中国电信LTE定位系统规范-总体技术要求v16570.pdf

修正版 中国电信集团公司企业标准 Q/CT X-2011 2013-发布 2013-实施 中国电信集团公司 发布 保密等级：公开发放 中国电信LTE网络定位技术要求-总体要求 修正版 目 次 目次.2 前 言.4 中国电信LTE网络定位技术要求-总体要求.5 1 范围.5 2 规范性引用文件.5 3 术语和定义.6 4 业务概述.7 5 系统架构.7 5.1 系统结构.7 5.2 网元描述.7 5.3 涉及的接口.8 5.3.1 网络CN相关的接口协议.8 5.3.2 e-NodeB相关的协议和接口.9 5.3.3 终端相关的接口协议.9 5.3.4 LCS Client相关接口.9 6 设备功能.9 7 性能指标.9 7.1 定位处理能力.9 7.2 定位失败率.10 7.3 定位响应时间.10 7.4 可靠性和可用性.10 8 定位方法.10 8.1 CELL-ID定位.10 8.2 增强CELL-ID（E-CID）定位.11 8.3 OTDOA定位.11 修正版 8.4 A-GNSS.12 8.5 其他定位技术.13 9 定位流程.13 10 接口协议.13 11 隐私管理及鉴权.13 12 计费要求.14 13 统计要求.14 13.1 使用情况统计.14 13.2 运营情况统计.14 13.3 原始详单.14 13.4 日志与统计.14 14 系统安全要求.15 15 网络管理.15 15.1 主要网管功能要求.15 15.2 数据接口.16 修正版 前 言 本标准是 LTE定位系统规范之一，该规范结构及名称预计如下：中国电信 LTE 网络定位系统技术要求-总体要求 中国电信 LTE 网络定位系统技术要求-用户面定位分册 中国电信 LTE 网络定位系统技术要求-控制面定位分册 中国电信 LTE 网络定位系统技术要求-测试规范 本规范以 3GPP、OMA组织中 LTE 定位标准为基础，对中国电信 LTE 定位系统 SMLC、SPC、UE等实体在实现定位时需支持的功能、流程、接口信令等方面提出具体的技术要求。本标准由中国电信集团公司提出并归口。本规范主要起草人：本标准于 20 xx 年 x 月首次发布，本次为第一次修订。修正版 中国电信 LTE 网络定位技术要求-总体要求 1 范围 本规范规定了中国电信 LTE 定位系统 SMLC、SPC、UE 等 LTE 定位相关实体的功能要求、支持的流程要求、接口信令要求和安全、网管等方面的技术要求。本规范适用于中国电信集团和省公司基于 LTE 网络开展定位业务，为基于 LTE 的定位能力平台和相关网元提供设备制造、工程设计和网络运行、管理和维护等方面的技术依据。2 规范性引用文件 1 中国电信基础定位能力平台设备技术要求 Q/CT 2473-2012 2 关于印发中国电信基础定位能力业务管理办法（试行）的通知（中国电信创新201131 号）3 3GPP TS 36.305:Stage 2 functional specification of User Equipment(UE)positioning in E-UTRAN.4 3GPP TS 36.355：“LTE Positioning Protocol(LPP)”5 3GPP TS 44.031:Location Services(LCS);Mobile Station(MS)-Serving Mobile Location Centre(SMLC)Radio Resource LCS Protocol(RRLP).6 3GPP TS 23.271:Functional stage 2 description of Location Services(LCS)7 3GPP TS 22.071:Location Services(LCS);Service description,Stage 1.8 3GPP TS 36.331 V9.4.0:Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA);Radio Resource Control(RRC);Protocol specification.9 3GPP TS 36.321 V9.3.0:Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA)Medium Access Control(MAC)Protocol Specification 10 OMA:Secure User Plane Location Requirements V2.0 11 OMA:Secure User Plane Location Architecture V 2.0 12 OMA:ULP：User Plane Location Protocol V 2.0 13 OMA:ILP：Internal Location Protocol V 2.0 修正版 3 术语和定义 AFLT Advanced Forward-Link Trilateration 高级前向链路三角定位 A-GNSS Assisted Global Navigation Satellite System 网络辅助 GNSS A-GPS Assisted GPS 网络辅助 GPS CDMA Code Division Multiple Access 码分多址 GMLC Gateway Mobile Location Center 网关移动位置中心 GNSS Global Navigation Satellite System 全球卫星导航系统定位技术 GLONASS Global Navigation Satellite System 格洛纳斯导航系统 LBS Location Based Services 基于位置的服务 LCS Location Services 定位业务 LCS CLIENT Location Service Client 位置服务客户端 LTE Long Term Evolution 长期演进 LPP Location Position Protocol LTE 定位协议 LPPa LTE Positioning Protocol Annex LTE 定位协议附录 OTDOA Observed Time Difference of Arrival 抵达时间差方法 QZSS Quasi-Zenith Satellite System 准天顶卫星系统 RSRP Reference Signal Receiving Power 参考信号接收功率 RSRQ Reference Signal Receiving Quality 参考信号接收质量 SBAS Space Based Augmentation System 地区性广域差分增强系统 SLC SUPL Location Centre SUPL 位置中心 SLP SUPL Location platform SUPL 位置平台 SPC SUPL Position Centre SUPL 定位中心 UE Uuser Equipment 终端设备 WAAS Wide Area Augmentation System 广域增强系统 修正版 4 业务概述 定位业务（LBS，Location Based Services）是指利用各种定位技术和通信能力，结合电子地图和兴趣点（简称 POI:Point Of Interest）信息，面向公众和政企用户提供的基于位置的综合信息服务。定位业务提供方通过网络侧和终端侧接口接入中国电信 LTE 系统，利用定位系统与LTE 移动终端的交互，获取移动终端经纬度信息。5 系统架构 5.1 系统结构 下图所示是 LTE 定位系统结构图。UEeNBServing GatewayMMEHSSGMLCPDN GatewayS1-MMELTE-UuS6aSLgS1-US5SGiSLhSignalingData/VoiceConnection via intermediate entitiesModified interfaceNew interfaceSLsSLCLupSPCLlpLCS ClientLeE-SMLCNon-LCS Entity 图 1 LTE定位系统结构 5.2 网元描述 根据定位实现的技术特征，LTE 定位可划分为用户面定位和控制面定位，分别包含不修正版 同的网元实体。用户面定位：采用网络设备无关的用户平面的数据（如 TCP/IP）来承载移动终端和业务平台间的定位技术相关消息，实现移动定位的交互。LTE 用户平面定位平台的基于 SUPL协议的 SLP，涉及两个实体：1）SLC：负责与终端进行交互，协调用户面实体间的消息交互。2）SPC：负责位置计算以及定位辅助数据的传递。控制面定位：基于网络侧信令的移动定位技术，通过网络设备间信令来传输定位技术相关的消息。LTE控制面定位涉及以下实体：MME：负责控制面定位的控制和管理，包括 UE 订阅信息授权、管理定位请求、E-SMLC 选择、发出定位请求、定位服务授权等；E-SMLC：负责定位所需要的资源调度以及整体协调；负责位置计算，速率估计，以及所能获取进度估计。eNodeB：参与控制面定位，对被定位的 UE 进行测量,提供测量信息用于定位计算,和 E-SMLC 交互，交换定位相关信息;HSS：保存有 LCS 的订阅数据和路由信息；终端（UE/SET）：负责终端测的定位参数测量，处理定位协议与定位平台交互，完成定位流程，并把定位结果通过 API提供给 LBS 应用。LCS Client：定位能力的使用方，包括各种公众应用和行业应用。5.3 涉及的接口 5.3.1 网络 CN 相关的接口协议 SLh 接口：SLh 接口是 HSS 和 GMLC 之间，用于定位平台向 HSS 发起路由请求，获取路由响应。SLg 接口：SLg 接口是定位平台和 MME 之间的接口，用于定位平台向 MME 发起定位请求，以及 MME 向定位平台返回定位结果。SLs 接口：SLs 接口是 MME 和 E-SMLC 之间的接口，透明传输所有 UE 以及 eNB 相关定位过程；是 LPP 和 LPPa协议的传输通道。SLs 接口也支持 MME触发的定位会话；支持 MME向 E-SMLC 发送定位请求以及 E-SMLC 向 MME返回定位报告。修正版 5.3.2 e-NodeB 相关的协议和接口 LPPa（LTE Positioning Protocol Annex）：LPPa 是 eNB和 E-SMLC 之间的协议接口，MME透传 LPPa PDU；LPPa 协议支持如下功能：1）E-CID 定位方法下支持辅助或测量数据从 e-NodeB传输到 E-SMLC 2）下行 OTDOA 定位方法中从 e-NodeB 收集数据 S1-MME 接口：S1-MME接口是 e-NodeB和 MME之间接口，该接口透明传输所有 UE以及 e-NodeB 相关的定位消息。5.3.3 终端相关的接口协议 LPP(LTE Positioning Protocol)：LPP 协议是目标设备（控制面称为 UE，用户面称为SET）和定位服务器（控制面称 E-SMLC，用户面称 SLP）之间协议接口；该协议采用下层的控制面协议（RRC/S1AP）或安全用户面协议（SUPL）传输。Lup 接口：SET 与 SLC 之间的接口；在 SUPL2.0规范上承载 RRLP/LPP/IS801 协议。5.3.4 LCS Client 相关接口 Le 接口：CP 与 GMLC 之间的接口，用于 LCS Client 向定位平台发起定位请求和接收位置结果。接口协议参见中国电信 XXXXLe 接口规范。L1 接口：CP 与 GMLC 之间的接口，用于 LCS Client 向定位平台发起定位请求和接收位置结果。接口协议参见中国电信 XXXXLe 接口规范。6 设备功能 各网元实体功能参见中国电信 LTE 定位系统设备技术要求-用户平面分册及中国电信 LTE 定位系统设备技术要求-控制平面分册。7 性能指标 7.1 定位处理能力 定位设备的处理能力为定位系统通过服务接口向 LBS Client 提供的每秒并发定位请求修正版 次数（TPS）。7.2 定位失败率 从定位请求提交到位置信息返回，由于系统原因造成的消息丢失率 P107。7.3 定位响应时间 在负荷为 70%情况下，响应时间：GMLC：从发起定位请求，到收到定位结果响应延时小于 1000毫秒。SLC：从发起定位请求，到收到定位结果响应延时小于 1000 毫秒。7.4 可靠性和可用性 厂家应提供设备的预测 MTBF，以及获得这一参数的计算方法。（MTBF至少应达到 2万小时以上）。为保证系统的高可靠性，数据硬盘（存贮用户数据和用户位置信息）应采用磁盘阵列或镜像设置，如运营者要求，可采用主处理机双备份，并提供在线数据备份的手段。系统关键软件、硬件应有一定的备份措施，保证系统的不间断运行，系统应具有软件、硬件故障在线恢复的能力。8 定位方法 基于 LTE的定位系统应支持高精度的网络定位，并可根据业务需求和技术发展趋势，灵活引入新型定位技术，需支持的定位方法至少包括是CELL-ID、E-CID、OTDOA和A-GNSS等。8.1 CELL-ID 定位 Cell-ID 方式通过服务基站的位置来估计 UE 的位置。服务基站的确定有几种方法，包括寻呼、定位区域更新、小区更新等。该方式的定位精度完全取决于移动台所处小区的大小，从几百米到几公里不等。城区环境的小区覆盖范围较小，一般小区半径在 12km，对于繁华的城区，有可能采用微蜂窝，修正版 小区半径可能到几百米，此时 CELL-ID 的定位精度将相应提高为几百米。8.2 增强 CELL-ID（E-CID）定位 增强 CELL-ID 定位利用客户端辅助或者 LTE 网络资源相关辅助信息提高定位精度。对于 E-UTRAN接入，这些测量可包括：UE 测量：-信号强度(RSRP)-信号质量(RSRQ)-UE 时间差 Rx Tx time difference E-UTRAN测量：-e-NodeB 时间差 Rx Tx time difference-时间抵达(TADV)-Type1:TADV=(eNB Rx Tx time difference)+(UE Rx Tx time difference)-Type2:TADV=eNB Rx Tx time difference;-角度到达(AoA)8.3 OTDOA 定位 OTDOA是根据多个基站与移动终端信号传播的时间差值进行定位的技术。OTDOA通过测量 UE到两个基站的无线信号传播时间差（TDOA，Time Difference Of Arrival），来计算移动终端到两个基站的距离差。如下图所示，由于网络已知服务小区到移动终端的传播延迟，因此可以从移动终端提供的 OTDOA测量值，从而估算出基站到移动终端的距离差，然后用双曲线定位原理估计出UE 的位置。修正版 UE Estimated UE Position Region OTDOA Hyperboloid Node B-(a)Node B-(b)Node B-(c)图 2 OTDOA定位技术示意图 该技术的定位精度相比 CELL ID 方法要高，但它的精度受到环境的影响，在开阔地区可以将移动台定位在 1020 米范围内；在高大建筑物较多区域，电波传播环境不好，信号很难直接从基站到达移动台，一般要经过折射或反射，定位精度会受到影响，定位范围约为100200米。8.4 A-GNSS 全球导航卫星系统（GNSS）泛指所有的卫星导航系统,是提供自主的地理空间定位与全球性或区域性的覆盖的卫星导航系统的总称。包括如下定位系统：GPS;北斗；Galileo;GLONASS;每个卫星导航系统都可以独立使用或者联合使用，当不同卫星系统协同工作，定位精度也将会提高。A-GNSS是网络辅助的卫星定位，通过 LTE 网络提供辅助定位信息，性能的改善有:减少移动台 GNSS启动和捕获时间,使定位过程显著加速;增加移动台 GNSS 灵敏度;相比于单独的 GNSS 接收模块,辅助 GNSS 模块功耗更低 修正版 8.5 其他定位技术 需根据定位技术的发展，支持引入扩展新型的定位技术，包括多小区时间差/信号强度混合定位，指纹定位，与 WiFi混合定位等。9 定位流程 需支持终端侧发起的定位流程和网络侧发起的定位流程。具体流程参见中国电信 LTE 定位系统设备技术要求-用户平面分册及中国电信LTE 定位系统设备技术要求-控制平面分册。10 接口协议 参见中国电信 LTE 定位系统设备技术要求-用户平面分册及中国电信 LTE 定位系统设备技术要求-控制平面分册。11 隐私管理及鉴权 系统的认证鉴权包括以下几种类型：对 SP 的认证鉴权管理：只有经过授权的 LBS客户端（SP）才可访问 LTE 定位平台。在 LTE 定位平台将目标终端用户的位置信息提供给任何 LBS客户端（SP）之前，LSP 平台还具备检查 LBS 客户端（SP）的身份和被授权限的可选功能。对终端用户隐私权的管理和鉴权：NI定位（第三方定位）执行定位过程前，被定位的用户必须授权同意向指定的 SI/SP 开放其位置信息，即，SP/SI 与被定位用户需要绑定隐私关系。具体过程是：由集团领航平台（？）提供维护界面录入 SP/SI提供的黑白名单，并通过短信渠道向被定位 MDN 号码发起确认短信，用户回复确认短信后，黑白名单生成。最后，集团领航平台通过黑白名单同步接口将信息同步给 GMLC/SLC；根据应用种类的不同，终端用户可以选择，在被定位时，是否介入运营商对隐私信息的管理流程。如果用户希望介入运营商对隐私信息的管理，需通过运营商提供的手段，设置相应的信息。对于紧急业务，使用紧急呼叫的目标终端用户都可被定位，此时用户不需对自身的隐私权信息进行管理。修正版 12 计费要求 定位平台应记录 LCS 业务使用情况，在每次定位处理结束后生成本地原始统计。凡定位平台成功处理的定位请求，由定位平台在返回定位结果后按次生成计费话单（CDR）。对于周期定位，在每个周期产生位置报告时，都需要生成一条 CDR记录。13 统计要求 13.1 使用情况统计（1）按定位次数的区间统计用户的绝对数量、手机号和用户所占比例、定位次数的绝对数量和定位次数所占比例。（2）按照定位类型、定位方式统计每月的定位总次数、有效定位次数、平均定位时长、定位成功率。（3）按照服务提供商、政企客户或个人开发者分别统计每月的定位总次数、定位类型及定位方式。（4）根据其它要求进行的使用情况统计。13.2 运营情况统计（1）按时段、全国/省统计定位总用户数、新增用户数及活跃用户数。（2）按时段、全国/省统计定位业务收入情况。（3）根据其它要求进行的运营情况统计分析。13.3 原始详单 应记录 LCS 业务使用情况，包括网络发起的定位，和终端发起的 WAP、Web、客户端等定位，按条次生成原始详单。原始详单要求在定位平台备份时间可配。13.4 日志与统计 参见 中国电信 CDMA网络移动定位平台日志处理模块功能要求。修正版 14 系统安全要求 定位平台需要与业务网关相连，必须建立完善的网络安全机制，包括防火墙系统、入侵检测系统、病毒防范系统等。系统应具有安全漏洞扫描、入侵检测、防病毒等功能。安全漏洞扫描的工作方式在于主动进行扫描，找出系统中存在的安全漏洞和隐患，扫描对象包括两类：网络设备和主机设备，网络设备主要扫描防火墙、路由器等设备的配置是否存在安全漏洞，主机设备主要检查操作系统是否存在安全漏洞。入侵检测实时监测系统中的数据包，对进出系统的网络流量进行检测，识别非法连接请求及网络入侵，自动阻断连接，报警并记录日志；通过分析关键服务器上的内核级事件、主机日志和网络活动，执行实时的入侵检测并阻止恶意活动。入侵检测的监测点为系统的互联点和系统与外部其它系统的连接点，也可以对每台主机进行检测。防病毒用于防止病毒在系统传播和扩散，病毒防护系统应具有网络病毒防护能力，可以动态升级病毒库。主要功能：病毒定义更新（自动/手动）；病毒检测（自动/手动）；病毒清除；病毒信息统计；病毒防御策略定制等。系统设备应具有电信级可靠、多种冗余、备份和集群处理机制功能，关键部件采用双备份配置。15 网络管理 15.1 主要网管功能要求 LTE 定位系统新增的 GMLC、SMLC、SLP 等设备需支持的网管相关功能包括：数据管理：移动定位中心应能配合完成用户数据的登记、查询浏览、修改、废止等管理功能。在必要的时候，应能与计费中心配合完成用户计费管理功能。性能管理：移动定位中心、定位实体应能支持网管所采取的网络性能管理行动，并测试统计其结果。维护管理：移动定位中心、定位实体的主处理机、信令链路、IP 链路、存储器发生严重故障或严重过负荷时，应能向操作维护中心或网管中心发出告警信息，当告警消除时，亦应有报告。移动定位中心、定位实体应能配合操作维护中心或网管中心对故障进行测试诊断与定位，按操作指令完成软件/硬件的重新配置，并具有故障恢复功能。修正版 配置管理：移动定位中心、定位实体应能支持网管系统对其进行的更新、升级等配置管理，按指令完成软件/硬件的重新配置。15.2 数据接口 数据接口应满足运营者提出的接口规范要求。