CDMA定位产品的优化研究

甘志辉

（中国电信集团公司网络运行维护事业部，北京 100010）

CDMA定位产品的优化研究

甘志辉

（中国电信集团公司网络运行维护事业部，北京 100010）

针对CDMA定位不准、定位时间过长、定位成功率不高的现象，对CDMA网络的定位产品在日常运营中定位效果的优化进行了研究，并在此基础上进一步探讨了用户体验的改善、产品发展的策略等问题。

LBS产品定位精度定位响应时间定位成功率

1　引言

移动互联网时代，LBS（Location Based Service，基于位置服务）的定位服务具有广阔的市场前景和增长潜力，在人们的生活和工作中，LBS已经超越了“导航”的界限，衍生出了很多增值的移动互联网应用。

电信运营商提供定位服务由来已久。随着技术的进步，电信运营商也在不断完善定位服务。CDMA网络以具GPSOne独特定位功能的手机或车载设备为定位终端，面向企事业单位提供以LBS为核心的产品，可广泛应用于位置跟踪、导航服务、公共安全以及基于位置的广告宣传、个性化定位服务等应用中，为用户提供多种增值服务能力。

优化定位的效果，改善用户的体验，增强定位产品的健壮性，才能拓展CDMA定位产品的市场空间。

2　CDMA定位技术介绍

根据CDMA网络定位精度及定位原理的不同，可分为精定位和粗定位。精定位利用GPSOne定位技术计算移动终端位置信息；粗定位利用基站（Cell ID）定位技术计算移动终端位置信息。

2.1精定位技术

CDMA精定位要求终端支持GPSOne功能，GPSOne精定位技术是AGPS、Hybrid与AFLT等技术的有机结合，在这些定位技术均无法使用的环境中，GPSOne会自动切换到粗定位方式，能够在室内和室外等各种环境下定位，是CDMA网络特有的差异化能力，具有发展差异化产品的优势。

2.2粗定位（Cell ID）技术

粗定位的实现原理是定位平台根据终端的基站信息在BSA数据库中计算最终位置，并将经纬度信息返回合作方或最终用户。粗定位的精度取决于基站或扇区大小，受BSA准确性的影响较大。

2.3CDMA定位产品的指标

CDMA根据定位产品的特点和定位精度的不同市场需求，需要制定不同的产品指标。国际上通用的技术指标主要包括定位精度、定位响应时间和定位成功率，表1定义了一个示例。

（1）定位精度：指在CDMA基站连续覆盖区域内的95%以上概率的定位成功的事件可以达到的定位精度要求。不同场景下精定位精度不同，是根据手机搜索卫星情况和在不同无线覆盖场景下收到的基站信息决定的；粗定位的定位精度跟基站覆盖半径相关。

（2）定位响应时间：指定位平台从收到终端的定位请求到返回给定位结果（经纬度）的平均时延。定位响应时间越短，用户体验效果就越好。

（3）定位成功率：精定位成功率是在平台容量和License可满足许可范围内，并排除各种客户因素后的标称值；粗定位成功率是在平台容量和TPS（Transactions Per Second，事务数/秒）许可范围内，并排除各种人为因素的平均值。

表2　位置漂移的分类

表1　定位产品的技术指标示例

3　CDMA定位产品的优化

CDMA定位产品按照定位方式的不同，可分为基站定位、GPSOne定位及客户端定位。日常优化涉及到各个环节，从终端、无线网络、定位平台性能、应用平台性能、用户习惯以及产品应用的每个环节，都可能造成重要的瓶颈。产品的应用效果通常要根据市场需要，按照互联网思维不断进行微迭代、微更新，以适应客户的使用行为，本文限于篇幅，不作进一步的探讨。

本文将重点探讨各种环境、算法等因素对定位产品的精度、响应时间和定位成功率的影响及优化。

3.1产品定位精度的优化

CDMA定位产品的精度和终端所处的GPS信号及CDMA无线信号有密切关系。GPS卫星信号受制于大气层折射等天气因素，但相对稳定；CDMA无线信号则受制于无线多径传播、非视距传播及AFLT算法等多重因素的影响，相对不稳定。下面重点讨论CDMA无线信号对定位精度的影响。

粗定位的实际位置取决于基站扇区中心经纬度，离扇区中心越远，误差就越大。如果偏差较大，有可能是提供给定位能力平台的基站数据有问题，或者参与定位的基站扇区半径较大引起。当用户使用定位产品时，当前的位置会出现漂移到其它地方的情况，可分为小范围漂移和严重漂移，具体如表2所示：位置漂移是定位产品的大忌。但CDMA网设计的最初目的是完成语音通信功能，在设计和规划初期重点考虑的是容量及覆盖，并没有过多考虑后续才出现的定位等增值服务的支持，因此后续优化工作显得尤其重要。

解决位置漂移，提高CDMA基站数据的准确度是根本，区域内基站建设分布的密度和计算原理也是决定定位精度的关键因素。下面结合实际工作的经验，说明定位产品日常维护与优化时应重点关注以下环节：

（1）减少小区的导频污染。定期核查基站经纬度、天线张角、天线方位角、覆盖半径等原始信息。

（2）从建设阶段就要确保基站的经纬度唯一且100%准确。

（3）核查基站的PN码资源，确保相邻区域的基站PN码唯一。相邻区域的基站PN码设置成同一值，会导致网络进行AFLT定位计算时无法区分基站。

（4）核查BBU（Building Base band Unit，基带处理单元）、RRU（Radio Remote Unit，射频拉远模块）数据信息，测量BBU、RRU实际位置经纬度，通过系统修正数据信息，减少误差。

（5）核查所有光纤直放站或射频拉远站信息，以实际位置为准，测量记录直放站、射频拉远站的经纬度信息。

（6）当某些场合需要使用移动通信车时，需保证移动通信车位置相对固定，确定当前移动通信车的经纬度，并及时加入基站数据库或删除之。

（7）优化室内分布系统、Wi-Fi和微基站与宏基站的衔接，准确定位用户在室内的位置。

（8）定期更新BSA全网数据。做好BSA数据库的维护至关重要，定位引擎PDE（Position Determining Entity，定位实体）中的BSA基站数据库存在数据错误、缺失、冗余，定位平台无法从中查找到定位计算必须的基站数据，会导致定位漂移甚至失败。

表3　不同环境下的定位响应时间

3.2定位响应时间的优化

（1）不同环境下的定位响应时间

CDMA产品的定位响应时间与终端所处的位置在深度室内、浅度区域（半遮挡区域）和峡谷等地形地理位置有直接关系。下面结合在实际工作中总结的经验，说明定位产品日常维护与优化时应重点关注的环节如表3所示。

当AGPS定位方式处于半开阔环境（终端收到4颗以下GPS卫星的信号）时，系统会自动切换到混合定位或AFLT。若在不同场景下出现来回切换，则会造成GPSOne精定位的响应时间延误。

当系统切换到AFLT时，由于AFLT技术在基站密集地区很有优势，且在无卫星信号，能同时收到4个以上可用的PN信号的区域时比较有优势，但在使用直放站的区域无法工作，容易造成定位响应时间的延误。

当系统切换到MixedCellSector多扇区定位时，若处于无卫星信号且可用的PN数小于4的室内定位，或系统切换到CellSector单扇区定位时处于无卫星信号，且只有1个可用的PN室内定位，容易造成定位响应时间的延误。

在日常产品维护时，运营人员必须非常清楚产品的规格和适用范围。

（2）手机“伪关机”

粗定位平台发出的定位信令，对于手机终端认为是业务激活，手机收到信令后，会将内部的周期性登记定时清零。而对于MSC，则认为是定位业务信令，没有把定时器清零。若定位周期比手机终端的位置登记周期小，则会导致手机发起定位业务注册后，将内部的周期性登记定时清零，不再发周期性注册信令到网络，导致用户被去活，出现提示“伪关机”现象。

“伪关机”现象非常隐蔽，是定位产品优化的难点。日常优化时，需要详细检查MSC的设置，做好与定位终端位置登记周期的适配。

（3）定位超时

定位超时主要发生在粗定位业务快速增长、平台超负荷运行的环境下。解决办法是优化粗定位平台定位算法，对于单基站覆盖范围很大的定位引入TA（时间差）方式，尽量减少误差，同时对平台进行扩容或迁移部分业务，减少TPS。

3.3定位成功率的优化

影响精定位成功率的因素主要有终端是否支持GPSOne、各种人为因素（终端内上网方式和隐私设置错误，用户在使用终端时是否关机、停机、通话中、上网中等）以及平台侧精定位的License数量不足且没有设置自动切换定位模式等；影响粗定位成功率的因素主要有平台容量不足导致定位响应时间过长、平台TPS能力不够、定位业务平台的地图信息没有及时更新等。在日常产品维护时，必须有针对性地制定优化和管理措施。

表4　CDMA定位产品应用类型

4　CDMA定位产品发展策略

近年来，国内外互联网巨头及专业公司（如谷歌、百度、高德等）通过GPS、Wi-Fi定位等混合定位技术，提供了开放、性能优秀的地图及互联网定位能力，凭借强大的产业整合与整体服务提供能力，聚合了大批合作伙伴和应用，主要服务于公众用户及小微企业。

互联网服务提供商在公众应用场景中采用的技术、定位体验要优于运营商，但是公众应用和政企行业应用的使用场景、所需的技术、能力提供都有较大差异，CDMA网利用GPSOne定位技术，优化后具有较高的定位精度和可拓展性，在政企应用中比较有优势，对发展行业应用类定位产品较为有利。互联网定位能力无法完全替代，近几年仍将是全球CDMA运营商主要的LBS收入来源。

当前，国内外发展CDMA定位产品的应用类型主要集中在市政应用、企业人员管理、信息查询和信息发布等方面。具体如表4所示。

5　结束语

电信运营商的定位系统还需要与Wi-Fi定位、IP定位等多种技术结合，建立基于BSA、IP和AP的大数据系统，并紧密结合4G/LTE网络、基于室内蓝牙、声波、红外等定位技术，同时合理开放能力，吸引有创意、服务多样化的合作，构筑既具差异化又能与互联网公司相比拟的优势产品。目前美国Verizon、韩国SK电讯都在朝这个方向突破。

展望未来，位置服务LBS与O2O的结合将是生活服务的基础。位置服务与移动互联网产品的结合才见端倪，以后将会更加紧密和深入。

[1]童凯翔,田世伟,李广侠. UWB在无线定位技术中的应用综述[A]. 第五届中国卫星导航学术年会论文集-S9 组合导航与导航新方法[C]. 2014.

[2] 张进虎. 基于物联网的蜂窝无线定位技术研究[D]. 北京: 北京交通大学, 2013.

[3] 赵冠男. OFDM通信网络中的无线定位技术的研究[D].大连: 大连理工大学, 2011.

[4] 黄楠. 移动通信网络下的无线定位技术研究[D]. 海口:海南大学, 2012.

[5] 张瑞峰,张忠娟,吕辰刚. 基于质心-Taylor的UWB室内定位算法研究[J]. 重庆邮电大学学报: 自然科学版, 2011(6): 717-721.

[6] 胡可刚,王树勋,刘立宏. 移动通信中的无线定位技术[J].吉林大学学报: 信息科学版, 2005(4): 378-384.

[7] 朴云. 基于移动特性的无线传感器网络节点定位技术研究[D]. 杭州: 浙江大学, 2011.

[8] 吴倩倩. 基于AGPS的无线混合定位系统的开发与研究[D]. 北京: 北京邮电大学, 2011.

[9] 冯开凯. 基于无线定位技术的移动互联网应用[J]. 中国新通信, 2013(10): 44-45.

[10] 朱晓丹. 无线定位技术在智慧城市中的应用探讨[J]. 广东通信技术, 2013(6): 48-51.

[11] 郝明. 一种混合的无线定位技术的研究[D]. 成都: 电子科技大学, 2011.

[12] 谌刚. 关于电信产品的思考[J]. 电信决策研究动态, 2005(3): 1-4.★

甘志辉：硕士毕业于南京邮电大学通信与信息系统专业，现任职于中国电信集团公司网络运行维护事业部，主要从事电信产品运营工作。

Research on Optimization of CDMA Location Based Service Product

GAN Zhi-hui
(China Telecom Corporation Limited, Network Operation and Maintenance Department, Beijing 100010, China)

In view of inaccurate positioning, long positioning time and low positioning success rate for CDMA network, the optimization of positioning effect of CDMA network positioning products in daily operation and maintenance was researched. Furthermore, the improvement of user experience and developmental strategy of products were discussed.

Location Based Service (LBS) productpositioning precisionpositioning response timepositioning success rate

10.3969/j.issn.1006-1010.2015.16.009

TN929.53

A

1006-1010(2015)16-0044-05

2015-05-30

责任编辑：袁婷yuanting@mbcom.cn

引用格式：甘志辉. CDMA定位产品的优化研究[J]. 移动通信, 2015,39(16): 44-48.