摘要：簡要論述了LTE(長期演進)定位業務系統方面的內容，就LTE定位業務系統在網絡架構、網元功能和2G及3G中的定位業務系統進行了比較，并就如何直接獲取用戶所在小區網絡標識的問題進行了探討。
1 引言
當前，移動通信系統蓬勃發展，相關的移動通信業務也不斷涌現。其中定位業務即在移動通信網絡中，借助定位系統計算出用戶當前所在的位置，然后基于用戶的位置信息提供對應的服務。本文將就LTE定位業務系統在網絡架構、網元功能和2G及3G中的定位業務系統進行比較，并就在LTE定位業務系統中如何直接獲取用戶所在小區網絡標識的問題進行探討。
2 移動通信定位業務系統架構簡述
2.1 2G與3G的定位業務系統(見圖1)
圖1 2G/3G定位業務系統架構
從圖1中可以看出，對于2G和3G的定位業務系統，使用控制平面方式實現定位業務，其核心設備即GMLC：網關移動定位中心，它同2G及3G中的傳統核心網絡實體MSC，SGSN，HLR等設備之間通過No.7信令網相連。
GMLC主要包括三個功能，即提供面向定位系統的接口、提供面向本地地理信息系統(GIS)的接口和提供面向本地CP的接口。
GMLC負責接收定位結果，再將定位結果發送給CP或外部LCS Client等使用位置信息的應用實體。GMLC同時可以對請求LCS Client進行鑒權和授權檢查，實現基本的安全和保密控制。
2.2 LTE的定位業務系統和定位技術
(1)LTE定位業務系統
與2G/3G中使用控制平面方式實現定位業務不同，LTE系統中的定位業務可通過控制平面、用戶平面或者兩者結合實現。
如圖2所示，LTE的定位業務系統在2G和3G定位業務系統的架構基礎上進行了新網元的引入及功能的增強，最重要的改進就是引入了E-SMLC(Evolved Serving Mobile Location Center)，演進的服務移動位置中心，其功能是將客戶端請求的位置要求轉化為相應的UTRAN測量參數，并選擇定位方法。對返回的位置估計計算最終結果和精度，該工作在2G和3G網絡中一般都是交由外部第三方服務器來完成的。
圖2 LTE定位業務系統架構
LTE網絡在網內引入E-SMLC的好處是由于該網元位于運營商網絡內部，故以前交由第三方負責的定位結果計算等工作可由運營商獨立完成，運營商在此功能上更具自主性，相關的管理維護工作也更容易完成。
2G和3G定位系統中原有的GMLC仍然保留，負責提供外部LCS客戶端到移動網絡的介入，將位置請求和應答轉發到用戶當前的MME/SGSN，并負責LCS客戶端的認證和鑒權。
還引入了幾個相關的功能模塊，包括：
●LRF(Location Retrieval Function)：位置獲取功能實體，為外部LCS Client獲取與UE有關的位置信息，包括要求定位的實體、臨時位置信息、初始定位信息和更新的定位信息。
●PPR(Private Profile Register)：私密信息存儲器，存儲移動用戶的私密性信息，執行私密性檢查并返回檢查結果。
●RDF(Routing Determination Function)：路由功能實體，在緊急呼叫中為E-CSCF提供合適的目的地址。
(2)LTE定位方法
LTE定位業務系統通常采用三種定位方法，即輔助全球導航衛星系統(A-GNSS，Assisted Global Navigation Satellite System)，下行到達時間觀測差和增強小區ID。
●A-GNSS。結合網絡基站信息和衛星導航信息對移動臺進行定位的技術。
●下行到達時間觀測差OTDOA。支持UE輔助的OTDOA定位方法，最終的位置計算工作在計算中心進行。
●E-CID：增強小區ID。獲取目標手機所在的小區ID來確定其所在的位置，非連接態終端可通過尋呼、跟蹤區更新來獲取其所處的小區ID。
3 LTE定位業務系統用戶所在小區標識獲取方法探討
3.1 定位流程(見圖3)
圖3 定位流程
以LTE定位業務系統中基于增強小區ID定位技術為例。
(1)由客戶端發起定位請求。
●客戶端發送定位請求到移動定位中心(GMLC)。
●GMLC進行客戶端的鑒權。
●鑒權如果失敗，則向客戶端返回失敗消息并結束定位流程。
●鑒權如果成功，GMLC會向HSS發送定位請求。
●HSS向GMLC返回用戶移動終端所在MME地址。
(2)GMLC向用戶移動終端所在MME請求CELL-ID等相關信息。
(3)處于連接態(CONNECTED)的被定位用戶當自身發生小區位置變化時，將會向MME主動上報變化后的CELL-ID，使MME得知其所在位置。如果被定位用戶處于空閑態(IDLE)，MME將發起業務請求過程將其置于連接態(CONNECTED)，在此過程中MME將獲得用戶當前所在小區的CELL-ID。
(4)MME向被定位用戶UE查詢其隱私設置情況，看該UE是否允許被定位。
(5)被定位UE返回隱私查詢結果給MME，如通過隱私檢查，則進行后續定位流程；如不通過，發送定位失敗消息給MME。
(6)MME向E-SMLC發起定位請求，該消息中包含MME中存儲的被定位用戶CELL-ID。
(7)E-SMLC進行定位方式選擇等相關定位流程。
(8)E-SMLC將獲得的用戶位置參數進行計算，算出被定位UE的實際地理位置信息，將此信息作為定位響應消息傳送給MME。
(9)MME將定位響應消息作為應答返回給GMLC。
(10)GMLC將應答消息作為定位結果返回給客戶端。
在LTE網絡中某些業務在獲取定位結果時僅需要獲取用戶位置參數，并不需要將用戶位置參數轉換為實際的地理位置，比如LTE網絡側的推送業務，當進行網絡向用戶的數據推送時，業務推送服務器需要通過定位業務知道被推送用戶所處的位置，業務推送服務器通過用戶位置參數CELL-ID即可獲知用戶所在位置并完成后續的推送工作，無需通過E-SMLC計算用戶實際的地理位置。此時E-SMLC執行的被定位用戶所在小區CELL-ID與實際地理位置的計算工作為不必要流程。
在這種場景下，E-SMLC無須將被定位用戶的所在小區CELL-ID計算成最終實際的位置信息，MME可直接將CELL-ID發送給業務推送服務器。
3.2 MME直接將CELL-ID發送給業務推送服務器的具體流程(見圖4)
圖4 MME直接將CELL-ID發送給業務推送服務器的流程
(1)由業務推送服務器發起定位請求
●業務推送服務器發送定位請求到移動定位中心(GMLC)。
●GMLC進行業務推送服務器的鑒權。
●鑒權如果失敗，則向位置信息使用方返回失敗消息并結束定位流程。
●鑒權如果成功，GMLC會向HSS發送定位請求消息。
●HSS向GMLC返回用戶移動終端所在MME地址。
(2)GMLC向用戶移動終端所在MME發送定位請求，該請求要求MME直接提供用戶移動終端所在小區CELL-ID。
(3)處于連接態(CONNECTED)的被定位用戶當自身發生小區位置變化時，將會向MME主動上報變化后的CELL-ID，使MME得知其所在位置。如果被定位用戶處于空閑態(IDLE)，MME將發起業務請求過程將其置于連接態(CONNECTED)，在此過程中MME將獲得用戶當前所在小區的CELL-ID。
(4)MME向UE查詢其隱私設置情況，看該UE是否允許被定位。
(5)被定位UE返回隱私查詢結果給MME，如通過隱私檢查，則進行后續定位流程，如不通過，發送定位失敗消息給MME。
(6)MME將CELL-ID直接作為應答消息返回給GMLC。
(7)GMLC將包含CELL-ID的應答消息作為定位結果返回給業務推送服務器。
LTE/EPC網絡定位系統中的GMLC在對定位客戶端進行鑒權時如果檢測到定位客戶端是業務推送服務器，則在發送給MME定位請求消息時通知MME直接提供被定位用戶移動終端所在小區CELL-ID。為能實現此功能，GMLC與MME間的SLg接口需支持包含GMLC要求MME直接提供被定位用戶移動終端所在小區CELL-ID內容的定位請求消息。
GMLC要求MME直接提供被定位用戶移動終端所在小區CELL-ID時，MME在完成隱私檢測后，直接將內部存儲的用戶所在小區CELL-ID作為響應消息發送給GMLC。
4 結束語
現有LTE系統針對網絡側推送業務中的定位實現流程并未明確規定。在這種特定場景下，通過E-SMLC無須將被定位用戶所在小區的CELL-ID計算成最終實際的位置信息，MME直接將CELL-ID發送給業務推送服務器的方法，可簡化該特定環境下LTE定位系統中的位置參數獲取流程，減少了網元之間的信令交互，加快了位置參數獲取速度，有利于完善LTE系統網絡側推送業務流程。這種方法也可適用于任何僅需獲取小區的CELL-ID，可實現后續數據分析工作的業務服務器。
