统可应用于跟踪掉线电话来确认出现问题的地方，识别低质量区域。

除以上5类业务外，其他还有位置娱乐业务和位置敏感型业务等。

4 发展PHS定位业务要注意的问题

PHS定位业务作为PHS网的一个非常有潜力的数据增值业务，只要能找到好的业务突破 口，应该会有较好的市场前景，但在其发展过程中应注意定位技术选择、业务开发、价值链建设及用户隐私权保护等问题。

4.1 定位技术选择

从市场运营的角度来看，移动定位业务要开展得理想应具备3个要素：满足业务需求的定位精度、最小的网络成本投人和最大的用户覆盖范围。然而到目前为止，无论是CDMA网、GSM网还是PHS网均无一种定位技术方案能够完全满足这些要求，但这并不等于说现网不能开展移动定位业务。只要PHS网络运营商在开发定位业务时能充分考虑到所开展业务的特点及其所处的无线网络环境，并以此为基础来建立一个灵活、可靠的定位系统，就可能满足PHS用户不同的定位服务要求。

不同的定位服务对象对于定位精度的要求不同，例如信息类应用的定位精度要根据具体业务性质来确定，而行业应用的精度主要取决于行业特点和具体应用类型。PHS网定位业务如果初期开放的业务种类不多，对精度要求不是特别复杂，可优先考虑采用基于Cell ID的单基站定位技术。从一些城市的测试情况来看，要保证定位成功率、首次定位速率、位置信息更新速率等性能指标而对手机、网络的性能影响不大，在满足业务定位精度的情况下，基于Cell ID的单基站定位技术可以最小的网络成本投入获得较优的综合指标性能。实际上从目前CDMA网络定位业务发展来看，虽然AGPS精度很高，但由于其终端价格过高导致普及面过窄，CDMA网络也在考虑采用Cell ID定位技术；GSM网上定位技术五花八门，但目前最实用、用得最多的也还是Cell ID 这种简单、成熟的定位技术。

如果确实有些业务要求更高的定位精度，可考虑在本地实际无线网络环境下进行单基站定位和多基站定位的大样本对比测试，再充分评估取得的精度改进效果以及其对网络、终端等所带来的影响，从而根据本地区准备主推的业务要求的精度相应地进行均衡选择。鉴于目前PHS定位业务刚开放，技术上也还不是非常成熟，要想迅速启动切入这块市场，一定要找到与所选择定位技术匹配的定位业务，不能因追求高定位精度而 陷入技术陷阱。

4.2 业务开发及价值链建设

从业务开发的角度看，定位服务的开发不应该仅仅局限于“纯位置”类服务，而应该是引导产业价值链将“位置”作为一种元素融入到新业务的开发中以满足社会大众的需求。比如找餐馆服务，不能仅仅是通过定位业务查找到自己所在位置的一系列餐馆名称，还应设法为用户提供更多、更有深度的实用信息（如餐馆的评级、特色菜介绍、菜价优惠等信息），以便进一步协助用户找到自己满意的餐馆。又如现在家长对小孩的安全非常关心，可以在现有的那种专门为小孩定制的手机（上面只有爸爸、妈妈、爷爷、奶奶等几个通话键）上增加一个“紧急”热键，让小孩在紧急的情况下连按两次“紧急”热键，就可以把自己的定位信息立即发送给父母或学校等。

要实现上述定位业务高附加值的深度开发，单纯靠运营商是无法完成的，势必要引入大量SP来打造一个定位业务价值链，从而使PHS定位业务可以得到更多的增值。特别是将来PHS和3G完全可以共用一套定位业务系统，对PHS定位业务进行的各种业务开发，除了有利于提升PHS的品牌形象外，更重要的是可以为将来3G定位业务的开展积累经验，做好数字化地图、SP／CP应用等基础工作，为将来形成高中低一体化的3G-PHS定位业务做好准备。

4.3 用户隐私权保护

毫无疑问，除了技术因素外，定位业务发展的瓶颈还在于用户隐私权的保护，即用户的位置信息必须在得到某种授权的情况下正确使用，滥用和其他侵犯用户隐私的行为将导致定位产业无法健康持久地发展。特别是当定位业务是基于网络进行的，用户对定位业务的控制能力非常弱，无法阻止网络对其定位，用户的隐私权很容易受到侵犯。因此，现在的定位业务大部分是自我定位，对他人定位一般只限于工作时间的行业 应用或是老人、小孩等需要保护的弱势群体。

PHS定位业务的开展同样也会遇到个人隐私权保护的问题，这在客观上要求PHS定位系统能支持多种丰富的个人隐私保护机制。例如，对行业用户可支持时间段设置，保证PHS用户仅在工作时间内被定位，在下班后的的个人时间内就不能对其进行定位。另外，对他人定位时应可以让被定位者设置他允许对其进行定位的手机号码，或者在被定位时用户能得到提示，甚至要能支持不关闭手机的情况下能将定位功能关闭。

目前除了运营商要在技术上采取一些切实可行的隐私权保护措施外，政府立法支持更为重要。只有这样才能够使用户打消疑虑，大胆使用各种定位业务。

5 结束语

目前PHS定位技术还刚起步，在定位精度和准确度、定位信息的获取和处理、定位应用等方面还在进行着各种研究和探索。可以相信，随着定位应用的深入和PHS定位技术的不断完善，物美价廉的PHS定位服务将越来越受到人们的青睐，越来越能满足人们的各种要求。(c001)

(王建民 胡仲刚 电信技术)