华为wlan无线定位解决方案技术建议书

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1、 WLAN 无线定位解决方案无线定位解决方案 技术建议书技术建议书 文档版本文档版本 01 发布日期发布日期 2014-03-25 华为技术有限公司华为技术有限公司 WLAN 无线定位解决方案 技术建议书 目 录 版权所有版权所有 华为技术有限公司华为技术有限公司 2014。 保留一切权利。保留一切权利。 非经本公司书面许可，任何单位和个人不得擅自摘抄、复制本文档内容的部分或全部，并不得以任何形式传 播。 商标声明商标声明 和其他华为商标均为华为技术有限公司的商标。 本文档提及的其他所有商标或注册商标，由各自的所有人拥有。 注意注意 您购买的产品、服务或特性等应受华为公司商业合同和条款的约束，

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3、线定位关键技术无线定位关键技术 . 6 2.1 基本概念 . 6 2.2 无线定位策略 6 2.2.1 基于移动终端的定位 7 2.2.2 基于网络的定位 . 7 2.2.3 两类定位策略对比 . 7 2.3 三点定位原理 8 2.3.1 理论实现 8 2.3.2 实际实现 8 2.4 位置场强指纹定位方法. 9 3 WLAN 无线定位解决方案无线定位解决方案 12 3.1 项目需求 12 3.2 WLAN 定位方案网络架构 12 3.3 华为无线定位方案特点13 3.4 总体架构 15 3.4.1 逻辑架构 .15 3.4.2 系统接口描述 16 3.4.3 定位工作流程 16 3.4.4

4、物理架构 .17 3.5 接入认证与访问控制 .18 3.5.1 接入认证 .18 3.5.2 访问策略 .19 3.6 Wlan 基础网络部署规划 .20 3.6.1 WLAN 部署规划 20 3.6.2 VLAN 规划 .22 3.6.3 IP 地址规划 23 3.6.4 路由规划 .24 WLAN 无线定位解决方案技术建议书 华为专有和保密信息 版权所有 华为技术有限公司 iv 3.6.5 网络管理部署 24 3.7 WLAN 定位网络规划 .25 3.7.1 总体原则 .25 3.8 两类用户场景 .26 3.9 各场景对应的定位子方案 27 3.9.1 定位子方案的选择依据 .27

5、3.9.2 同频混合定位子方案.28 3.9.2.1 场景特征 .28 3.9.2.2 定位应用 .29 3.9.2.3 网络部署 .29 3.9.2.4 网规示例地下停车场 30 3.9.3 同频叠加定位子方案.31 3.9.3.1 场景特征 .31 3.9.3.2 定位应用 .31 3.9.3.3 网络部署 .32 3.9.3.4 网规示例商场店铺导航 33 3.9.4 异频叠加定位子方案.34 3.9.4.1 场景特征 .34 3.9.4.2 定位应用 .34 3.9.4.3 网络部署 .35 3.9.4.4 网规示例会议室导航 36 3.9.5 三套子方案对比 36 3.10 WLAN

6、 无线定位方案规格 37 3.10.1.1 定位终端类型 .37 3.10.1.2 定位能力 .37 3.10.1.3 定位应用 LBS .38 3.11 定位方案组件 .38 3.11.1 支持定位功能 wlan 产品 .40 3.11.2 定位服务器 40 3.11.3 地图服务器 41 3.11.3.1 数据种类 .41 3.11.3.2 全要素地图数据，包括 10 个图层，5 级比例尺 .41 3.11.3.3 室内道路拓扑数据，支持跨楼层导航 .41 3.11.4 定位应用业务系统.42 3.11.4.1 客流分析系统 .42 3.11.4.2 信息推送系统 .44 4 方案限制方案

7、限制 45 技术建议书 1 概述 华为专有和保密信息 版权所有 华为技术有限公司 5 1 概述概述 1.1 简介 随着无线通信技术的发展和数据处理能力的提高， 基于位置的服务成为最具发展潜力的 移动互联网业务之一。无论在室内还是室外环境下，快速准确地获得移动终端的位置信 息和提供位置服务的需求变得日益迫切。 通信和定位两大系统正在相互融合、 相互促进。 利用无线通信和参数测量确定移动终端位置， 而定位信息又可以用来支持位置业务和优 化网络管理，提高位置服务质量和网络性能。 与此同时，各行业的定位服务市场同样发展迅速，定位服务需求量迅速增长。大型交通 枢纽如机场、车站等旅客群体行为预测，异常行为

8、安全监控分析；商场购物车定位，顾 客消费习惯收集，客流分析；展馆展位导航定位、实时位置查询服务等。但由于 GPS 卫星定位具有需要在相对空旷、高层建筑不密集的地方才能比较精确的定位，而且在户 内无法使用，耗电量较高的特点，因此利用广泛存在的 WiFi 网络，可以弥补 GPS 在建 筑密集或者室内应用的限制，扩大定位服务的应用行业和范围，提高定位精度，降低部 署成本，提高设备利用率，提高投资使用效率。 华为 WLAN 无线定位解决方案集合了网络、 终端、 定位引擎、 第三方 LBS 应用系统 （信 息推送、客流分析等）及接口等多个领域的产品，为客户提供完整的 WLAN 无线定位 解决方案，可以帮

9、助企业客户随时随地无线接入的同时，能享受更贴心的基于位置的服 务，提升企业工作效率，持续提升客户满意度。 1.2 WLAN 无线定位问题与挑战 技术建议书 2 无线定位关键技术 华为专有和保密信息 版权所有 华为技术有限公司 6 图 1 wlan 定位问题与挑战 1. 网络增值/运营：WLAN 网络建设，只有投入没有增值产出，如何借助移动互联技 术及大数据实现网络运营创收 2. 极致服务体验：GPS 无法支持室内位置服务，需要提升用户服务感受（如商场、机 场、会展等大型室内场所） 3. 提升管理效率：缺乏人员的智能化监控，及基于位置的精细化管理 2 无线无线定位关键技术定位关键技术 2.1 基

10、本概念 1. 无线定位：通过对无线电波的一些参数进行测量，根据特定的算法来判断被测物体 的位置。测量参数一般包括无线电波的传输时间、幅度、相位和到达角等。 2. 基于三角关系定位技术：先要测量已知位置的参考点（A，B，C 三点）与被测物体之 间的距离(R1，R2，R3)，然后利用三角知识计算被测物体的位置。 3. 基于场景分析的定位技术：对定位的特定环境进行抽象和形式化，并使用具体的、 量化的参数描述定位环境中的各个位置，并用一个数据库把这些信息集成在一起。 观察者根据待定位物体所在位置的“指纹”特征查询数据库，并根据特定的匹配规 则确定物体的位置。 位置场强“指纹” ：形式化和量化后的位置特

11、征信息 核心是位置特征数据库和匹配规则，本质是一种模式识别方法 地图服务器：在统一的坐标体系中，将（空间对象元素，位置信息） 保存在 后台地图数据库中，并按照一定比例尺通过地图界面统一展现。 4. 定位精度：地图上显示的位置，与终端实际物理位置的偏差值。 5. 定位时延：在地图上显示终端位置的实际刷新周期。 2.2 无线定位策略 包括两类无线定位策略：基于移动终端的定位、基于网络的定位 技术建议书 2 无线定位关键技术 华为专有和保密信息 版权所有 华为技术有限公司 7 2.2.1 基于移动终端的定位 定位计算由移动终端自主完成，自行确定自身当前的位置。包括 2 种实现方法： 1) 完全基于移

12、动终端的定位：终端主动探测并测量周边基站信号，定位计算终端自主 完成 2) 网络辅助定位：基站发出与位置相关信息，终端主动探测并测量周边基站信号，将 基站的位置信息和测量信息在移动终端本地处理，进行定位计算。 2.2.2 基于网络的定位 由网络系统收集待定位移动终端的信息并计算移动终端的当前位置。 1) 基于网络的定位：网络设备（AP、基站等）主动收集测试终端信息，后台系统计算 位置 2) 移动终端辅助定位：终端发出（主动发出或受网络设备请求后发出）有助于定位的 信号，网络设备收集并测量信号，将辅助定位信号和测量信号统一发给后台定位系 统，由后台系统计算终端位置 2.2.3 两类定位策略对比

13、基于移动终端定位基于移动终端定位 网络定位网络定位 定位原理定位原理 位置场强指纹，三点定位 位置场强指纹，三点定位 实现方式实现方式 手机 app 客户端定位 Wifi 网络定位 具体实现具体实现 通过手机 app 软件调用手 机内部 wifi 模块，实时 扫描手机周围的 热点场 强信息 App 软件在手机本地进行 位置计算，或通过后台定 位服务器进行计算 App 软件实时展现最新位 置给用户 通过 WIFI 热点实时扫描周围手机 终端，获取手机的场强信息 WIFI 热点上报场强信息到到本地 定位服务器进行位置计算 位置信息通过手机 app 客户端，实 时展现最新位置给用户 主要主要区别区别

14、 不支持苹果不支持苹果 iosios 终端定位终端定位 苹果苹果 iosios、安卓、安卓均支持均支持 定位定位强强依赖依赖appapp客户端软件客户端软件定定 位模块位模块 定位不依赖于 app 定位模块（ 手机的 app 客户端仅是位置信息的显示 界面) LBS 应用：仅支持定位导航 多种 LBS 应用：定位导航、实时监控、实时监控、 客流分析、客流分析、信息推送信息推送 结论结论 网络定位方案支持终端多样，LBS 应用丰富，更能满足客户的实际定 位需求 技术建议书 2 无线定位关键技术 华为专有和保密信息 版权所有 华为技术有限公司 8 2.3 三点定位原理 已知三个点的坐标，及未知点相

15、距三个已知点的距离，能够判断未知点位置的方法。 2.3.1 理论实现 已知三个点的位置坐标 p1(0,0)， p2(x2,0)， p3(x3,y3)，及未知点相距已知点的距离 L1,L2,L3， 则未知点必然位于以已知点为圆心距离为 L1/L2/L3 半径的圆上， 三个圆公共 交点即是未知点位置。 图 2 三点定位理论实现 求解此方程组，p（x,y）即是未知点坐标 2.3.2 实际实现 由于外界环境的影响，信号强度产生扰动 ,方程相交于一点的理想情况基本不会出现， 故多数情况下是相交于同一区域内 ,将此区域近似为三角形，取三角形区域的重心作为 未知点的坐标。 技术建议书 2 无线定位关键技术 华为专有和保密信息 版权所有 华为技术有限公司 9 图 3 三点定位实际实现 具体算法：具体算法： 1) 已知三个点的位置坐标 p1(0,0)， p2(x2,0)， p3(x3,y3)，且知未知点距离已知点的 距离 L1,L2,L3 2) 计算出公共区域的 3 个交点坐标 Ci(x_ci,y_ci),i=1,2,3。 3) 将该区域近似为三角形，此三角形重心坐标被认为是未知点的位置坐标 X= (x_ci)/3，Y= (y_ci)/3 ，i=1,2,3。 2.4 位置场强指纹定位方法 对