安全用户面定位技术及系统

单良 中兴通讯股份有限公司预研工程师

黄峥 中兴通讯股份有限公司标准工程师

黄河 中兴通讯股份有限公司标准工程师

胡义东中兴通讯股份有限公司产品工程师

安全用户面定位技术及系统

单良 中兴通讯股份有限公司预研工程师

黄峥 中兴通讯股份有限公司标准工程师

黄河 中兴通讯股份有限公司标准工程师

胡义东中兴通讯股份有限公司产品工程师

介绍安全用户面定位系统及产业化现状，讨论安全用户面定位系统的建网策略。

安全用户面定位 A-GNSS 北斗

1 引言

随着Google、Apple等移动互联网企业大力推广基于位置的高精度应用，传统的移动运营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网络优势，以及产业链的主导角色，展开和他们的正面竞争。由OMA（Open Mobile Alliance）组织定义的可用于A-GNSS（Assisted Global Navigation Satellite System）和混合定位技术的SUPL（安全用户面定位）方案正是这样一种有力的工具。

2 SUPL技术方案特点

SUPL规范的设计初衷是引入一个与网络无关的、统一而开放的支持A-GNSS技术的高精度定位解决方案。首先，在SUPL方案中引入的ULP协议是终端和定位服务器之间的通讯协议，承载在安全的TLS连接上，可以做到网络无关。而且，SUPL根据定位技术，尤其是A-GNSS技术的特点，引入了一套支持会话管理、能力协商、辅助和测量数据获取的消息和处理流程，规范了终端和定位服务器之间的协作，因此SUPL是一个可以在多种网络和定位服务中应用的统一框架（见图1）。此外，SUPL规范在OMA架构下，是由运营商、设备商和终端供应商等定位产业链参与方共同讨论制定的，这不仅有效保证了方案的开放性，而且避免了类似技术的知识产权问题。

采用SUPL方案可以支持高精度的A-GNSS定位技术。提到A-GNSS技术，就不能不说说纯GNSS技术的几个问题。由于可见卫星未知、信号微弱、多普勒偏移、复杂的信号结构和很低的导航电文发送速率等原因，采用纯GNSS技术的接收机存在首次定位时间过长、连续定位耗电大等问题。SUPL方案中采用的A-GNSS技术，正是通过将已知位置、较精确的时间、已知的导航数据和捕获辅助参数等辅助数据直接发送到终端上，帮助终端实现暖启动甚至是热启动以缩短定位时间，增加对弱信号的灵敏度，提高定位成功率并减少终端耗电。现有的SUPL方案和其演进版本，已经可以实现在2G、3G、4G等几乎所有无线网络中支持A-GNSS技术，并且不需要对基础无线网络设备进行升级。

图1 SUPL定位系统结构

新版本的SUPL规范，不仅可以支持传统的GPS系统，还可以支持除了GPS之外的其他卫星导航系统，比如现代化GPS、Galileo、GLONASS、BeiDou以及多种星基导航增强系统。SUPL技术规范充分利用了各种已经被证明有效的定位技术，比如ECID、混合定位等来提高定位成功率和精度。正是由于SUPL框架的开放性和先进性，在3GPP的LTE规范中，已经明确采用SUPL作为融合的控制面和用户面定位方案的一部分。

SUPL技术规范从服务器和客户端的双向认证、隐私通知和确认、会话管理等多个方面，保证用户的位置信息不会被错误或者非法地使用。这种安全特性一直作为规范的主要部分得到重视和加强，并在所有的商用终端上得到体现。

由于SUPL技术规范是在运营商主导的OMA组织中制定的，因此其可管理、可运营的特性是区别于其他类似技术方案的一个亮点。这个特点体现在诸如终端的参数设置、版本兼容性、各种漫游解决方案等多个方面。新版本的SUPL规范还支持周期触发和区域触发定位业务能力，为各种导航、看护、安保、物流、社交等创新型定位应用提供了方便。

3 运营商的基础设施

部署SUPL定位方案不需要对核心网和接入网的基础网元进行升级，只需要保证终端到定位服务器路由可达，能使用标准的WAPPush或者短信方式发送触发消息就可以了，因此具有快速、低成本部署的巨大优势。不过，为了保证定位精度、成功率和系统可持续发展能力，并充分发挥差异化竞争优势，运营商还需要提前考虑几方面的问题。

首先是终端管理能力。通过DM系统，可以完善地解决对终端SUPL支持能力的判断，并动态配置终端上定位服务器的域名和地址；而不需要依赖于终端提供商、服务提供商和试错类型的过渡解决方案。使用这种终端管理模式是保证定位成功率的基础。当然，以运营商为主导的系统兼容性测试也是保证系统可用性的关键。

另一个重要的基础设施是GBA安全认证体系。基于GBA的TLS连接是SUPL中标准的安全模式，和基于服务器证书的TLS方式相比，有支持双向认证、数据流量低、计算量小等优点，而且不需要依赖于可信第三方签署的服务器证书。它也是运营商实现差异化竞争的有效保证。

对于服务范围较小，并且没有漫游需求的运营商来说，可以自建参考网；而对于服务范围很大，有漫游业务需求的运营商来说，租用参考网无疑是性价比较高的选择。租用参考网可以保证数据可靠性，没有维护管理的成本，并满足未来新技术演进的需求。

最后，准确和专业的基站位置数据是运营商获得差异化竞争优势的关键。高质量的基站数据是保证高定位成功率和实现混合定位的基础。

4 全面支持SUPL技术的ZXME LBS产品

中兴通讯提供融合了控制面和用户面定位能力的ZXME LBS产品，全面支持SUPL技术规范，可以实现基于终端和网络辅助的A-GNSS计算模式以及混合定位，可以支持多种触发消息发送方式，支持多种终端管理能力和安全模式，可以为运营商自建或者租用参考网提供服务，并提供完善的漫游业务支持能力。

中兴通讯积极参与OMA SUPL中各种新技术的标准化工作，不仅在ZXME LBS产品中支持当前已经商用的SUPL规范版本，还将对这些新技术的支持合理规划到该产品的未来版本中，保证运营商高精度定位业务的可持续发展。

5 结束语

和尽力而为提供服务但是免费的互联网商业模式相比，移动运营商可以充分利用SUPL定位方案的技术特点，通过完善的基础设施，发挥差异化竞争优势，满足用户不断增长的高精度定位需求；并通过和各种数据、多媒体业务的结合，实现效益倍增。

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）