đề án : Dịch vụ định vị di động trong 3G UMTS”.

đề án :Dịch vụ định vị di động trong 3G UMTS”. Chương 1: Giới thiệu về hệ thống 3G UMTS.Chương 2: Hệ thống định vị di động trong 3G UMTS.Chương 3: Các ứng dụng của dịch vụ định vị di động trong 3G UMTSTrong suốt thời kỳ làm đồ án, em đã nhận được sự tận tình giúp đỡ, chỉ bảo của các thầy cô giáo và bạn bè. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành cô Phạm Thị Thúy Hiền, người đã trực tiếp hướng dẫn em trong suốt thời gian làm đồ án. Em cũng xin cảm ơn tất cả các thầy cô trong khoa Viễn thông đã nhiệt tình chỉ bảo em trong quá trình học tập và thực hiện đồ án.Em mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp từ phía thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.

Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục MỤC LỤC 1.1. Giới thiệu 3G UMTS xiii 1.1.1. Lịch sử phát triển của hệ thống thông tin di động xiii 1.1.2. GSM và lộ trình phát triển đến 3G xvi 1.1.2.1. Kiến trúc Hệ thống GSM xvi 1.1.2.2. Lộ trình phát triển lên 3G xix 1.2. Kiến trúc hệ thống 3G UMTS xx 1.2.1. Kiến trúc hệ thống xx 1.2.2. Băng tần công tác xxiv 1.3. Các kênh trong 3G UMTS xxv 1.3.1. Các kênh vật lý xxv 1.3.1.1. Các kênh đường lên xxv 1.3.1.2. Các kênh đường xuống xxvii 1.3.2. Các kênh truyền tải xxx 1.3.3. Các thủ tục lớp vật lý xxxi 1.4. Giới thiệu một số dịch vụ trong 3G UMTS xxxiv 2.1. Các phương pháp định vị trong 3G UMTS xxxviii 2.1.1. Các tham số sử dụng trong định vị xxxviii 2.1.2. Các phương pháp định vị trong miền GERAN xl 2.1.2.1. Các phương pháp dựa trên vùng phủ xl 2.1.2.2. Phương pháp E-OTD xli 2.1.3. Các phương pháp định vị trong miền UTRAN xlv 2.1.3.1. Phương pháp dựa trên vùng phủ sóng Cell-based xlv 2.1.3.2. Phương pháp OTDoA-IPDL xlvii 2.1.4. Phương pháp hỗ trợ định vị toàn cầu trong UMTS (A-GPS) xlviii 2.1.5. Các phương pháp hỗ trợ tăng độ chính xác l 2.1.5.1. Phương pháp dùng thông tin địa lý l 2.1.5.2. Phương pháp lặp li 2.1.5.3. Phương pháp sử dụng bản đồ mức công suất li 2.1.6. Lựa chọn công nghệ định vị lii 2.1.6.1. Độ chính xác lii 2.1.6.2. Thời gian đáp ứng liii 2.1.6.3. Tính năng và độ tin cậy liii 2.1.6.4. Khả năng tương thích liv 2.1.6.5. Khả năng mở rộng/phát triển liv 2.1.6.6. Tính bảo mật liv 2.1.6.7. Tính mở/khả năng phát triển dịch vụ liv 2.2. Mô hình hệ thống liv 2.2.1. Giới thiệu kiến trúc hệ thống liv 2.2.1.1. Mô hình hệ thống định vị di động trong GSM liv 2.2.1.2. Mô hình hệ thống định vị di động trong 3G UMTS lix 2.2.3. Báo hiệu và các giao diện lxv 2.2.3.2. Yêu cầu định vị tại mạng lõi lxv 2.2.3.3. Báo cáo vị trí lxvi 2.2.3.4. Các giao diện Um và Uu lxvi 2.2.3.5. Các giao diện MAP lxvii 2.2.4. Tổng quan các thủ tục định vị trên mạng lxvii 2.2.4.1. Hoạt động của GMLC lxvii 2.2.4.2. Hoạt động của VMSC và MSC Server lxx 2.2.4.3. Hoạt động của SGSN lxxi Nguyễn Thế Anh – D04VT1 i Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục 2.2.5. Các thành phần khác lxxiii 2.2.5.1. Cơ sở dữ liệu bản đồ tế bào mạng di động (cell-plan database) lxxiii 2.2.5.2. Máy chủ GIS/MAP lxxiii 2.2.5.3. Máy chủ ứng dụng lxxv 2.2.5.4. Phần mềm trên thiết bị client lxxv Kết luận lxxvi 3.1. Ứng dụng cho nhà vận hành mạng lxxix 3.2. Ứng dụng doanh nghiệp lxxxi 3.3. Ứng dụng cho chính phủ lxxxiii 3.3.1. Dịch vụ cứu hộ cứu nạn khẩn cấp lxxxiii 3.3.2. Ứng dụng an ninh công cộng lxxxiv 3.4. Ứng dụng cá nhân lxxxvi 3.4.1. Dịch vụ “tìm bạn” lxxxvi 3.4.2. Dịch vụ chăm sóc trẻ em Kidcare lxxxvii 3.4.3. Dịch vụ tra cứu thông tin theo địa điểm lxxxix 3.4.4. Dịch vụ chỉ dẫn giao thông xc Kết luận xci Nguyễn Thế Anh – D04VT1 ii Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Kiến trúc mạng GSM xvii Hình 1.2 Quá trình tiến hóa lên 3G xix Hình 1.3. Kiến trúc mạng UMTS xxi Hình 1.4. Phân bổ băng tần trong UMTS xxv Hình 1.5. Các kênh vật lý đường lên xxvi Hình 1.6. Các kênh vật lý đường xuống xxviii Hình 1.7. Sơ đồ điều chế QPSK cho đường xuống xxx Hình 1.8. Sắp xếp các kênh truyền tải lên kênh vật lý xxxi Hình 2.1. Góc tới của tín hiệu AoA xxxix Hình 2.2. Phương pháp CGI kết hợp TA xl Hình 2.3. Phương pháp AOA xli Hình 2.4. Phương pháp E-OTD xlii Hình 2.5. E-OTD Hyperbol xliii Hình 2.6. Tính toán sai khác thời gian trong E-OTD xliii Hình 2.7. Các phương pháp trên Cell của UMTS xlvi Hình 2.8. Phương pháp A-GPS xlix Hình 2.9. Sử dụng thông tin địa lý đề năng cao độ chính xác l Hình 2.10. Bản đồ mức công suất dự đoán lii Hình 2.11. Kiến trúc hệ thống LBS trên GSM lv Hình 2.13. Kiến trúc hệ thống định vị di động cho UMTS R5 lx Nguyễn Thế Anh – D04VT1 iii Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục Hình 2.14. Kiến trúc chức năng của các thành phần lxiii hệ thống định vị di động trong UMTS R5 lxiii Hình 2.15. Kiến trúc hệ thống định vị di động cho UMTS R6 lxiv Hình 2.16. Kiến trúc chức năng của các thành phần lxv hệ thống định vị di động trong UMTS R6 lxv Hình 2.17. Chuyển đổi trạng thái trong GMLC lxix Hình 2.18. Chuyển đổi trạng thái trong VMSC/MSC Server lxxi Hình 2.19. Chuyển đổi trạng thái trong SGSN lxxii Hình 2.20. Giao diện phần mềm MapInfo lxxiv Hình 2.21. Một giao diện phần mềm giám sát trên thiết bị di động lxxvi Hình 2.22. Độ chính xác của các phương pháp định vị (Giải pháp mPosition) lxxvi Hình 3.1. Black Hole trong mạng di động lxxx Hình 3.2. Theo dõi quá trình di chuyển của phương tiện vận tải lxxxii Hình 3.3. Mô hình tổng thể hệ thống quản lý và điều hành hệ thống xe cấp cứu lxxxiv Hình 3.4. Dịch vụ tìm bạn lxxxvi Hình 3.5. Dịch vụ Kidcare lxxxviii Hình 3.6. Tra cứu các trạm ATM gần nhất lxxxix Nguyễn Thế Anh – D04VT1 iv Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục DANH MỤC BẢNG BIỀU Bảng 2.1. Phân loại ứng dụng theo độ chính xác liii Bảng 2.2. Các loại trễ trong dịch vụ định vị di động liii Bảng 2.3. Bảng dữ liệu cố định cho BTS lviii Bảng 2.4. Tóm tắt các nhóm và khối chức năng của dịch vụ định vị lxiii Nguyễn Thế Anh – D04VT1 v Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Thuật ngữ viết tắt Thuật ngữ tiếng Anh Thuật ngữ tiếng Việt 3GPP 3rd Generation Partnership Project Dự án hợp tác thế hệ 3 A AC Authentication Center Trung tâm nhận thực A-GPS Assited-GPS Phương pháp hỗ trợ GPS AICH Acquisition Indication Channel Kênh chỉ thị bắt AMPS Advanced Mobile Phone System Hệ thống điện thoại di động tiên tiến AMR Adaptive Multi Rates Kỹ thuật đa tốc độ thích ứng AoA Angle of Arrival Góc tới của tín hiệu AP Access Preamble Tiền tố truy nhập B BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc BSS Base Station Subsystem Phân hệ trạm gốc BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc C Nguyễn Thế Anh – D04VT1 vi Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục CBC Cell Broadcast Centre Trung tâm quảng bá cell CBR Constant Bit Rate Tốc độ bit cố định CCPCH Common Control Packet Channel Kênh vật lý điều khiển chung CD/CA- ICH CPCH Collision Detection/ Channel Asignment Indication Channel Kênh phát hiện va chạm CPCH/chỉ thị ấn định CD-P Collision Detect - Preamble Tiền tố phát hiện xung đột CGI Cell Global Identify Phương pháp sử dụng nhận dạng cell toàn cầu CN Core Network Mạng lõi CPCH Common Physical Channel Kênh vật lý chung CPCH Common Packet Channel Kênh gói chung CPICH Common Pilot Channel Kênh hoa tiêu chung CS Circuit Switching Chuyển mạch kênh CSICH CPCH Status Indication Channel Kênh chỉ thị trạng thái kênh CPCH D DCH Dedicated Channel Kênh dành riêng DPCCH Dedicated Physical Control Channel Kênh điều khiển vật lý dành riêng DPCH Dedicated Physical Channel Kênh vật lý dành riêng DPDCH Dedicated Physical Data Channel Kênh vật lý dữ liệu dành riêng DSCH Downlink Shared Channel Kênh chia sẻ đường xuống E ECGI Enhanced CGI Phương pháp CGI nâng cao EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution Hệ thống tốc độ cao hỗ trợ GSM EFP Enhanced Fingerprinting Bản đồ mức công suất nâng cao EIR Equipment Identity Register Khối đăng ký xác nhận thiết bị E-OTD Enhanced Observed Time Difference Phương pháp OTD nâng cao F FACH Forward Access Channel Kênh truy nhập đường xuống FDD Frequency-division duplexing Ghép kênh phân chia theo tần số FDMA Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số G GERAN GSM EDGE Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến GSM EDGE GGSN Gateway GPRS Support Node Nốt hỗ trợ GPRS cổng GIS Geometric Information System Hệ thống thông tin địa lý Nguyễn Thế Anh – D04VT1 vii Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục GMLC Gateway Location Mobile Center Trung tâm tính toán định vị di động cổng GMLC Gateway Mobile Location Centre Trung tâm định vị di động cổng GMSC Gateway MSC MSC cổng GMSK Gausian Minimum Shift Keying Điều chế dịch pha tối thiểu Gauss GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói chung GPS Global Postioning System Hệ thống định vị toàn cầu GSM Global System for Mobile Hệ thống di động toàn cầu gsmSCF GSM System Control Function Chức năng điều khiển hệ thống GSM GTD Geometric Time Difference Thời gian sai khác địa lý H HGMLC Home GMLC GMLC nhà HLIMS- IWF Home Location IMS – Interworking Function Chức năng kết nối định vị trong IMS nhà HLR Home Location Register Khối đăng kí thuê bao nhà HSCSD High-Speed Circuit-Switched Data Hệ thống chuyển mạch kênh dữ liệu tốc độ cao HSDPA High-Speed Downlink Packet Access Hệ thống truy nhập gói đường xuống tốc độ cao HSPA High-Speed Packet Access Hệ thống truy nhập gói tốc độ cao HSS Home Subscriber Server Máy chủ thuê bao nhà I ICH Indication Channel Kênh chỉ thị IMT Institute of Management Technology Việc công nghệ quản lý IPDL Idle Period Downlink Giai đoạn rỗi đường xuống ISDN Integrated Services Digital Network Mạng tích hợp dịch vụ số L LAI Local Area Identify Số nhận dạng khu vực phục vụ LBS Location Based Services Các dịch vụ dựa trên vị trí LCAF Location Client Authorization Function Chức năng cấp quyền client định vị LCCF Location Client Control Function Chức năng điều khiển client định vị LCF (External) Location Client Function Chức năng định vị client ngoại Nguyễn Thế Anh – D04VT1 viii Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục LCF internal Internal Location Client Function Chức năng định vị client nội LCS Location services Dịch vụ di động LCZTF Location Client Zone Transformation Function Chức năng chuyển vùng client định vị LMU Location Measurement Unit Đơn vị đo lường định vị LSAF Location Subscriber Authorization Function Chức năng cấp quyền thuê bao định vị LSBF Location System Billing Function Chức năng thanh toán hệ thống định vị LSCF Location System Control Function Chức năng điều khiển hệ thống định vị LSOF Location System Operations Function Chức năng vận hành hệ thống định vị LSPF Location Subscriber Privacy function Chức năng riêng tư của thuê bao định vị M MAP Mobile Application Part Giao thức phần ứng dụng di động ME Mobile Equipment Thiết bị di động MS Mobile Station Trạm di động MSC Mobile Switching Centre Trung tâm chuyển mạch di động MSISDN Mobile Station International ISDN Number Số ISDN quốc tế cho trạm di động N NMT Nordic Mobile Telephone Hệ thống điện thoại di động cầm tay NSS Network and Switching Subsystem Phân hệ mạng và chuyển mạch O OSA Open Services Architecture Kiến trúc dịch vụ mở OTD Observed Time Difference Sai khác thời gian quan sát được OTDoA Observed Time Difference of Arrival Phương pháp sai khai thời gian tới quan sát được P P-CCPCH Primary-Common Control Packet Channel Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp PCF Positioning Calculation Function Chức năng tính toán định vị PCH Physical Channel Kênh vật lý Nguyễn Thế Anh – D04VT1 ix Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục PCH Paging Channel Kênh tìm gọi PCPCH Physical Common Packet Channel Kênh vật lý gói chung PDSCH Physical Downlink Shared Channel Kênh vật lý chia sẻ đường xuống PICH Page Indication Channel Kênh chỉ thị tìm gọi PLMN Public Land Mobile Network Mạng di dộng công cộng mặt đất PMD Pseudonym Mediation Device Thiết bị chuyển đổi định danh PPR Privacy Profile Register Khối đăng ký lý lịch bí mật PRACH Physical Random Access Channel Kênh vật lý truy nhập ngẫu nhiên PRCF Positioning Radio Control Function Chức năng điều khiển vô tuyến định vị PRRM Positioning Radio Resource Management Quản lý tài nguyền vô tuyến định vị PS Packet Switching Chuyển mạch gói PSMF Positioning Signal Measurement Function Chức năng đo lường tín hiệu định vị PSTN Public switched telephone network Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng Q QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ R RACH Random Access Channel Kênh truy nhập ngẫu nhiên RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến RLIMS- IWF Remote Location IMS – Interworking Function Chức năng kết nối định vị trong IMS đầu xa RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến RSCP Received Signal Code Power Công suất mã tín hiệu thu RTD Real Time Difference Thời gian sai khác thực tế RTT Round Trip Time Thời gian chu trình tín hiệu S SA Serving Area Vùng phục vụ S-CCPCH Secondary-Common Control Packet Channel Kênh vật lý điều khiển chung thứ cấp SCH Synchronization Channel Kênh đồng bộ SCS Service Capability Server Máy chủ cung ứng dịch vụ SFN System frame number Sai khác thời gian theo số khung hệ thống SGSN Serving GPRS Support Node Nốt hỗ trợ GPRS phục vụ Nguyễn Thế Anh – D04VT1 x [...]... lớn hơn Trong xu thế chung của thế giới, Việt Nam đã định hướng trong tương lai gần sẽ phát triển hệ thống di dộng 3G UMTS Sự phát triển của công nghệ 3G phụ thuộc vào khả năng cung cấp các dịch vụ giá trị gia tăng Đồ án này tập trung nghiên cứu Dịch vụ định vị di động trong 3G UMTS” Nội dung của đồ án bao gồm: Chương 1: Giới thiệu về hệ thống 3G UMTS Chương 2: Hệ thống định vị di động trong 3G UMTS... Giới thiệu một số dịch vụ trong 3G UMTS 3G tiếp tục phát triển các dịch vụ truyền thống của các thế hệ trước như thoại, bản tin ngắn, WAP Các dịch vụ này sẽ phong phú hơn và phát triển lên cao hơn ví dụ các dịch vụ tin nhắn sẽ được thay thế bởi dịch vụ MMS, với MMS bạn có thể gửi thư gồm âm thanh, hình ảnh, video Đồng thời 3G cho phép hỗ trợ các dịch vụ mới nh : Dịch vụ định vị (LCS: Location Services)... án tốt nghiệp Đại học Mục lục LỜI NÓI ĐẦU Dịch vụ định vị điện thoại di động hiện nay đã chiếm một vị trí rất quan trọng trong các loại hình dịch vụ gia tăng Nhà khai thác mạng có thể sử dụng dịch vụ định vị để triển khai rất nhiều các ứng dụng khác nhau như cứu hộ cứu nạn, theo dõi đối tượng, giám sát giao thông, các dịch vụ truy vấn dựa trên vị trí thuê bao khác Đối với hầu hết các thiết bị đi động. .. mạng nhưng định nghĩa giao di n giữa các phần tử mạng logic Các giao di n mở sau đây được định nghĩa: Giao di n Cu: Đây là giao di n giữa thẻ thông minh USIM và ME Giao di n tuân theo một khuôn dạng tiêu chuẩn cho các thẻ thông minh Giao di n Uu: Đây là giao di n vô tuyến của WCDMA Uu là giao di n mà qua đó UE có thể truy nhập các phần tử cố định của hệ thống và vì thế nó là giao di n mở quan trong nhất... UMTS Chương 3: Các ứng dụng của dịch vụ định vị di động trong 3G UMTS Nguyễn Thế Anh – D04VT1 xii Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục Trong suốt thời kỳ làm đồ án, em đã nhận được sự tận tình giúp đỡ, chỉ bảo của các thầy cô giáo và bạn bè Em xin gửi lời cảm ơn chân thành cô Phạm Thị Thúy Hiền, người đã trực tiếp hướng dẫn em trong suốt thời gian làm đồ án Em cũng xin cảm ơn tất cả các thầy cô trong khoa... tiêu biểu nh : USDC (IS-54 và IS136), GSM, PDC và CdmaOne Thế hệ thứ ba (3G) là một sự phát triển lớn của thông tin di động, 3G được thiết kế hướng vào các dịch vụ truyền thông đa phương tiện 3G xây dựng trên nền chuyển mạch gói thay thế cho chuyển mạch kênh truyền thống trong các thế hệ trước Trong quá trình phát triển lên mạng 3G, các nhà vận hành có thể khai thác các dịch vụ số liệu của 3G dựa trên... (bao gồm: thông tin các dịch vụ cho phép, các vùng không được chuyển mạng, thông tin về các dich vụ bổ sung, trạng thái chuyển hướng cuộc gọi, số lần chuyển hướng cuộc gọi ) Trung tâm chuyển mạch dịch vụ di động và bộ ghi định vị tạm trú MSC/VLR MSC thực hiện chuyển mạch kênh VLR lưu trữ các thông tin về người sử dụng trong hệ thống đang phục vụ MSC sử dụng các giao tiếp chuyển mạch kênh (CS: Circuit...Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục SIP-URI SIP Uniform Resource Identifier SLMC Serving Location Mobile Center SMLC Serving Mobile Location Centre Số nhận dạng tài nguyên thống nhất cho SIP Trung tâm tính toán định vị di động phục vụ Trung tâm định vị di động phục vụ T TA TCH TDMA UMTS USIM UTRAN VBR VGMLC VLR VMSC VPLMN WCDMA Timing Advanced Traffic Channel Time Division Multiple Access... thi trường đều không hỗ trợ GPS do giá thành cao Việc phát triển công nghệ định vị di động sẽ mở ra cơ hội cho rất nhiều thuê bao di động có thể sử dụng các tiện ích mà trước đây cần phải có các thiết bị GPS Công nghệ di động tại Việt Nam đang và sẽ phát triển với tốc độ rất lớn Lượng thuê bao dự doán sẽ bão hòa trong 2 năm tới Các doanh nghiệp viễn thông đang cố gắng phát triển các dịch vụ giá tăng... thuật số các UE có thể định vị được chính xác vị trí của mình; Các dịch vụ đa phương tiện: Nguyễn Thế Anh – D04VT1 xxxiv Đồ án tốt nghiệp Đại học Mục lục Thiết bị di động sẽ được tích hợp các tính năng nh : Video, Quay phim, hỗ trợ DVD Các thiết bị không chỉ là điện thoại thông thường mà có thể là máy tính, máy tính bỏ túi Ngoài ra UE còn có thể là môi trường thực thi di động (MExE: Mobile Execution . vị di động trong 3G UMTS lix 2.2 .3. Báo hiệu và các giao diện lxv 2.2 .3. 2. Yêu cầu định vị tại mạng lõi lxv 2.2 .3. 3. Báo cáo vị trí lxvi 2.2 .3. 4. Các giao diện Um và Uu lxvi 2.2 .3. 5. Các giao diện. cho chính phủ lxxxiii 3. 3.1. Dịch vụ cứu hộ cứu nạn khẩn cấp lxxxiii 3. 3.2. Ứng dụng an ninh công cộng lxxxiv 3. 4. Ứng dụng cá nhân lxxxvi 3. 4.1. Dịch vụ “tìm bạn” lxxxvi 3. 4.2. Dịch vụ chăm sóc. trúc hệ thống 3G UMTS xx 1.2.1. Kiến trúc hệ thống xx 1.2.2. Băng tần công tác xxiv 1 .3. Các kênh trong 3G UMTS xxv 1 .3. 1. Các kênh vật lý xxv 1 .3. 1.1. Các kênh đường lên xxv 1 .3. 1.2. Các kênh