Computação Móvel - UFVnacif/cmovel/06_LBS.pdf · 2012-12-12 · 19 Tecnologias de Localização:...
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Computação Móvel:Serviços Baseados na Localizaçãode Unidades Móveis (LBS)
Mauro Nacif RochaDPI/UFV
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Conteúdo Introdução O que é um Serviço baseado na Localização
(LBS – Location-Based Service)? Requisitos que permitem LBS? Tecnologias de localização? Padronização Aplicações de LBS? Direções futuras?
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Introdução Evolução das redes de comunicação sem fio
Comunicação mais flexível Acesso às redes de serviço
Aumento da mobilidade Necessidade de novas aplicações
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Introdução Convergência de múltiplas tecnologias
Sistemas de informação geográfico Internet Comunicação sem fio Dispositivos portáteis
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O que é um LBS? Serviços de localização móvel, Serviços de
localização sem fio, Serviços de localização. São serviços que permitem aos usuários
móveis utilizarem serviços baseados na suaposição ou localização geográfica.
Exemplo: Onde está o posto de gasolinamais próximo?
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Requisitos Que Permitem LBS Dispositivo Móvel
Hardware e software Provedor
Entidade responsável por prover o serviço para ousuário
Protocolo da rede sem fio Especificam como os dispositivos portáteis podem
acessar os serviços. Ex: WAP, I-Mode, HTTP,SOAP etc.
Infraestrutura de rede sem fio HSDPA (3G), 802.11 (Wi-Fi) etc.
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Requisitos Que Permitem LBS Método de localização da unidade móvel
Baseado no dispositivo (handset-based) Baseado na rede (network-based)
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Tecnologias de Localização Baseado no Dispositivo
GPS A-GPS (Assisted GPS) E-OTD (Enhanced Observed Time Difference)
Baseado na Rede Cell ID (Cell Identification) ou
COO (Cell of Origin) AOA (Angle Of Arrival) TDOA ou TOA (Time Diff. Of Arrival) ou
UTDOA (Uplink Time Difference of Arrival) Multipath Fingerprinting (ou Ray Tracing)
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Tecnologias de Localização:GPS
USA DoD (Departament of Defense) Sinais de pelo menos 4 satélites em órbita
são recebidos pelo dispositivo móvel Baseado na diferença de tempo entre o sinal
recebido do satélite e um sinal geradolocalmente – distância do satélite é medida
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Tecnologias de Localização:GPS
Uma vez que a distância é medida de pelomenos 3 satélites – nós devemos ser capazesde conhecer nossa posição
Vantagem Tecnologia muito precisa Receptores menores
Desvantagem Precisão ruim em ambientes internos (indoor)
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Tecnologias de Localização:A-GPS
Funcionalidades do GPS distribuída entreum receptor de referência GPS, servidor delocalização e cliente GPS.
Posicionamento GPS parcialmente feito nocliente.
O cliente envia a informação parcial para oservidor de localização o qual executa oscálculos restantes pela interação com oreceptor de referência GPS.
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Tecnologias de Localização:GPS
Satélites: potência de 27W a 20.200 km 1.57542 GHz (L1) e 1.2276 GHz (L2), CDMA
Sinal recebido: -155 a -160 dBW (outdoors) Sinal recebido indoors: -180 a -190 dBW Melhoramentos:
Differential GPS Enhanced GPS High Sensitivity GPS TV GPS
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Tecnologias de Localização:Cell Identification
Cell Global Identity (CGI) A localização da ERB determina a
localização do dispositivo móvel Depende do tamanho da célula (pode ser
150m em uma “micro-célula” ou 20km parauma “macro-célula”)
Muito rápido Disponível facilmente Pouco preciso E-CID (Enhanced Cell ID)
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Tecnologias de Localização:AOA
Através das antenas na célula é possívelcalcular a localização do dispositivo peladireção que o sinal chega.
Precisão é degradada se existe interferência Alto custo devido ao tipo de antena
requerido
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Tecnologias de Localização:TDOA / TOA / UTDOA.
3 estações base monitoram o sinal dodispositivo móvel
A posição do dispositivo móvel é calculadopela medição das diferenças em tempo dosinal recebido em cada estação base
Exige temporizadores precisos em cadaestação base
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Tecnologias de Localização:TDOA / TOA / UTDOA
Mobile
Base Station 1
1T=distance 1Base Station 2
Base Station 32T
3T
=distance 2
=distance 3
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Tecnologias de Localização:E-OTD
Similar ao TOA, só que o cálculo dadiferença dos tempos é feito pela UM
Requer que a posição da estação base sejaconhecida
Dispositivo móvel recebe pelo menos trêstime stamps das estações bases
A diferença entre os time stamps são entãocombinados para produzir a interseção delinhas hiperbólicas
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Tecnologias de Localização:E-OTD
Base Station 1
Base Station 2
Base Station 3Mobile
Clock time 3
Clock time 2
Clock time 1
Difference 1-2Difference 1-3
Difference 2-3
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Tecnologias de Localização:Multipath Fingerprinting (ou Ray Tracing) Quando um dispositivo móvel transmite sinais de rádio, eles
batem em diversos obstáculos (prédios, montanhas, etc) atéchegar aos receptores das células.
Esse raios que fazem muitos caminhos são então coletadospelo sistema formando uma única “impressão digital delocalização”.
A estação base compara este padrão com os padrõesarmazenados numa base de dados dos padrões de todas asfreqüências em várias localizações até conseguir bater ospadrões. O resultado de comparação terá capacidade emajudar a localizar o handset baseado na localização domatch.
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Localização indoor Ray Tracing
Em geral exige equipamento extra – custo maisalto
Received Signal Strength Indicator (RSSI),Received Channel Power Indicator (RCPI,802.11k)
Radio Frequency Identification (RFID)
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Comparações
Fonte: http://www.trueposition.com
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Padronização Out / 2000
LIF – Location Interoperability Forum Motorola, Ericsson e Nokia Cell-ID, TOA, E-OTD
Dez / 2000 WLIA – Wireless Location Industry Association Cell-Loc, SignalSoft, GoAmerica
Communications, Cambridge PositioningSystems, ...
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Padronização - Exemplo Regulamentação
FCC (Federal Communication Commission) E911 – Enhanced 9-1-1
http://www.fcc.gov/pshs/services/911-services/enhanced911/Welcome.html
Public Safety Answering Points (PSAPs) Phase I: Cell ID – Abr/1998 Phase II: 01/10/2001 a 31/12/2005
50m, pelo menos 67% das chamadas network-based: 100m, em mín. 67% das chamadas
300m, em mín. 95% das chamadas handset-based: 50m, em mín. 67% das chamadas
150m, em mín. 95% das chamadas
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Padronização - Exemplo E-911
Situação em Novembro/2012: 95.5% of Counties have some Phase I 93.5% of Counties have some Phase II 96.2% of Population have some Phase I 95.7% of Population have some Phase II
VoIP Enhanced 911 Next Generation 911 (NG 9-1-1)
25http://nena.ddti.net/
United States E9-1-1 Deployment
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E911 - EEUU
http://nena.ddti.net/
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Aplicações de LBS?Serviços Baseados na
Localização
Trigger Service
FaturamentoSensintivo aLocalização
Notificação deServiços deEmergência
Serviços deAssistência
Serviços deRastreamento
Serviços deinformação Baseados
na Localização
Serviços dePropaganda
Automatizado
“Onde eu estou / ondefica” Serviços
Serviços de Navegaçãoe Tráfego de Veículo
OutrasInformações
Gerenciamentode Frota
EncontrandoPessoas
Rastreamento deBens
AssistênciaRoadset
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Tecnologias Network-based Time Difference of Arrival (TDOA)
Cell-Loc Inc. CELLTRAX E911 location system
Angle of Arrival (AOA) KSI ( subsidiária da TruePosition)
Combinação das duas tecnologias Grayson - Allen Telecom Radix Technologies SigmaOne TruePosition
Multipath Fingerprinting - impressão digital por várioscaminhos U.S Wireless Corp.
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Tecnologias handset-based GPS
Tendler Cellular A-GPS
CellPoint Idc (Integrated Data Communications) SiRF Technology SnapTrack TruePosition
Solução Híbrida: Enhanced-Observed TimeDifference (E-OTD) Cambridge Positioning Systems.
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Aplicações no Brasil Pioneira: Telemig Celular
procura por estabelecimentos comerciaisutilizando a tecnologia de triangulação de ERBs.
Retorno fora do esperado. Claro – Campinas
Cell ID. O serviço foi suspenso por não ter atendido às
expectativas da companhia.
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Desenvolvimento
Google Gears: http://code.google.com/intl/pt-BR/apis/gears/(Geolocation API, HTML5)
Forum Nokia: http://www.forum.nokia.com/
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Direções Futuras
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