BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG VIỆT NAM
HOC VIEN CONG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THONG
(P7ZT
ss
LUAN VAN THAC SY KY THUAT
CONG NGHE DINH VI VA GIAI PHAP
TRIEN KHAI TRONG MANG 3.5G/HSDPA NGANH: KY THUAT DIEN TU
MA SO: 60.52.70
TEN HOC VIEN: BUI VAN KY
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HOC: TS NGUYEN GIA THAI
Trang 2Lời Cám Ơn
Trước tiên, tôi xin chân thảnh cảm ơn TS Nguyễn Gia Thái, người đã tận tình hướng dẫn chỉ bảo, góp ý và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp này
Tôi xin bảy tỏ lòng biết ơn đối với sự giúp đỡ của các thầy giáo, cô giáo khoa Quốc tế và
Đào tạo sau đại học Đặc biệt, tôi cũng xin bảy tơ lịng biết ơn sâu sắc các thây giáo, cô giáo tham
gia giảng dạy lớp Cao học Kỹ thuật Điện tử khóa 9, những người đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt
kiến thức tạo tiền đề cho tôi hoàn thành luận văn này
Chân thành câm ơn Lãnh đạo Trường Trung học BCVT & CNTT I va đồng nghiệp luôn
tạo điêu kiện thuận lợi, hồ trợ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn
Những lời câm ơn sau cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã quan tâm và
Tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và hoàn thành được luận văn tốt nghiệp này
Hà Nội, tháng 03 năm 2010
Trang 3A-FLT A-GPS AoA BCCH BSSAP BSSAP-LE BSSGP BTS CPICH EDGE E-OTD ETSI FDD GERAN GGSN GIS GMLC GPRS GPS GSM GTD GTP HSDPA HLR IMSI LA LAI LBS LCAF LCCF LCCTF ECE LCs LMU LSAF LSBF LSCF LSOF LSTF Danh mục từ viết tắt
Advanced Forward Link Trilateration Assisted GPS
Angle of Arrival
Broadcast Control Channel
Base Station Subsystem Application Part
Base Station Subsystem Application Part LCS Extension Base Station SubSystem GPRS Protocol
Base Transceiver Station
Common Pilot Channel
Enhanced Data Rates for GSM Evolution Enhanced Observed Time Difference
European Telecommunication Standards Institute
Frequency Division Duplexing
GSM/EDGE Radio Access Network
Gateway GPRS Support Node Geographic Information System
Gateway Mobile Location Center
General Packet Radio Service
Global Positioning System
Global System for Mobile Communications
Geometric Time Difference
GPRS Tunneling Protocol
High Speed Downlink Packet Access
Home Location Register
International Mobile Subscriber Identity
Location Arca
Location Area Identifier
Location Based Services
Location Client Authorization Function
Location Clicnt Control Function
Location Client Coordinate Transformation Function
Location Service
Location Measurement Unit
Location Subsriber Authorization Function
Location System Billing Function
Location System Control Function
Location Systems Operation Function
Location Subsriber Translation Function
Phuong phap dinh vi AFLT
Phuong phap dinh vi AGPS
Phuong phap dinh vi AoA
Kênh điều khiến quảng bá
Lớp ứng dựng phân hệ trạm gốc
Lớp ứng dụng phân hệ trạm gốc mở rộng LCS Giao thức GPRS phân hệ trạm gốc
Tram thu phat dc Kênh hoa tiêu chung
Tốc độ đữ liêu tăng cường để phát triển GSM:
Phương pháp định vị E-OTD
Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu
Song công phân chia theo tân số
Mạng truy nhập vô tuyến GSM/EDGE
Nút hỗ trợ GPRS cổng Hệ thống thông tn địa lý
Trung lâm vị trí di động công Dịch vụ vô tuyến gói chung Hệ thống dịnh vị toàn cầu
Hệ thống thơng tỉn đi động tồn cầu
Chênh lệch thời gian hình học
Giao thức tạo đường hầằm GPRS
Truy cập gói đường xuống tốc độ cao
Thanh ghi dịnh vị thường trú
Nhận dạng thuê bao di động quốc tế
Vùng vị trí
Nhận dạng vùng vị trí
Các dịch vụ dựa trên vị trí
Chức năng nhận thực Client vị trí
Chức năng diều khiển Client vị trí
Chức năng chuyển đôi tọa độ Cliem vị trí
Chite nang Client vi tri Dich vụ vị trí
Don vi do đạc vị trí
Chức năng nhận thực thuê bao vị trí
Chức năng tính cước hệ thống vị trí
Chức năng điều khiển hệ thống vị trí
Chức năng vận hành hệ thống vị trí
Trang 4MLC MLP MSC MSISDN MSRN OGC OMA OTD OTDOA- IPDL P-CCPCH PCF PPR PRCT PRRM PSMF RA RANAP REID UTM UTRAN VLR WAP WCDMA WGS
Mobile Location Center Mobile Location Protocol
Mobile Switching Center
Mobile Subscriber ISDN Number
Mobile Station Roaming Number
Open Geospatial Consortium
Open Mobile Alliance
Observed Time Difference
Observed Time Difference of Arrival with Idle Period Downlink
Primary Common Control Physical Channel
Positioning Calculation Function
Privacy Profile Register
Positioning Radio Coordination Function
Positioning Radio Resource Management
Positioning Signal Measurement Function Routing Arca
Radio Access Network Application Part
Radio Frequency Identification Radio Interface Timing
Radio Network Controller
Received Signal Strength
Real Time Difference
Standalone SMLC
System Frame Number
Serving GPRS Support Node
Subsriber Identity Module
Serving Mobile Location Center
Short Message Service
Secure User Plane
Lime Division Duplex
Time Difference of Arrival
Time of Arrival
User Equipment
Universal Mobile Telecommunication System
UTRAN Registration Area
Universal Trausverse Mercator
UMTS Terrestrial Radio Access Network
Visitor Location Register
Wireless Application Protocol
Wideband CDMA
World Geodetic System
Trung tâm vị trí di động
Giao thức vị trí đi động
Trung tâm chuyển mạch đi động,
Số ISDN thuê bao di động Số roaming trạm đi động,
Hiệp hội không gian-địa lý mở
Liên minh đi động mở
Chênh lệch thời gian quan sát được
Phương pháp định vị OTDOA-IPDL
Kênh vật lý điều khiển chung sơ cấp
Chức năng tính loắn định vị
Thanh ghi đỡ liệu tính riêng tư
Chức năng phối hợp vô tuyến định vị
Quản lý tài nguyên vô tuyến định vị
Chức năng do đạc tín hiệu định vị
Vùng định tuyến
Lớp ứng dụng mạng truy nhập vô tuyên Nhận dạng tần số vô tuyến
Định thời giao điện vô tuyến
Bộ điều khiển mạng vô tuyến
Cường độ tín hiệu nhận dược
Chênh lệch thời gian thực
SMLC độc lập
Số khung hệ thống
Nút hỗ trợ GPRS phục vụ
Mô đun nhận dạng thuê bạo
Trung tâm vị trí di dộng phục vụ
Dịch vụ nhắn tin
Mặt phăng người dùng có bảo dám Song công phân chia theo thời gian
Phương pháp định vị TDOA
Thời gian đến của tín hiệu Thiết bị người dùng,
Hệ thống viễn thông đi động toàn cầu
Vùng ding ky UTRAN
Hé tga dG UTM
Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS
Thanh ghi vi trí tạm trú
Giao thức ứng dụng không dây
CDMA băng rộng
Trang 5Chương 1 Tống quan về dịch vụ dựa trén vj tri LBS
1 1 Giới thiệu chung
1.1.1 Khái niệm các dịch vụ dựa trên vị trí (LBS)
3GPP phân biệt mộ rõ ràng giữa LBS và địch vụ vị trí (LCS) Dịch vụ vị trí khơng
hàm ý q trình xử lý dữ liệu vị trí theo nghĩa lọc hay lựa chọn thông tỉn phụ thuộc vi tri hay thực
hiện các tác động mức cao khác như LBS làm; nó chỉ chịu trách nhiệm tạo và phân phối dữ liệu vị
trí Tuy nhiên, với chức năng này các dịch vụ vị trí về cơ bản góp phần vào việc hoạt động của
LBS va co thế xem nhự một địch vụ con quan trọng của các dịch vụ I.BS Không co LCS, một
người dùng LBS sẽ phải nhập dữ liệu vị trí một cách thủ cơng, việc này có thé rất nặng nề, đặc
biệt khi thực hiện sử dụng thiết bị di động với giới hạn về giao diện người dùng trong khi di
chuyển Vì vậy địch vụ LBS và LCS hầu như xuất hiện song song
1.1.2 Các tác nhân trong dịch vụ dựa trên vị trí
Val tro ph van anh
Hình 1-1 Cac tac nhan LBS
Trong hình 1.1 vai trị của các tác nhân được tổ chức thành các vài trỏ liên quan hoặc không
liên quan tới vận hành Các tác nhân vận hành được biêu diễn bởi các vai trỏ như cung cấp dịch vụ
LBS, người dùng, mục tiêu, nhà khai thác mạng, vai trò khởi xướng dịnh vị, cung cấp vị trí, cung cấp nội dung Cac tác nhân hoạt động trong các vai trò này được phối hợp trong qua tinh thực thì LBS và yêu câu hoặc cung cấp các dịch vụ con của LBS Mỗi vai trỏ trong số đó duy trì một cơ sở hạ tầng kỹ thật từ các thiết bị di động riêng lẻ tới các hệ thống máy chủ và các mạng di động phức tap Sự tương tác giữa các vai trò này trong quá trình hoạt động dịch vụ xảy ra qua các điểm tham
chiêu bao gồm các giao thức và các dịch vụ kết nói được cung cấp bởi mạng
Các tác nhân không liên quan tới vận hành không bị ràng buộc vào vận hành kỹ thuật của LBS mả chúng có một tác động gián tiếp theo cách đưa ra các khuyến nghị các cho hoạt động của LBS hoc chi phối thông qua việc dịnh nghĩa vả thông qua các chuân kỹ thuật
1.1.3 Chuẩn hoá
Các tiến hành kỹ thuật của LBS được xác định chủ yếu bởi các tơ chức chuẩn hố như:
© 3GPP và 3GPP2 3GPP là sự cộng tác mang tính quốc tế của của một số khung chuân
Trang 6HSDPA Đối với LBS, công việc của 3GPP là mối quan tâm chính cho các công nghệ định
vị trong mạng di động và các dịch vụ vị trí liên quan 3GPP2 cũng là tô chức cộng tác
tương tự 3GPP nhưng bao gồm các khung chuẩn của Bắc Mỹ và một số nước châu á và hướng tới đặc tả các mạng và các công nghệ liên quan tới cdma2000
e© OMA và Parlay Open Mobile Alliance (OMA) va Parlay group là các tô chức cộng tác của các nhà khai thác di động, sản xuất thiết bị, các công ty phần mềm, các nhà cung cấp nội đung Mục tiêu của họ ít hướng tới việc phát triên các giải pháp mạng, nhưng hướng
tới việc phân phối các đặc tả cho các khung địch vụ và mức ứng dụng
se OGC Open Geospatial Consortinm hướng tới đặc ta các chuẩn mở cho geospatial và các ứng dụng dựa trên vị trí Tổ chức này đang tập trung chuân hố các ngơn ngữ đặc tả vị trí,
chuyên đổi giữa các định dạng biểu diễn vị trí khác nhau, hỗ trợ các cơ sở dữ liệu không
gian và GIS, và các giải pháp middleware để hỗ trợ việc phát triển nhanh các ứng dụng
LBS
1.2 Các phương pháp định vị cơ bản
1.2.1 Phương pháp nhận biết vùng lân cận
Vị trí của mục tiêu được dẫn xuất từ các tọa độ của trạm gốc nhận tín hiệu họa tiêu từ dau
cuối tại đường lên cũng như các tín hiệu hoa tiêu nhận được bởi đầu cuối tại đường xuống Trong
hình 1.2 (a) mơ tả một cấu hình với anten đẳng hướng và 1.2 (b) mô tả phương pháp nhận biết
vùng lân cận với anten sector Trạm gốc với vị trí được biết gửi và nhận tín hiệu hoa tiêu sau đó thực hiện đánh giá vị trí của mục tiêu
Ving che phũ Vựng che ph ty)
đTrm gc
= â Đầu cuối
(@) Call đắng hướng ()Call sector hố —-Tín hiệu hoa tiêu
Hình 1-2 Phương pháp nhận biết vùng lân cận 1.2.2 Phương pháp đo khoảng cách
Phép do khoảng cách tròn
Với phép đo khoảng cách tròn, giả định bạn đầu rằng các khoảng cách rị giữa mục tiêu và
n đã biết Phương pháp được trình bày trong hình 1.3 Việc biết khoảng
một trạm gồc giới hạn vị trí của mục tiêu tới một vòng tròn bao quanh
trạm gốc, với khoảng cách bằng bán kinh của vòng tròn Nếu khoảng cách tới một trạm gốc khác
được đưa vảo tính tốn, thì vị trí của mục tiêu có thể giám xuống cỏn hai điểm giao của hai vòng
tròn Khoảng cách tới trạm gốc thứ sẽ đưa ra vi trí tương đối chính xác nhất của mục tiêu
(xv) ` >eo.v¿ ®) @ Trạm gắc © Đầu cuối
~—Tin hiệu hoa tiêu
©
Trang 7Phương pháp đo khoảng cách Hyperbol
Giả sử rằng ban đầu chênh lệch khoảng cách giữa mục tiêu và hai trạm gốc được tính tốn
như trong hình 1.4 Khoảng cách tới trạm gốc đầu tiên được cho bởi rị, và khoảng cách tới trạm thứ hai là r; Chênh lệch r;-r¡ lũc này giới hạn vị trí của mục tiêu tới một đường hypebol như trong
hình 1.4(a) Nếu chênh lệch khoáng cách được xác định cho một cặp trạm gốc khác, ví dụ trạm hai
và ba, một đường hypecbol nữa được tạo và giao của cả hai đường này chỉ ra vị trí của mục tiêu
Hyperbola (74,72)
Hyperbota (F472)
On)
@ Base station
© Terminal Hyperbola (ra)
(a) to)
Hinh 1-4 Phuong phap do khoang cach hypecbol
1.2.3 Phuong phap do goc
Nguyên ly co bản đăng sau phương pháp đo góc được chỉ ra trong hình 1.5 Góc của một tín hiệu hoa tiêu được đo tại trạm gơc và vì vậy giới hạn phạm vi của mục tiêu theo một được giao
với cả vị trí trạm gốc và mục tiêu Nếu góc tới trạm gốc thứ hai được tính tốn, một đường khác
được xác định và giao của cả hai đường này chỉ ra vị trí của mục tiêu
@ Base station Q Terminal (% Ye) OY
Hinh 1-5 Phuong phap đo góc
Tóm lại tất cả các kỹ thuật đo đạc tận dụng tốc độ sóng điện từ và yêu cầu đồng bệ thời
Trang 8Chương 2 Mạng di động 3.5G/HSDPA 2.1 Tổng quan mạng 3.5G/HSDPA
2.1.1 Giới thiệu
HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), gói đường truyền tốc độ cao, là một sản phâm
của công nghệ 3G cho phép các mạng hoạt động trên hệ thống UMIS có khả năng truyền tải dữ
liệu với tốc độ cao hơn hẳn
2.1.2 Đặc điểm công nghệ HSDPA
HSDPA có tốc độ truyền tải dữ liệu lên tối đa gấp 5 lần so với khi sử dụng công nghệ W-
CDMA Về mặt lý thuyết, HSDPA có thể đạt tốc độ truyền tái dữ liệu lên tới 8-10 Mbps
(Megabit/giây) Mặc dù có thể truyền tai bat cứ dạng dữ liệu nào, song mục tiêu chủ yếu của
HSDPA 1a dit ligu dang video va nhac
HSDPA duoc phat trién dựa trên công nghệ W-CDMA, sử dụng các phương pháp chuyển
đổi và mã hóa dữ liệu khác
HSDPA hoạt động ở hai chế độ - FDD và TDD Sự khác biệt giữa hai chế d6 FDD va TDD
được minh họa trong hình 2-1
~| sk-
Đường lên Đường xuống
Tan sé
1920 T960 TƠ8Ạ 2H10 2150 2170
-háo về *Ì
(a)
Niiaiais | Tam
[Đường lên ——+|‡——ường xuống
(®)
Hình 2-1 Hai chế độ hoạt động của HSDPA
Các đặc tính của HSDPA được mô tả trong bảng dưới đây
Bang 1-1 Dac tinh mang HSDPA
Phân bố phô tân số Ché d6 FDD: 1850 — 1910 MHz cho dué cho đường xuống
Chế độ TDD: 1900-1920 MHz và 2010-2025MHz Mỗi băng
được sử dụng cho cả đường lên và đường xuống
Khoảng cách kênh SMHz
Tan sé trung Lâm Bội số của 200kHz
Khoảng phân biệt giữa băng tần 134.8-245.2MHz
đường lên và đường xuống
n, 2110 — 2170
09
Tốc độ chip 3.84Meps
Độ nhạy thu -121 dBm cho tram gốc;-l 17 dBm cho UE (BER 10°)
Bước điều khiển công suất 1, 2, 3 đB cho UD và 0.5 hoặc 1 đB cho trạm gốc
Tốc độ đữ liệu 144 kbps cho môi trường nội thị, 384 kbps cho môi trường
ngoại ô và nông thôn, 2Mbps cho môi trường trong nhà hoặc
Trang 92.1.3 Kiến trúc mạng -
Trong đặc tả hệ thông HSDPA của ETSI, các giao diện và giao thức được mô tả tại một sô
điêm tham chiêu Kiên trúc mạng chung với các điệm tham chiêu này được minh họa trong hình 2-
2 6 (@) UTRANRNS | [Min cS
Hinh 2-2 Kién tric Tnạng với các điểm giao diện tham chiếu
22 Quan ly vi tri trong mang 3.5G/HSDPA
Trong tat ca các mạng di động tô ong, việc hỗ trợ tính đi động là yêu cầu cơ bản Quản lý di
động bao gôm tất cá các hoạt động cần thiết để phục vụ người dùng các dịch vụ trong khi họ di chuyền Trong phạm vi các mạng di động, có hai loại dặc tính di dộng mà một mạng có thé hé tro,
đó là: Đặc tính di động đầu cuối và đặc tính did cá nhân
` Răng buộc động ˆ
Tính di động đầu cuối
vì
8.2 Rang buộc đơng
Tính di động cá nhân @ Hình 2-3 Cac loa ac tinh di dong 2.2.2 Các phương pháp quản ly
Có hai phương pháp cơ bản để mạng có thê theo vết một thuê bao di động
© Trong phương pháp thứ nhất, dầu cuỗi báo cáo vị trí hiện tại cúa nỏ tới mạng Chức
nang nay goi là cập nhật vị trí Chiến lược cập nhật vị trí đơn giản nhất là đầu cuối thực hiện cập nhật vị trí bất cứ khi nào thuê bao vào một cell mới Vị trí cell hiện tại của
thuê bao được lưu vảo cơ sở đữ liệu
® _ Trong phương pháp thứ hai, đầu cuối không báo cáo vị trí hiện tại của nó tới mạng mà mang sé tìm đầu cuối trong tất cả các cell, được g ¡ là phương pháp tìm gọi Nếu đầu cuối nhận thấy rằng nó đang được tìm gọi, nó sẽ trả về một phản hơi tìm gọi tới mang
Một mục tiêu quan trong cua quan ly vi tri là tôi thiểu hóa lưu lượng báo hiệu phát sinh bới các
thủ tục cập nhật vị trí và tìm gọi Với cập nhật vị trí, nếu kích thước cell cảng nhỏ, tần suất cập nhật vị trí sẽ càng cao Đặc biệt, trong các khu vực nội thì với bán kính cell khoảng 100m hoặc
nhỏ hơn và việc chồng lan cell rat lớn, báo hiệu cần thiết cho cập nhật vị trí vì vậy sẽ chiếm một tải nguyên rất lớn tại giao diện vô tuyển và mạng Thêm vào đó, thủ tục cập nhật vị trí kết hợp với một số tổn hao công suất sẽ làm giảm tuổi thọ pin của đầu cuối Tương tự, thủ tục tìm gọi cũng
Trang 10ảnh hường rất lớn tới giao diện vô tuyến, một đầu cuối có thể được tìm gọi trong tất cá các cell, trong khi đó với số lượng rât lớn các cell trong mạng, điều này la không thực tế
Để giải quyết vấn dé này, một cách tiếp cận kết hợp của cập nhật vị trí và tìm gọi được sử
dụng dựa trên khái niệm vùng vị trí Như minh họa trong hình 2.4, một số cell được nhóm lại tạo thành một vùng vị trí, là đơn vị nhỏ nhật cho mạng duy trì vị trí hiện tại của thuê bao
Vùng vị trí B
Ving vi tri A Vung vi tri C
TIình 2-4 Vùng vị trí
Lhay vì báo cáo vị trí cell hiện tại, lúc này dau cuối thực hiện cập nhật vị trí chỉ khi thuê
bao vào một vùng vị trí khác Trong trường hợp lưu lượng đến dầu cudi, mang chi tìm dâu cuối trong vùng vị trí mà thuê bao đã đăng ký Vì vậy câu trúc vùng vị trí là sự kết hợp hoàn chỉnh giữa
hai cách tiếp cận trên Hình dạng cũng như số cell được nhóm của một vùng vị trí được tối ưu dựa trên số mảo đầu báo hiệu cúa thủ tục tìm gọi và cập nhật vị trí tương quan với kích thước ving vi
trí
2.3 Các phương pháp xác định vị trí (trong mạng 3.5G/HSDPA
Các phương pháp dựa trên cell Phương pháp nhận biết vùng lân cận được gọi là các
phương pháp dựa trên cell Theo một cách đơn giản nhất, vị trí của mục tiêu tương ứng với to đồ của một trạm gốc gần đó, một node B nêu được yêu câu, đữ liệu định vị có thé được tỉnh chính bằng cách thực hiện tính toán khoảng cách giữa đầu cudi và trạm gốc, có thể được lây từ tham số
RTT
Chênh lệch thời gian quan sát được của tín hiệu đến với chu kỳ rỗi đường xuống
(OTDoA- IPDL) phương pháp này dựa trên LTRAN, và là phương pháp đo khoảng cách đựa trên đầu cuối tuy nhiên như mô tả trên, các đo đạc thời gian tại đầu cuối gặp vấn đẻ hiệu ứng gần xa
đối với trạm gốc, và vì vậy cần các truyền dẫn đường xuống ngắt quãng có chu kỳ trong quá trình đo đạc
AGPS Phương pháp định vị theo nguyên lý GPS Các đầu cuối phải được trang bị một bộ thu GPS và được cung cấp các đữ liệu hỗ trợ từ mạng, cho phép giảm thời gian bắt và tăng độ chính xác của vị trí được xác định
Ngồi ra một số nghiên cứu cũng đưa ra thêm một số phương pháp định vị khác như dựa trên tính tương quan của các tín hiệu hoa tiêu [21] để đánh giá khoảng cách, hoặc cải tiến phương
Trang 11Chương 3, Giải pháp triển khai trong mạng 3.5G/HSDPA 3.1 Mô hình hoạt động của LBS
3.1.1 Chuỗi hoạt động của LBS
Hình 3.1 là mơ hình chung của một chu trình hoạt động của LBS
Cung cấp
nội dung
Thông tin
Khởi xướng _ Củng cấy `3 Ý Cung cấp Người dùn
Mutu qmg ga Lessa
Š 0 9 elie 8 oh
Vitti Dérligu BB Dir lidu
được xác định wtrí ứng dụng
Dữ liệu Dứ liệu
vi tí ứng dung
Hình 3-1 Chu trình hoạt động của LBS
© Mục tiêu Mục tiêu là một đối tượng hoặc một cá nhân di động được định vị, theo vết và
được trang bị đầu cuối di động
e = Thanh phần định vị thành phần định vị là tác nhân thực hiện tính tốn vị trí Với các phương pháp dịnh vị dựa trên dau cuối, vai trò này dược kết hợp với mục tiêu dịnh vị, và
với phương pháp định vị dựa trên mạng, vai trò cúa tác nhân này chú yếu bởi một nhà khai thắc
¢ Thanh phan cung cap vi tri Day là một vai trò chuyển tiếp được sắp xếp giữa thành phân định vị và nhà cung cấp dịch vụ LBS Nó điều khiến quá trình định vị theo yêu cầu của nhà
cung cấp địch vụ, tập hợp các vị trí được xác định của một hoặc một vài mục tiêu từ nhiều thành phần định vị khác nhau, chỉnh chúng sang dữ liệu vi trí phực tạp và trả về kết quả tới
nhà cung cấp địch vụ dịch vụ này được hiểu là địch vụ vi trí (LCS)
« Nhà cung cấp dịch vụ LBS có vai trò trung tâm cung cấp logic dịch vụ cho việc thực hiện một dịch vụ LBS, và duy trì sự đăng ký đối với các người dùng LBS Nó tập hợp dữ
liệu vị trì từ nhiều mục tiêu, thực hiện phân tích đữ liệu không gian, kết hợp chúng với nội
dung địa lý, và chuyên dữ liệu ứng dụng tới người dùng LBS
¢ _ Nhà cung cấp nội dung Nhà cung cấp nội dung hỗ trợ nhà cung cấp dịch vụ các nội đung
địa lý như bản đề, dữ liệu định tuyến, hay các điểm ưa thích
© - Người dùng LBS là tác nhân nhận dịch vụ LBS Nó thường yêu cầu thông qua thiết bị di
động
3.1.2 Dịch vu vi tri (LCS) trong mang HSDPA
Cac thanh phan đữ liệu vị trí được mô tả trong bảng 3-1
Bang 3-1 Các thành phần dữ liệu vị trí
Nguồn: 3GPP.org
Thanh phan Mô tả
Vị trí Biéu dién vi tri cia mục tiêu
Loai vi tri Chi ra vị trí là vị trí hiện tai, ban dau hay vi tri được biết gan day
nhat
Dinh dạng hiển Chỉ ra hệ tham chiếu không gian mà vị trí được biểu diễn
Trang 12
Sô định danh Sô định danh cúa mục tiêu và loại định danh, ví dụ
MSISDN, IMSL
Hướng Ký hiệu hướng di chuyển của mục tiêu Tốc độ Ký hiệu tốc độ di chuyển của mục tiêu
địa chỉ
Để xây dựng dữ liệu vị trí và cung cấp LCS, thành phân cung cấp vị trí thực hiện các nhiệm vụ
sau:
e Lựa chọn và điều khiển phương pháp định vị trong trường hợp tôn tại nhiều phương pháp định vị song song để định vị mục tiêu, LCS phải lựa chọn phương pháp định vị phù
hợp và điều khiển quá trình định vị Lựa chọn này có thể được tính tốn qua các tham sô chất lượng như độ chính xác Tuy nhiên, cũng cần xét đến khả năng của đầu cuối của mục tiêu và cơ sở hạ tầng mạng định vị
¢ Chuyén déi hệ tham chiếu vị trí của mục tiêu có thể được chuyên sang định dang của hệ tham chiếu khác phụ thuộc yêu cầu của thành phần cung cấp dịch vụ Ví đụ hầu hết các phương pháp định vị tạo toạ độ không gian ở WGS-84, và vài ứng dụng yêu câu các toạ độ
UTM
« Gin địa chỉ LCS phải gắn định danh của mục tiêu với dữ liệu vị trí Thường định danh là
địa chỉ MSISDN, IMSI, IMEI hoặc một địa chỉ nặc danh
e - Chí thị chất lượng LCS phái đánh giá chất lượng cúa vị trí tính tốn
e Phổ biến LCS chịu trách nhiệm gửi dữ liệu vị trí tới các tác nhân khác Nó phải cung cấp các giao diện cho việc truy vấn và báo cáo
e _ Bảo vệ tính riêng tư Việc gắn địa chỉ và phổ biến phải thực hiện theo chính sách của mục
tiêu
se Tính cước
3.1.2.1 Niễn trúc mạng LCS
Kiến trúc mạng LCS được tiếp cận theo cách phù hợp với lộ trình phát triển từ 2G lên 3G, cung cấp các thành phần cơ sở hạ tâng, các giao thức và các cơ chế quản lý chung ITình 3.2 mô tả kiến trúc LCS UTRAN | 36 Z J MSC unl] —
W {ha \amcV| |sasn
x
‘Access network Core network
Hinh 3-2 Kién tric LCS theo 3GPP
Z
3.1.2.2 Che thre thé chitc ning LCS
Kiến trúc chắc năng LCS được trình bảy trong hình 3.3 Bao gồm mot LCS Client, là thành phan yêu cầu dữ liệu vị trí, một LCS Server, là thành phần phân phối vị trí LCS Client thực hiện
thành phần điều kiến client, thành phần này lại chứa một số chức năng LCF LCF yêu cầu vả nhận
đữ liệu vị trí của một hoặc một số mục tiêu với QoS được quy định Sự phức tạp thực sự của kiến
trúc chức năng nằm ở LCS Server LCS Server được chia thành bốn thành phần, bao gồm:
Thành phần điều khiển client Thành phân điều khiển client chứa một số các thực thể
chức năng dễ quản lý và phối hợp yêu cầu vị trí từ các client Chức năng diéu khién client (LCCF)
Trang 13Chức năng nhận thực client (LCAF) LCAF thực hiện một số kiểm tra ví dụ nơi LCS Client được
dang à nhận thực, loại yêu cầu dữ liệu được phép Ngoài ra LCCF cũng chịu trách nhiệm gửi
yêu cầu tới MSC hoặc SGSN của thuê bao hiện tại đang được phục vụ Sau khi nhận được vị trí được xác định, LCCF kiểm tra QoS được yêu cầu, và có thế yêu cầu Chức năng chuyên đôi toạ độ
client (LCCTE) đề chuyến các toa độ sang hệ tham chiếu không gian khác được yêu cầu bới client
LOS Client
Hình 3-3 Kiến trúc thực thể chức nang LCS
3.1.2.3 Các thủ tục định vị
Các thủ tục định vị được chia làm ba bước chung:
¢ Thi tuc chuẩn bị định vị Thủ tục nà chịu trách nhiệm kiểm tra yêu cầu Yị trí so với các
chính sách về tính riêng tư của mục tiêu, dự phòng tài nguyên mạng, giao tiếp với đầu cuối mục (iêu, và xác định phương pháp định vị được sử dụng theo các điều kiện về khá năng
mạng, đầu cuối và QoS
e _ Thú thục thiết lập đo đạc thủ tục này hướng tới việc thực hiệ liệu đo đạc giữa các thành phần như SMLC, LMU và đầu cuối
e Thú tục tính tốn vị trí và giải phóng tài nguyên Sau khi đo đạc thánh công, thủ tục nay chịu trách nhiệm tính tốn vị trí dầu cuối, và giải phóng tất cả tài nguyên mạng hoặc dầu
cuối được sử dụng
các đo đạc, bao gồm trao đổi dit
3.2 Giải pháp triển khai LCS
3.2.1 Giải pháp LCS của Septier
Giải pháp LCS của Septier hồn tồn tương thích với các chuẩn 3GPP LCS Ngoài ra giải pháp của Septier cung cấp phương pháp định vị thụ động đặc biệt sử dụng phương pháp giám sát báo hiệu SS7/IP, phương pháp này cung cấp các đữ liệu báo hiệu liên quan tới vị trí thuê bao có
thể xác dịnh vị trí thuê bao hoặc cung cấp dữ liệu dé cac phương pháp dịnh vị khác sử dụng như
CellID, OTDOA, AGPS
3.2.1.1 SMLC, GMLC, SAS va SUPL
Đối với mạng HSDPA, Septier cung cấp nền tảng phần cứng MLC (Mobile Location Center) linh hoạt có thé hỗ trợ các chức năng của SMLC, GMLC, SMLC độc lập (SAS) hoặc
SUPL GMLC là bộ xử lý trung tâm của hệ thống LCS Sử dụng các đo đạc từ mục tiêu phục vụ
cho A-GPS hoặc OTDOA, hoặc các dữ liệu mạng như cell/sector, TA cho CellID, SMLC tinh
toán vị trí của mục tiêu SMLC gửi các tính tốn tọa độ vị trí của mục tiêu tới GMLC để phân phối
tới các ứng dụng Để quản lý các dữ liệu thu thập được từ mạng, Septier bỗ sung thành phần SLR,
là cơ sở đữ liệu quản lý đữ liệu vé cell, TA, cường độ tín hiệu đối với mỗi th bao, ngồi ra nó
còn quản lý các tọa độ, quản trị hệ thông và cung cấp các giao diện mở rộng cho nhà khai thác và
Trang 14Septior Passive SMLC ‘Technology: §apierGMLC Passive RTL! CellD-TA Septier Active SMLC Technology: Passive RTL CelllD-TA 'OTDOA ‘Architecture: Control Plane
Hình 3-4 Tổng quan về kiến trúc LCS của Septier
3.2.1.2 Giải pháp LCS cho mạng
SAS -SMLC độc lập hỗ trợ tính năng AGPS
GMLC - chứa các chức năng hỗ trợ LCS Trong một mạng PLMN, có thể có nhiều hơn
một GMLC GMLC là điểm đầu tiên mà một LCS Client truy nhập vảo mạng GMLC có
thể u cầu thơng tin dịnh tuyến từ HLR hoặc HSS thông qua giao diện Lh Sau khi thực
hiện quá trình đăng ký nhận thực, nó gửi yêu câu vị trí tới VMSC, SGSN hoặc MSC và
nhận kết quả đánh giá vị trí cuỗi cùng từ thực thể tương ứng thông qua giao diện Lg
UMCP tích hợp các chức năng GMLC và SLR Trong UMTS GMLC sẽ phân tích QoS của
yêu cầu vị trí và giao tiếp với SLR nếu cần thiết
sProbes — giám sát giao điện Iu và Iub đề bắt thơng tin vị trí UE
PPR — kiểm tra tính riêng tư được thực hiện bởi PPR HLR hoặc HSS chứa địa chỉ toi PPR
PPR có khả năng truy nhập từ Home-GMILLC thông qua giao diện Lpp
LCS Client
Ban NEeE— Than
Fag ee Implenentea ¬ = Option Iterace
Trang 15kiến trúc vật lý to
Hình 3-6 Kiến trúc vật lý giải pháp Septier LCS
Các thành phần mạng vật lý bao gồm
Septier EMS (Element Manager Server) — cung cấp các chức năng điều khiển, quản lý và
cấu hình các thành phần mạng Ngoài ra, EMS được sử dụng như một SNMP Proxy
Servcr, cung cấp khả năng hỗ trợ giao tiếp dựa trên SNMP khi tích hợp với hệ quản lý
mang SNMP cua nha khai thác
UMCP — bao gồm SMLC và SLR Các module này có thể được triển khai như các thực thể tách biệt
sProbes — thành phần giám sát báo hiệu SS7 va IP
Septier Intrusive Node — được sử dụng như thành phân tích cực của Septier SMLC, cung cấp khả năng giao tiếp tới các thành phần mạng SS7
Septier AGPS PDE - được sử dụng khi module AGPS LCS được thiết lập Bao gồm các
thành phần sau:
o AGPS PDM — May chú cung cấp đữ liệu hỗ trợ GPS, tính tốn vị trí cuối cùng của
mục tiêu
o AIS — AGPS Interface Server cung cấp giao diện cân thiết cho việc giao tiếp với PDM đối với các ứng dụng dựa trên mặt phẳng điều khiển và mặt phẳng người ding
o_ WARN chứa một số các bộ thu tham chiéu GPS Cac site WARN cung cap dữ liệu
định vị GPS được sử dụng để tạo thông tin hỗ trợ GPS Thông thường bán kính phú
sóng của bộ thu tham chiếu GPS là 1000 km Minh họa dưới đây chỉ ra vùng phủ
WARN đối với Việt Nam Hai cặp Anten sẽ được cài đặt tại miền trung và sẽ phủ
toàn bộ điện tích Các anten được kết nối tới hệ thống thông qua bộ thu vào mạng
TCP/IP
Trang 16
3.2.2 Một số ví dụ dịch vụ LBS Nhà hàng, khách sạn, giao thông, ATM, Phim ảnh, Merketing
Nội dung
Nội dung
Các tùy chon Chuyến đôi Các tùy chọn triệu gọi địch vụ thông tin phán phối địch vụ
S87, WAP XML, SMS Xửiý Thoại, định tuyển
cuộc gọi, SMS, HTML Ứng dụng LBS TP 'GMLC/Locatlon Server Hình 3-8 Tổng quan hệ thống LBS 3.2.2.1 Các quy tắc dịch vụ
Thuê bao cần thiết lập một danh sách các đối tượng quan tâm tới địch vụ gọi la “buddy” bao gồm số MSISDN mà họ được phép định vị thông qua các dịch vụ thứ cấp gọi là các dịch vụ quản
ly Buddy Cac dich vụ có thê được truy xuất thông qua các kênh SMS, USSD, WAP hay WEB Mơ hình dưới đây là luồng cuộc gọi chung cho các ứng dụng LBS
Hình 3-9 Các quy tắc dịch vụ 3.2.2.2 Dich vu quan ly Buddy
Các dịch vụ quản lý Buddy cho phép một thuê bao kết nối với một người bạn, người than hay bất
kỳ ai nằm trong danh sách buddy, hỏi các vị trí gần họ thơng qua máy tính, máy di động Các tính năng của dịch v qun lý Buddy l
đâ - Quản lý nhóm các người dùng có thể định vị hoặc giao tiếp
© _ Người dùng có quyền hồn tồn về tính riêng tư và bảo mật
e _ Người dùng có thể điều khiển đanh sách được phép và xem ai đang định vị họ
Đăng ký
Thông qua gửi tin nhắn tới một số đích xác định, thuê bao có thể đăng ký dịch vụ LBA Một khi yêu cầu đăng ký thành công, hệ thông gui ban tin xác nhận tới thuê bao Ví dụ:
aT rar |
Your bie 90322222 nae been teonled or
Trang 17
Bồ sung buddy mới
Buddy moi có thể được bỗ sung vào danh sách cúa thuê bao bằng cách gứi tin nhắn ví dụ ADD Buddy-MSISDN [nickname] [groupname]
Trong bản tin này, ADD là lệnh được sử dụng để bố sung một buddy mới Buddy- MSISDN là số MSISDN của buddy được bố sung vào danh sách Đây là tham số bắt buộc trong
lệnh ADD
Sau khi nhận được lệnh ADD, hệ thống LBA sẽ gửi bản tin tới thuê bao được bô sung để
xác nhận Thuê bao này cần phản hồi với xác nhận ví dụ
OK 0902345678
Sau khi nhận được bản tin xác nhận, hệ thống sẽ xem thuê bao khởi xướng đã bd sung
thành công
0902345678 is successfully added in your buddy list
Ngoài ra dịch vụ này có thể thực hiện các chức năng quản lý danh sách như tìm buddy, tạo
nhóm, xóa nhóm, thay đôi trạng thái định vị của thuê bao, khóa chức năng định vị tới thuê bao,
liệt kê đanh sách buđảy
3.2.2.3 Dich vu tim ban
Dich vu tim ban hay FriendFinder 1a dich vu cho phép người dùng xác đỉnh mục tiêu trong
danh sách buddy Vi tri cua mục tiêu sẽ được hiển thị trên bản đồ hoặc text phụ thuộc giao diện
của máy dầu cuối Ngoài ra người dùng có thể tự xác dịnh vị trí hoặc truy vấn các thuê bao dang
định vị mình
Để tìm vị trí của một thuê bao khác, thuê bao có một số phương pháp sử dụng SMS với tim nhắn văn bản hoặc sử dụng giao diện tương tác Java
bei phap đơn giản là qua SMS với thơng tin văn bản
Ví dụ tìm các thuê bao năm trong một phạm vi cho trước, ví dụ 500m, 1000m, 2000m
Thuê bao sẽ soạn tin nhắn kèm phạm vi mong muốn TIê thống sẽ trả về thông tin nhu sau:
fois aac
Tlinh 3-11 Vi du ban tin dich vụ tìm bạn
3.2.2.4 Dich vu tim dường
Dịch vụ tìm đường là dịch vụ hỗ trợ tìm đường cho thuê bao di động đi từ vị trí hiện tại tới một vị trí xác định
Cấu trúc của yêu cầu
SMS Route <Dia diem>
USSD *123*003*<Madiadiem>#
Thông tin hướng dẫn có thé được hiên thị dưới dạng văn bản hoặc ban đồ, ví dụ