đồ án : DỊCH VỤ ĐỊNH VỊ DI ĐỘNG SỬ DỤNG SỰ CHÊNH LỆCH VỀ THỜI GIAN

đồ án :DỊCH VỤ ĐỊNH VỊ DI ĐỘNG SỬ DỤNG SỰ CHÊNH LỆCH VỀ THỜI GIAN

Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC DỊCH VỤ ĐỊNH VỊ DI ĐỘNG SỬ DỤNG SỰ CHÊNH LỆCH VỀ THỜI GIAN Trần Huy Hoàng – D04VT2 i Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục Người thực hiện : Trần Huy Hoàng Hà Nội 2008 Trần Huy Hoàng – D04VT2 ii Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục MỤC LỤC MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH VẼ vii DANH MỤC BẢNG BIỂU ix THUẬT NGỮ VIẾT TẮT x LỜI NÓI ĐẦU a CHƯƠNG I: b TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN CỦA DỊCH VỤ ĐỊNH VỊ DI ĐỘNG b 1.1. Tổng quan về hệ thống thông tin di động b 1.2. Tầm quan trọng của dịch vụ định vị di động c 1.3. Khả năng phát triển của dịch vụ định vị di động tại Việt Nam d CHƯƠNG II: e CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ e 2.1. Sử dụng Cell ID đơn e 2.1.1. CGI+TA e 2.1.2. Cell ID + AOA f 2.1.3. ECGI f 2.2. Sử dụng sự chênh lệch về thời gian f 2.2.1. U-TDOA f 2.2.2. E-OTD g 2.2.2.1.E-OTD hyperbol h 2.2.2.2.E-OTD đường tròn j 2.2.3. Phương pháp dựa trên vùng phủ sóng k 2.2.4. OTDoA-IPDL l 2.2.4.1.Tính toán thời gian tại kênh vô tuyến (RIT) trong UMTS l 2.2.4.2.Tính toán thời gian sai khác đo được (OTD) trong UMTS m 2.3. GPS và A-GPS m 2.4. Các phương pháp hỗ trợ tăng độ chính xác p Trần Huy Hoàng – D04VT2 iii Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục 2.4.1. Phương pháp cơ bản p 2.4.2. Phương pháp dùng thông tin địa lý p 2.4.3. Phương pháp lặp p 2.5. Kết luận q CHƯƠNG III: 18 MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TỔNG QUÁT TRONG MẠNG GSM 18 3.1. Mô hình hệ thống 18 3.2. Chức năng các thành phần trong mô hình hệ thống 19 3.2.1. Các thành phần cơ bản trong mạng GSM 19 3.2.1.1.Trạm gốc (BTS) 19 3.2.1.2.Bộ điều khiển trạm gốc (BSC) 19 3.2.1.3.Trung tâm chuyển mạch di động (MSC) 20 3.2.1.4.GMSC 20 3.2.1.5.Bộ ghi định vị thường trú (HLR) 21 3.2.1.6.Bộ ghi định vị tạm trú (VLR) 21 3.2.1.7.Bộ ghi nhận thực thiết bị (EIR) 21 3.2.1.8.Trung tâm nhận thực (AuC) 22 3.2.2. Các thành phần hỗ trợ cho dịch vụ định vị di động 22 3.2.2.1.LMU 22 3.2.2.2.SMLC 24 3.2.2.3.GMLC 27 3.2.3. Các thành phần khác trong hệ thống định vị 30 3.2.3.1.Location Engine 30 3.2.3.2.Phần mềm tầng trung gian hỗ trợ kết nối dịch vụ định vị 31 3.2.3.3.Máy chủ ứng dụng dịch vụ bản đồ số 33 3.2.3.4.Cơ sở dữ liệu bản đồ tế bào mạng di động 35 3.2.3.5.Máy chủ ứng dụng 36 3.2.3.6.Đầu cuối di động 39 3.3. Các giao thức truyền tải giữa các thành phần trong hệ thống 39 3.3.1. Giao thức truyền tải siêu văn bản (HTTP) 39 Trần Huy Hoàng – D04VT2 iv Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục 3.3.1.1.Tổng quan về giao thức 39 3.3.1.2.Các dạng bản tin HTTP 40 3.3.2. Giao thức định vị di động (MLP) 43 3.3.3. Giao thức quản lý mạng đơn giản (SNMP) 47 3.3.4. Giao thức truyền tập tin (FTP) 48 3.3.4.1.Khái quát 49 3.3.4.2.Mục đích của giao thức FTP 49 3.3.4.3.Hạn chế trong giao thức FTP 50 3.3.4.4.Những vấn đề bảo mật khi dùng FTP 51 3.3.4.5.Các mã hồi âm của FTP 51 3.3.5. Giao thức truyền ảnh vô tuyến (WBMP) 52 3.3.6. Các giao thức truyền tải bản tin ngắn 53 3.3.6.1.SMPP 53 3.3.6.2.CIMD2 55 3.3.6.3.UCP/EMI 58 3.4. Mô hình hệ thống định vị sử dụng trong 3G UMTS 61 3.4.1. Mô hình hệ thống 61 3.4.2. Mô tả các chức năng trong LCS 62 3.4.3. Các chức năng LCS đối với từng phần tử mạng 63 3.5. Kết luận 65 CHƯƠNG IV: 66 TỔNG QUÁT MÔ HÌNH HỆ THỐNG LBS CHO CÔNG TÁC AN NINH CỦA MĨ (HỆ THỐNG 911) 66 4.1. Hệ thống 911 trước đây 66 4.2. Hệ thống 911 nâng cao 68 4.3. 911 không dây - Pha I 70 4.4. 911 không dây - Pha II 71 4.4.1. Thu thập ALI 72 4.4.1.1.Các giải pháp mạng 72 4.4.1.2.Các giải pháp đặt trên đầu cuối 75 Trần Huy Hoàng – D04VT2 v Đồ án tốt nghiệp đại học Mục lục 4.4.2. Gửi thông tin định vị tới PSAP 77 4.5. Kết luận 77 KẾT LUẬN 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 Trần Huy Hoàng – D04VT2 vi Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục hình vẽ DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1. Phương pháp CGI + TA e Hình 2.2. Phương pháp AOA f Hình 2.3. Phương pháp U-TDOA g Hình 2.4. Phương pháp E-OTD h Hình 2.5. E-OTD Hyperbol i Hình 2.6. Tính toán sai khác thời gian trong E-OTD i Hình 2.7. Các phương pháp trên Cell của UMTS l Hình 2.8. Phương pháp GPS n Hình 2.9. Phương pháp A-GPS o Hình 3.1. Kiến trúc logic của LCS tổng quát 18 Hình 3.2. Kiến trúc LMU kiểu B 24 Hình 3.3. LBS Middleware 32 Hình 3.4. Sơ đồ kiến trúc hệ thống GIS 34 Hình 3.5. Mô hinh BTS đơn giản 35 Hình 3.6. Monitor Server 37 Hình 3.7. Mô hình Request-Line 40 Hình 3.8. Bản tin Response 42 Hình 3.9. Mô hình status line 42 Hình 3.10. Cấu trúc MLP 44 Hình 3.11. Trao đổi bản tin MLP 45 Hình 3.12. Mô hình truyền tải bản tin ngắn thông thường 58 Hình 3.13. Các giao thức được cung cấp 59 Hình 3.14. Phiên kết nối 61 Hình 3.15. Kiến trúc tổng quan LCS 62 Hình 3.16. Kiến trúc logic tổng quan của LCS 64 Hình 4.1. Mô hình hệ thống 911 trước đây 68 Hình 4.2. Mô hình hệ thống 911 nâng cao 69 Trần Huy Hoàng – D04VT2 vii Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục hình vẽ Hình 4.3. Mô hình hệ thống 911 không dây pha I 71 Hình 4.4. Pha II sử dụng TDOA 73 Hình 4.5. Pha II sử dụng AOA 74 Hình 4.6. Pha II sử dụng EOTD 75 Hình 4.7. Hệ thống PGS thông thường 76 Hình 4.8. Pha II sử dụng WAG 77 Trần Huy Hoàng – D04VT2 viii Đồ án tốt nghiệp đại học Danh mục bảng biểu DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1. Bảng dữ liệu cố định cho BTS 26 Bảng 3.2. Dữ liệu cho LMU 27 Bảng 3.3. Trình bày các thông tin cố định được quản lí cho mỗi LCS client 28 Bảng 3.4. Phân loại HTTP Status Code 43 Bảng 3.5. Đặc tính của SNMP 48 Bảng 3.6. Các loại dữ liệu trong tiêu đề WBMP 53 Bảng 3.7. Các hoạt động tới trung tâm SMSC 57 Bảng 3.8. Các hoạt động từ SMSC tới các ứng dụng 57 Bảng 3.9. Các hoạt động được cung cấp 58 Bảng 3.10. Các tập lệnh cho EMI 60 Bảng 3.11. Tóm tắt các nhóm và khối chức năng của dịch vụ định vị 65 Trần Huy Hoàng – D04VT2 ix Đồ án tốt nghiệp đại học Thuật ngữ viết tắt THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 3GPP 3rd Generation Partnership Project Dự án hợp tác thế hệ 3 A A-GPS Assisted GPS GPS tích hợp ALI Automatic Location Identifier Nhận dạng vị trí tự động AMPS Advanced Mobile Phone System Hệ thống điện thoại di động tiên tiến ANI Automatic Number Identification Nhận dạng số tự động AOA Angle of Arrival Góc đến tín hiệu AUC Authentication Unit Center Trung tâm nhận thực B BCCH Broadcast Common Channel Kênh quảng bá chung BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc BSIC Base Station Identification Code Mã nhận dạng trạm gốc BSS Base Station Subsystem Phân hệ trạm gốc BTS Base Station Trạm thu phát gốc C CBC Cell Broadcasting Center Trung tâm quảng bá cell CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CIMD Computer Interface to Message Distribution Giao diện máy tính phân phối bản tin CPICH Common Pilot Channel Kênh điều khiển chung D DTD Document Type Definition Định nghĩa loại tài liệu DTMF Dual Tone Multi-Frequency Báo hiệu đa tần E ECGI Enhanced CGI Phương pháp CGI nâng cao EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution Hệ thống tốc độ cao hỗ trợ GSM EIR Equipment Identity Register Bộ ghi nhận thực thiết bị ELIR Emergency Location Immediate Request Yêu cầu tức thời vị trí khẩn ELRS Emergency Location Report Service Dịch vụ báo cáo vị trí khẩn cấp EMI External Machine Interface Giao diện máy ngoại EOTD Enhanced Observed Time Difference Phương pháp Sai khác thời gian quan sát được nâng cao ERMES European Radio Messaging System Hệ thống nhắn tin ở châu Âu Trần Huy Hoàng – D04VT2 x [...]... dịch vụ định vị di động, nhà cung cấp dịch vụ cũng có thể đưa ra dịch vụ an ninh cho người sử dụng như hệ thống khẩn cấp 911 của Mĩ, nhờ có dịch vụ định vị di động mà nhà cung cấp dịch vụ có thể xác định vị trí của người sử dụng trong những tình huống khẩn cấp để đưa ra các giải pháp an ninh kịp thời, nhanh chóng Như vậy, tại các nước phát triển, dịch vụ định vị di động đã trở thành một dịch vụ phát triển... Với CDMA, quá trình đi lên 3G gắn liền với sự phát triển của hệ thống CDMA 2001x được triển khai hiệu quả tại Hàn Quốc 1.2 Tầm quan trọng của dịch vụ định vị di động Tại các nước phát triển, dịch vụ định vị di động là dịch vụ thiết yếu đối với từng người dân, kể các trong các hoạt động dân sự cũng như các hoạt động an ninh Với dịch vụ định vị di động, người sử dụng có thể tìm đường (thoát khỏi tình trạng... lường tín hiệu định vị Thực thể định tuyến Đề nghị duyệt thảo và bình luận Tính toán thời gian vô tuyến Giám sát từ xa Điều khiển mạng vô tuyến Thời gian sai khác thực tế Thời gian chu trình tín hiệu Máy chủ năng lực dịch vụ Nốt hỗ trợ GPRS phục vụ Yêu cầu tức thời định vị chuẩn Dịch vụ báo cáo vị trí chuẩn Thực thể bản tin ngắn Trung tâm phục vụ định vị di động Bản tin ngắn điểm - điểm Dịch vụ bản tin... vậy các dịch vụ như định vị di động cũng có thời cơ thuận lợi cho việc phát triển của mình Ở Việt Nam hiện nay, dịch vụ định vị di động cũng đã được triển khai ở một số lĩnh vực nhất định Với dịch vụ này, ngành du lịch có thể phát triển dễ dàng hơn Khách du lịch có thể tìm kiếm các địa điểm du lịch, các nhà hàng, khách sạn… bằng các thiết bị PDA Đồng thời, dịch vụ định vị di động cũng được sử dụng trong... gần nhất… Tại Việt Nam, dịch vụ này hứa hẹn sẽ trở thành một dịch vụ ứng dụng rộng rãi, đáp ứng được nhu cầu của đông đảo của người dân Bố cục của đồ án gồm 4 chương: •Chương I: Tổng quát về hệ thống thông tin di động và khả năng phát triển của dịch vụ định vị di động •Chương II: Các phương pháp định vị •Chương III: Mô hình hệ thống định vị tổng quát trong mạng GSM •Chương IV: Mô hình hệ thống LBS cho... D04VT2 Đồ án tốt nghiệp đại học đầu Lời nói điểm mong muốn…) Đồng thời, người sử dụng cũng có thể tìm thấy các địa điểm vui chơi giải trí, các trung tâm thương mại, các trạm đặt máy ATM… chỉ nhờ một chiếc điện thoại di động Với nhà cung cấp dịch vụ, họ có thể đưa ra các dịch vụ mới dựa trên dịch vụ định vị di động như theo dõi xe chở tiền của nhà băng, quản lý xe taxi, xe bus… Đồng thời, với dịch vụ định. .. Request N Number Planning Digit Network and Switching Subsystem NT Directory Service Trung tâm bản tin Mã quốc gia Trung tâm định vị di dộng Giao thức định vị di động Dịch vụ bản tin đa phương tiện Mã mạng Trạm di động Trung tâm chuyển mạch di động Số ISDN quốc tế cho trạm di động Yêu cầu vị trí cho đầu cuối di động Chữ số trong Kế hoạch đánh số Phân hệ mạng và chuyển mạch Dịch vụ thư mục trong hệ điều... công nghệ, thông tin di động đã trở thành một phần không thể thiếu của cuộc sống Dịch vụ định vị sử dụng thiết bị đầu cuối di động là một trong những tiện ích đó Trên thế giới, dịch vụ định vị sử dụng thiết bị đầu cuối di động đã trở nên khá phổ biến với những tính năng ưu việt của nó Chỉ với một chiếc điện thoại di động, bạn có thể tìm thấy vị trí của mình trên bản đồ, tìm thấy các quán ăn ưa thích, các... suốt thời gian thực hiện đồ án này Đồng thời chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Viễn Thông I, Học viện Công nghệ Bưu Chính Viễn Thông I đã giúp đỡ tôi trong thời gian qua Hà Nội ngày / /2008 Sinh viên Trần Huy Hoàng Trần Huy Hoàng – D04VT2 Đồ án tốt nghiệp đại học đầu Lời nói CHƯƠNG I: TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG VÀ KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN CỦA DỊCH VỤ ĐỊNH VỊ DI ĐỘNG 1.1 Tổng quan về hệ... lại, tuy dịch vụ định vị di động là một dịch vụ tương đối mới mẻ tại Việt Nam, nhưng đây là một dịch vụ hứa hẹn, đầy tiềm năng trong tương lai Trần Huy Hoàng – D04VT2 Đồ án tốt nghiệp đại học đầu Lời nói CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ 2.1 2.1.1 Sử dụng Cell ID đơn CGI+TA Như đã biết, hệ thống quản lý di động của mạng GSM cho phép tìm kiếm vị trí logic của một thuê bao thông qua truy vấn HLR về LAI . mở OTD Observed Time Difference Thời gian sai khác quan sát được OTDOA Observed Time Difference of Arrival Sai khác thời gian đến quan sát được P PANI Pseudo Automatic Number Identification Giả. phân chia theo thời gian TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian TDOA Time Difference Of Arrival Sai khác thời gian đến TFTP Trivial File Transfer Protocol Giao. Machine Interface Giao diện máy ngoại EOTD Enhanced Observed Time Difference Phương pháp Sai khác thời gian quan sát được nâng cao ERMES European Radio Messaging System Hệ thống nhắn tin ở