為了滿足對(duì)通信個(gè)人化及高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的迫切需要，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)（IMT-2000）制定和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)已成為全世界通信領(lǐng)域的熱點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端的無(wú)線定位則是IMT-2000中一個(gè)重要研究課題。根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）的計(jì)劃，到2001年10月，所有蜂窩電話、個(gè)人通信系統(tǒng)、專(zhuān)用移動(dòng)無(wú)線電的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)許可運(yùn)營(yíng)商將以可定位概率67%，誤差為125 m的要求為請(qǐng)求E-911的移動(dòng)用戶提供位置信息[1]。

　　利用第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)將進(jìn)一步提高定位。目前蜂窩網(wǎng)無(wú)線定位技術(shù)就算法來(lái)說(shuō)已經(jīng)較為完善，目前的研究熱點(diǎn)主要集中在以下幾個(gè)方面：

　?。?）基于3GPP協(xié)議的定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)全面鋪開(kāi)后，基于3GPP協(xié)議，采用何種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行定位既能保證定位，又能盡可能少的改動(dòng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的研究成為熱點(diǎn)。

　?。?）定位參數(shù)的提取。由于受多徑傳播、非視距傳播和多址干擾的影響，使得的定位參數(shù)提取比較困難。

　　目前已提出的多種算法對(duì)以上3種誤差進(jìn)行抑制，但在建筑物較多的繁華市區(qū)定位仍不理想。

　　（3）對(duì)移動(dòng)臺(tái)跟蹤服務(wù)研究。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)處于移動(dòng)狀態(tài)時(shí)，分次單獨(dú)定位容易出現(xiàn)各次定位計(jì)算結(jié)構(gòu)相差較大，運(yùn)動(dòng)軌跡不連續(xù)。因此對(duì)移動(dòng)臺(tái)跟蹤定位的研究顯得非常迫切。

　　本文將圍繞第3代移動(dòng)通信系統(tǒng)的定位結(jié)構(gòu)，定位方法，重點(diǎn)是基于3GPP協(xié)議框架下的定位流程進(jìn)行分析。

　　2、3G定位業(yè)務(wù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　如圖1所示，是具有定位功能的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖[1,3]。圖1簡(jiǎn)要描述了LCS客戶、服務(wù)器與網(wǎng)之間的關(guān)系。LCS模塊與CN之間通過(guò)Iu接口進(jìn)行通信，LCS模塊之間利用網(wǎng)絡(luò)已有的信息提供能力和信令能力進(jìn)行通信。作為服務(wù)的一部分，網(wǎng)絡(luò)還應(yīng)該具備對(duì)不合法用戶設(shè)備進(jìn)行定位的能力，以及對(duì)同時(shí)出現(xiàn)的多個(gè)LCS客戶提供服務(wù)的能力，各部分單元功能如下：GMLC（網(wǎng)關(guān)移動(dòng)定位中心）接收LCS Client。發(fā)出的對(duì)某移動(dòng)定位用戶的路由信息，將定位請(qǐng)求發(fā)送到MSC/SGSN，再由無(wú)線接入網(wǎng)對(duì)終端（或輔助終端自己完成）定位。SMLC（服務(wù)移動(dòng)定位中心）用于支持高定位業(yè)務(wù)，主要完成接入網(wǎng)側(cè)的定位流程控制、位置計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)測(cè)量管理以及無(wú)線資源管理。3GPP協(xié)議規(guī)定的SMLC可以集成在RNC中，也可獨(dú)立設(shè)置。LMU（位置測(cè)量單元）是邏輯定位實(shí)體，主要完成網(wǎng)絡(luò)的下行同步校準(zhǔn)和無(wú)線測(cè)量功能。LMU負(fù)責(zé)無(wú)線測(cè)量，把測(cè)量結(jié)果通知給 RNC。

圖1　具有定位功能的3G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　3、定位的信令流程

　　定位信令流程如圖2所示，可簡(jiǎn)單描述定位描述如下[4]：LCS Client向GMLC發(fā)定位請(qǐng)求后，GMLC向HLR獲取被定位用戶目前所處的MSC/SGSN地址，然后GLMC向該MSC/SGSN發(fā)起定位請(qǐng)求， MSC/SGSN調(diào)用無(wú)線接入網(wǎng)中的定位網(wǎng)元（包括SMLC、RNC、Node B，LMU等）執(zhí)行此次定位操作，網(wǎng)絡(luò)采用合適的定位方法計(jì)算出用戶經(jīng)緯度后，返回定位，由LCS Client對(duì)經(jīng)緯度信息進(jìn)行處理后以合適的形式（如MMS，WAP PUSH等）返回給用戶。

圖2　定位流程

　　4、基于第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的幾種定位方法

　　定位業(yè)務(wù)和定位密切相關(guān)。3GPP定位功能的實(shí)現(xiàn)是基于控制層面的（Control Plane）。針對(duì)第三代移動(dòng)通信的不同制式有不同的定位方法：CDMA2000主要繼承了IS-95系統(tǒng)和CDMA 1x系統(tǒng)的定位技術(shù)，采用了基于CELL-ID、基于場(chǎng)強(qiáng)定位和EOTD等技術(shù)得到了一定程度的應(yīng)用。以及CDMA 1x系統(tǒng)中的AGPS和基于TDOA的定位技術(shù)。TD-SCDMA系統(tǒng)則由于采用智能天線系統(tǒng)和上行同步CDMA技術(shù)，在定位方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，主要技術(shù)包括：RTD+AOA、OTDOA-RTD等，WCDMA系統(tǒng)則主要采用Cell-ID、OTDOA-IPDL和GPS技術(shù)等。下面著重介紹第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)使用比較成熟的3種定位方法：

　　Cell-ID/Cell-ID+RTT（Round Trip Time）、OTDOA（Observed Time Difference Of Arrival）和A-GPS（Assisted Global Positioning Systems）