WAP (Wireless Application Protocol) là một bộ giao thức đƣợc phát triển cho các ứng dụng di động. Từ khi WAP bắt đầu phổ biến vào năm 1999, các nhà cung cấp dịch vụ đã bắt đầu cung cấp khả năng truy cập nội dung số trên thiết bị di động, đi kèm với đó là các dịch vụ tiện ích nhƣ internet, email, nhạc chuông. WAP có thể đƣợc dùng để đƣa nội dung đến với ngƣời dùng một cách chủ động (WAP push) mà không cần ngƣời dùng yêu cầu. Ban đầu WAP còn đi kèm với WML, một ngôn ngữ markup tƣơng tự nhƣ HTML nhƣng đƣợc thiết kế cho ứng dụng di động (đòi hỏi năng lực xử lý, bộ nhớ ít hơn v.v…).
GPRS (General Packet Radio Service) là cải tiến cho các mạng GSM, tối ƣu hóa việc truyền dữ liệu theo dạng packet để tăng tốc độ truy cập. GPRS có
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
thể giúp thiết bị di động sử dụng giao thức IP (Internet Protocol), PPP (Point to Point Protocol) và X.25. GPRS thế hệ đầu có thể đạt tốc độ download 60kbit/s và upload 40kbit/s. GPRS là bƣớc đệm từ hệ thống điện thoại 2G lên 3G, cung cấp cho ngƣời dùng khả năng liên lạc với các hệ thống máy tính mọi lúc, mọi nơi.
EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) là một cải tiến nữa của GPRS, đƣợc coi là một phần của công nghệ cận 3G (2.75G). EDGE nâng tốc độ download tối đa lên 236kbit/s và upload tối đa lên 118kbit/s tùy theo cấu hình. EDGE mở ra khả năng cung cấp các dịch vụ đa phƣơng tiện trên di động: giờ đây tốc độ download đã đủ nhanh để triển khai các ứng dụng cần nhiều bandwitdth nhƣ video streaming, truyền hình, video call và nhiều ứng dụng khác.
3G (Third Generation Technology) là công nghệ truyền thông thế hệ thứ ba, cho phép truyền cả dữ liệu thoại và dữ liệu ngoài thoại (tải dữ liệu, gửi email, tin nhắn nhanh, hình ảnh... ).
Trong số các dịch vụ của 3G thì điện thoại video thƣờng đƣợc biết đến nhiều nhất, là ứng dụng rõ nhất ƣu điểm của 3G so với GSM (2G) và các dịch vụ khác của 3G nhƣ: Mobile internet, live tivi (tivi trực tiếp trên điện thoại). Công nghệ 3G đƣợc nhắc đến nhiều nhất trong thời gian qua là UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), phát triển trực tiếp từ GSM, tốc độ truyền khoảng 1.920 kbit/s, hỗ trợ khách hàng tải nhạc, video, hội thảo nhóm. Cả WAP, GPRS, EDGE và 3G đều có điểm chung là gắn liền với mạng di động, từ đó có tầm hoạt động rộng, phù hợp để cung cấp LBS ở mọi nơi. Tuy nhiên chất lƣợng dịch vụ của các giao thức này vẫn phụ thuộc vào nhà cung cấp và một số yếu tố vật lý nhƣ tốc độ di chuyển, khoảng cách tới trạm phát v.v…
1.5.2. Bluetooth / Wifi / WiMax
Bluetooth là chuẩn kết nối không dây tầm ngắn, thiết kế cho các kết nối thiết bị cá nhân hay mạng cục bộ nhỏ, trong phạm vi băng tần từ 2,4 đến 2,485 GHz. Bluetooth đƣợc thiết kế hoạt động trên 79 tần số đơn lẻ. Khi kết nối, nó sẽ tự động tìm ra tần số tƣơng thích để di chuyển đến thiết bị cần kết nối trong khu vực nhằm đảm bảo sự liên tục. Về tầm phủ sóng, bluetooth có 3 class: class 1 có
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
công suất 100mW với tầm phủ sóng gần 100m; class 2 có công suất 2,5mW, tầm phủ sóng khoảng 10m; và class 3 là 1mW với tầm phủ sóng khoảng 5m.
Wifi là chuẩn truyền dữ liệu qua sóng vô tuyến với tốc độ tƣơng đối cao (54 Mbps và lên đến khoảng 150 Mbps với công nghệ của các nhà sản xuất độc lập), có tầm hoạt động tƣơng đối (tử vài chục đến vài trăm mét). Wifi đƣợc tích hợp trong một số thiết bị di động cao cấp để cho phép ngƣời dùng lựa chọn phƣơng thức kết nối: nhanh, rẻ nhƣng có tầm hoạt động hạn chế của Wifi và dịch vụ internet di động của nhà cung cấp dịch vụ - thƣờng chậm hơn và đắt hơn. Wifi không đƣợc thiết kế để tiết kiệm năng lƣợng nên thiết bị di động thƣờng không thể duy trì hoạt động lâu khi kết nối Wifi.
WiMax là một phƣơng thức truyền tải qua vô tuyến khác có tầm phủ sóng tốt (vài km) tuy nhiên đánh đổi bằng tốc độ (Tối đa 3 Mbps với công nghệ hiện tại, 144 Mbps trên lý thuyết). WiMax đã đƣợc hoạch định làm một phần của công nghệ 4G; tuy nhiên hiện nay WiMax vẫn chƣa đƣợc đón nhận rộng rãi vì các vấn đề kỹ thuật (chưa có tần số chuẩn và chuẩn chưa được hoàn thiện).
Với LBS, bluetooth và wifi có thể đƣợc kết hợp để cung cấp dịch vụ trong một vùng nào đó. Cả hai đều có ƣu điểm là tốc độ khá nhanh nhƣng lại bị hạn chế ở tầm hoạt động; trong khi WiMax có tầm hoạt động lớn nhƣng vẫn chƣa phổ biến.
1.5.3. Truyền thông vệ tinh
Đƣợc phát triển chủ yếu để cung cấp dịch vụ thoại, các dịch vụ viễn thông trên vệ tinh dần dần đƣợc mở rộng để bao gồm cả dịch vụ dữ liệu, truyền hình và radio. Vệ tinh có thể đƣợc dùng để truy cập internet ngay cả ở những vùng hẻo lánh, không có bất kì loại trạm thu phát nào. Mỗi vệ tinh có thể cung cấp dung lƣợng khoảng 40 Mbps cho vài ngàn ngƣời sử dụng, tuy nhiên mỗi ngƣời dùng chỉ có tốc độ khoảng 20 kbps.
Sở dĩ tốc độ chậm vì khoảng cách từ mặt đất tới vệ tinh là khá lớn, hơn nữa tín hiệu truyền đi với vận tốc ảnh sáng còn chịu ảnh hƣởng của sai lệch đồng hồ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
của thiết bị cho và nhận, ngoài ra chất lƣợng tín hiệu cũng bị ảnh hƣởng bởi các yếu tố thời tiết.
Sử dụng vệ tinh thƣờng có giá khá đắt, bao gồm cả chi phí trang thiết bị (chảo thu, bộ giải mã) và chi phí duy trì (thuê bao tháng).
Tuy có nhiều khuyết điểm và không thông dụng nhƣng vệ tinh có thể là lựa chọn duy nhất khi cần trao đổi dữ liệu ở một vùng hẻo lánh (chẳng hạn như dữ liệu đo đạc, khảo sát).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
CHƢƠNG 2: KIẾN TRÚC HỆ THỐNG MEDIA LBS 2.1. Hệ thống Media LBS
2.1.1Hệ thống Media LBS
Media LBS hay Locative Media hay Location - Based Media là một loại hình dịch vụ mới của LBS đƣợc phát triển dựa trên nền tảng LBS. Nó cho phép cung cấp các dữ liệu đa phƣơng tiện theo ngữ cảnh đến ngƣời dùng một cách tự động theo vị trí.
Locative Media phân phối các nội dung đa phƣơng tiện và các nội dung khác trực tiếp tới ngƣời dùng thiết bị di động dựa trên vị trí của họ. Thông tin vị trí đƣợc xác định bằng các phƣơng tiện nhƣ GPS (outdoor - ngoài nhà) hay các công nghệ về định vị trong nhà khác nhƣ Wifi hay RFID (indoor) hoặc các thuật toán dùng cho định vị trong nhà. Thông tin vị trí này đƣợc sử dụng để tùy biến dữ liệu đa phƣơng tiện trên thiết bị.
Hình C2. 1: Mô hình tổng quát Media LBS
Locative Media là các phƣơng tiện truyền thông kỹ thuật số ứng dụng cho các vị trí thực trong cuộc sống do đó nó sẽ tạo ra các tƣơng tác xã hội thực sự. Nội dung đa phƣơng tiện đƣợc quản lý và tổ chức bên ngoài thiết bị trên một máy tính để bàn, máy tính xách tay, máy chủ hoặc hệ thống điện toán đám mây.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Thiết bị sau đó tải nội dung này đƣợc định dạng với GPS hoặc các trigger RTLS (Real-Time Locating Systems) dựa trên hệ tọa độ đƣợc áp dụng cho mỗi chuỗi thông tin đa phƣơng tiện. Khi các thiết bị đi vào vùng đƣợc lựa chọn, các dịch vụ trung tâm kích hoạt các thông tin đa phƣơng tiện tƣơng ứng, đƣợc thiết kế để tối ƣu với ngƣời dùng và môi trƣờng xung quanh.
Các phƣơng tiện truyền thông dựa trên vị trí cho phép cải tiến bất kỳ một môi trƣờng nào nhƣ việc giải thích, phân tích và bình luận chi tiết về những gì ngƣời dùng đang xem qua sự kết hợp của video, âm thanh, hình ảnh và văn bản. Thiết bị của ngƣời sử dụng nhờ đó có thể cung cấp các thông tin mô tả về các đƣờng phố, công viên, bảo tàng di sản, sự kiện thể thao hay bất kỳ một môi trƣờng nào khác...
Việc chuẩn bị dữ liệu đa phƣơng tiện và phát hành nội dung của nó là cần thiết và phải đƣợc thực hiện cùng lúc với việc xác định vị trí của ngƣời dùng trong địa điểm đó. Các dữ liệu đa phƣơng tiện sẽ cung cấp các thông tin chi tiết về môi trƣờng ngay lập tức, cho phép ngƣời dùng khám phá về lịch sử, văn hóa tại địa điểm hiện tại nơi họ đang đứng…
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Hiện nay, trên thế giới, một số hãng công nghệ đang nghiên cứu và phát triển các ứng dụng của công nghệ này. Các sản phẩm bắt đầu đƣợc đƣa ra thị trƣờng và đang hoàn thiện chất lƣợng. Tiêu biểu nhƣ ứng dụng King's Cross Streetstories cho phép khách du lịch khi đi bộ trong thành phố London (nước Anh) sẽ tự động nhận đƣợc các stories (dữ liệu đa phương tiện) liên quan đến vị trí họ đang đứng. Nhờ đó khách du lịch có thể hiểu hơn về lịch sử, văn hóa… của phố này (hình C2.2).
Ở Việt Nam, việc nghiên cứu công nghệ Locative Media chƣa đƣợc quan tâm phát triển.
2.1.2Công nghệ và vấn đề cần nghiên cứu trong Media–LBS
Từ những nghiên cứu trƣớc đây, đề tài này có thừa kế đƣợc một số kết quả nghiên cứu liên quan đến GIS, LBS, mô hình điện toán đám mây và công nghệ truyền thông không dây thế hệ mới. Những kết quả này sẽ góp phần đẩy nhanh tiến độ thực hiện đề tài. Các vấn đề mới về công nghệ cần nghiên cứu và phát triển trong phạm vi đề tài này bao gồm:
- Mô hình dữ liệu cho việc lƣu trữ dữ liệu đa phƣơng tiện trên đám mây. - Giải pháp công nghệ và thuật toán để xác định vị trí đối tƣợng trong nhà qua các thiết bị không dây.
- Phát triển hệ thống quản lý dữ liệu đa phƣơng tiện trên đám mây.
- Phát triển phần mềm Media LBS trên điện thoại thông minh cung cấp dịch vụ đa phƣơng tiện dựa trên vị trí, có khả năng định vị trong nhà qua tín hiệu wifi và ngoài nhà qua GPS.
2.1.3Vấn đề định vị trong nhà (indoor)
Về công nghệ, các tín hiệu vệ tinh trong không gian trong nhà gần nhƣ không có, vì thế hệ thống định vị GPS không thể xác định chính xác vị trí ngƣời dùng đứng trong một tòa nhà. Do vậy, các thiết bị định vị trong nhà ra đời vì nhu cầu cần thiết những công nghệ định vị trong nhà. Các công ty, nhà nghiên cứu đang rất nỗ lực để xây dựng thiết bị tốt nhất nhƣ các thiết bị điện cảm ứng, hệ thống đo… Một số công nghệ đƣợc sử dụng để định vị trong nhà nhƣ Wifi,
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Bluetooth, NFC, RFID và các công nghệ dựa trên cảm biến vị trí nhƣ gia tốc, con quay hồi chuyển, MEMS đang đƣợc nghiên cứu, khai thác nhƣ những công nghệ định vị thay thế cho GPS.
Về kỹ thuật, các hệ thống định vị trong nhà đƣợc xây dựng kết hợp với các hệ thống định vị toàn cầu (GPS) để có thể phát triển những dịch vụ toàn diện hơn nhƣ dịch vụ tính toán khắp nơi (Ubiquitous Computing). Do mục tiêu chính của các tiện ích dịch vụ này là phục vụ trong không gian trong nhà nhƣ trung tâm thƣơng mại, nhà kho rộng lớn, văn phòng, sân bay…, các phƣơng pháp và kỹ thuật đƣợc sử dụng trong việc lập bản đồ chính xác và dẫn đƣờng không yêu cầu trên cơ sở hạ tầng phức tạp, nên có vẻ việc thực hiện trở nên đơn giản.
Bản đồ trong nhà nổi lên nhanh chóng từ năm 2009 với khởi đầu là Point Inside, Micello và gã khổng lồ NAVTEQ, tung ra nội dung trong nhà. Trong khi dữ liệu bản đồ trong nhà có sẵn trong các ứng dụng dẫn đƣờng, thì việc xác định vị trí liên quan vẫn là một thách thức. Những công nghệ dựa trên cơ sở hạ tầng và gắn thẻ có thể cung cấp vị trí chính xác trong nhà, nhƣng rất khó khăn để các giải pháp đó trở nên phổ biến.
Hình C2. 3: Biểu đồ thống kê khả năng cung cấp dịch vụ định vị trong nhà những năm gần đây – (Ảnh: IndoorLBS.com)
Biểu đồ hình C2.3 ở trên cho thấy khả năng cung cấp dịch vụ định vị trong nhà của các công ty lớn trên thế giới theo IndoorLBS.com thống kê từ năm 2003-2013 và dự đoán đến năm 2014 có sự tăng mạnh. Nhận thấy sự tiện lợi và
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
thị trƣờng đầy tiềm năng này các công ty lớn nhƣ Google, Apple, NAVTEQ… vẫn đang nghiên cứu các phƣơng pháp định vị trong nhà với độ chính xác cao. Hiện nay, công nghệ định vị trong nhà đang đƣợc triển khai ở một số nƣớc trên thế giới và vẫn chƣa đƣợc phổ biến.
2.1.4Bối cảnh trong một Media LBS
Bối cảnh là nói tới sự tƣơng tác qua lại giữa những ngƣời sử dụng trong hệ thống Media LBS, có 2 kiểu bối cảnh Bối cảnh tức thời và Bối cảnh tĩnh.
Bối cảnh tức thời đƣợc hiểu là việc một ngƣời sử dụng hệ thống Media LBS
đang ở một vị trí nào đó, thì họ hoàn toàn có thể biết đƣợc một cách tức thời những thông tin về những ngƣời cùng dùng hệ thống chia sẻ trong một phạm vi nhất định hoặc biết đƣợc thông tin của bạn bè mình đang chia sẻ. Bối cảnh tĩnh là bối cảnh không có sự tƣơng tác qua lại lẫn nhau giữa các đối tƣợng trong hệ thống, nó chỉ đơn thuần là việc cũng cấp thông tin đa phƣơng tiện theo vị trí.
Mục đích xác định ra bối cảnh trong Media LBS nhằm giảm tải khả năng hoạt động của hệ thống, đáp ứng đúng và đủ các yêu cầu mong muốn của ngƣời dùng, làm cho hệ thống có thể chạy trên những thiết bị thông minh có cấu hình thấp. Đồng thời nó cũng giúp việc thiết kế ứng dụng và cơ sở hạ tầng đƣợc chuẩn hơn.
2.1.5Tác động của Media LBS với xã hội
Một hệ thống dù ở bất kỳ lĩnh vực nào cũng cần có thành công, nếu không thành công hệ thống đó sẽ tự phá hủy. Tiêu chí của những hệ thống có thể khác nhau, các mạng xã hội cần có cộng đồng lớn, trang tin cần có những tin nóng, đặc sắc… nhƣng ngoài những tiêu chí này thì tiêu chí kinh tế cũng đƣợc xét tới một cách đúng mực nhằm duy trì sự lớn mạnh của hệ thống. Hệ thống truyền thông đa phƣơng tiện dựa trên vị trí nhƣ Media LBS cũng không nằm ngoài ngoại lệ đó.
Ngành truyền thông phổ thông nhƣ báo in, radio và truyền hình đã trở nên lỗi thời, nó không đƣa thông tin đến đƣợc một cách tức thời cho ngƣời sử dụng, việc này đã dần lấy đi sức sống của loại hình truyền thông truyền thống. Sự suy
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
thoái kinh tế toàn cầu trong những năm trở lại đấy lại càng làm cho nó yếu hơn. Các tập đoàn kinh tế tìm mọi cách để đƣa thông tin nhanh nhất có thể tới ngƣời sử dụng nhằm lấy đƣợc lƣợng khách hàng lớn để vực dậy và tăng trƣởng. Do vậy họ đã chọn những hình thức truyền thông mới hơn, nhanh hơn, cụ thể tới ngƣời dùng hơn và từ đó ngành truyền thông mới ra đời.
Với những công nghệ kỹ thuật số mới, ngày nay chúng ta đã có rất nhiều lựa chọn cho việc truyền thông. Các tin tức có tính tƣơng tác và thu hút nhiều đối tƣợng tham gia đã đƣợc đƣợc lƣu ý đến. Có thể thấy trên thế giới hiện nay các hình thức truyền thông thông qua các mạng xã hội, diễn đàn chiếm ƣu thế. Chúng có số lƣợng thành viên cực lớn, thông tin đƣợc truyền gần nhƣ tức thời đến ngƣời sử dụng, các thông tin đƣợc tổng hợp từ rất nhiều nguồn, không bị giới hạn về mặt đại lý. Điều này đã làm nên một lĩnh vực truyền thông mới và đang phát triển rất mạnh.
Hệ thống Media LBS về mặt truyên thông cũng hội đủ để tạo nên một dịch