سرويس‌هاي مبتني بر موقعيت مشترك موبايل (lbs)

[Sayrex]

فناوران اطلاعات
سرويس‌هاي مبتني بر موقعيت جغرافيايي مشترك (LBS) مجموعه‌اي از سرويس‌هاي اضافي يا سرويس‌هاي ارزش افزوده است كه امكان ارايه آن در شبكه‌هاي بدون سيم از جمله موبايل وجود دارد.براي ارايه سرويس‌هاي مذكور مي‌بايد يكي از روش‌هاي موقعيت‌يابي كه در شبكه‌هاي نسل دو و سه تلفن همراه كاربرد دارد مورد استفاده قراربگيرد كه اين روش‌ها عبارتند از:
دسته‌بندي سرويس‌هاي مبتني بر موقعيت مشترك
سرويس مذكور به سه دسته اصلي تقسيم مي‌شود:
- سرويس‌هاي مبتني بر موقعيت براي «پشتيباني اضطراري» (Emergency Sopport)
- سرويس‌هاي مبتني بر موقعيت براي ارايه «سرويس‌هاي اپراتوري» (Operator Services)
- سرويس‌هاي مبتني بر موقعيت براي ارايه «سرويس‌هاي تجاري»‌ (Commercial Services)
الف: سرويس‌هاي مبتني بر موقعيت براي پشتيباني‌هاي اضطراري
به آن دسته از سرويس‌هايي اتلاق مي‌شود كه مي‌تواند اطلاعاتي را از محل يا موقعيت مشترك موبايل فراهم نمايد به شرط آنكه يك مكالمه اضطراري از جانب مشترك دريافت شود. در بعضي از كشورها از جمله آمريكا مقررات مربوطه به اين سرويس توسط FCC (كميته فدرال ارتباطات و مخابرات) تعيين مي‌شود.
دقت اطلاعات داده شده از محل مشترك بستگي به ميزان كيفيت مورد نياز يا تعريف شده دارد مثلا با احتمال 67 درصد دقت محل مشترك حدود 100 متر و با احتمال 95 درصد اين دقت به 300 متر برسد.
البته دقت مذكور براي شناسايي موقعيت مشترك براساس راه‌حل‌هاي مبتني بر شبكه يعني مكان‌يابي براساس تجهيزات شبكه و بدون استفاده از تجهيزات انتهايي مشترك (گوشي تلفن مشترك) است.
دقت فوق چنانچه براساس گوشي مشترك باشد با احتمال 67 درصد حدود 50 متر و با احتمال 95 درصد حدود 150 متر تعريف مي‌شود.
ب: سرويس‌هاي اپراتوري
سرويس‌هاي مذكور از تركيب اطلاعات مربوط به محل مشترك و اطلاعات ارزيابي شبكه حاصل مي‌شود. بنابراين اپراتورها با استفاده از سرويس‌هاي مبتني بر موقعيت مشترك مي‌توانند عملكرد شبكه را از نظر كارايي در خلال بهينه‌سازي افزايش دهند زيرا با استفاده از اين سرويس مي‌توان نواحي داراي مشكل را شناسايي و موقعيت آن را در شبكه مشخص نمود. توجه داشته باشيد كه سيستم مديريت شبكه قادر است آمار عملكرد شبكه را در حد سلول و با دقت بسيار بالايي مشخص نمايد ولي نمي‌تواند محل واقعي وقوع خطا مثلا موقعيتي كه مكالمه در آنجا قطع شده است را مشخص نمايد. لذا با كاربرد روش‌هاي تعيين موقعيت مي‌توان با دقت بيش‌تري موقعيت جغرافيايي محل وقوع رخداد را تعيين نمود.
اگرچه تعيين توزيع جغرافيايي مشتركان، خود، اطلاعاتي مفيد و جالب است خصوصا وقتي كه يك سرويس جديد راه‌اندازي مي‌شود.
ج: سرويس‌هاي تجاري
سرويس‌هاي تجاري مي‌تواند براي ارايه به مشتركان خصوصي يا كمپاني‌ها هدفگذاري شود. مثال‌هايي از اين نوع سرويس عبارتند از:
- سرويس‌هاي اطلاعاتي (Information Services)
- سرويس‌هاي راهيابي (Navigation Services)
- سرويس‌هاي رديابي (Tracking Services)
- سرويس‌هاي تبليغاتي (Advertising Services)
- سرويس‌هاي اطلاعاتي مبتني بر موقعيت مشترك مي‌تواند اطلاعاتي را براي كاربران با توجه به محل آنان برايشان فراهم نمايد. به عنوان مثال اطلاعات ترافيكي و... و يا ارسال اطلاعات مورد نياز مشتري با توجه به درخواست او، مثل آدرس نزديك‌ترين هتل نسبت به محل مشتري يا درخواست‌كننده و يا اطلاعاتي به صورت دوره‌اي يا زمان‌بندي شده و براساس توافق بين مشتري و فراهم‌كننده سرويس مانند ارسال اطلاعات وضعيت آب و هوا هر روز صبح و در ساعتي معين.
- سرويس‌هاي راهيابي مبتني بر موقعيت مشترك شبيه سرويس‌هاي اطلاعاتي مبتني بر موقعيت مشترك بوده با اين تفاوت كه هدف اصلي اين نوع سرويس، ارايه اطلاعات راهيابي به مشتري است، اطلاعات داده شده بيانگر آن است كه درخواست‌كننده چگونه از نقطه موردنظر مسافرت نمايد.
- سرويس رديابي سرويسي است كه مستقيما مي‌تواند به يك شخص يا يك هدف ارزشمند تفويض شود تا بتواند حركت خود را رديابي كند.
فرض كنيد قرار است شخصي رديابي شود لذا از اين سرويس مي‌توان مشابه روش قبلي به عنوان يك سيستم ايمني از طريق تلفن استفاده نمود.
از سرويس رديابي مي‌توان براي پشتيباني از اشخاصي كه نياز به مراقبت دايمي دارند مانند شخصي كه فراموشي دارد و يا بچه‌اي كه نياز به مراقبت‌هاي دارويي دارد استفاده نمود يا اين سرويس مي‌تواند توسط بنگاه‌هايي كه ماشين كرايه مي‌دهند براي رديابي ماشين‌ها استفاده شود.
- سرويس‌هاي تبليغاتي مبتني بر موقعيت مشترك امكان ارايه تبليغات پيامي به مشتركان را با توجه به موقعيت آنها فراهم مي‌آورد، پيام به شخص دارنده تلفن ارايه مي‌شود. مثلا از طريق اين سرويس مي‌توان براي كاربراني كه نزديك به يك فروشگاه قرار دارند پيام‌هاي مربوط به اجناس با قيمت مناسب يا حراج شده را ارسال نمود.
متدهاي موقعيت‌يابي
روش‌هاي موقعيت يابي بر پايه سه نوع فناوري مختلف قرار دارد:
- مبتني بر استفاده از GPS) GPS Based)
- مبتني بر استفاده از پوشش سلول‌ها (Cell Coverage Based)
- مبتني بر روش مثلثي (Triangular Based)
از طرف ديگر فناوري‌هاي زمينه كه امكان ارايه روش‌هاي موقعيت‌يابي را فراهم مي‌نمايد به سه دسته تقسيم مي‌شوند.
- موقعيت‌يابي با استفاده از فناوري مبتني بر شبكه سيار
- موقعيت‌يابي با استفاده از فناوري مبتني بر دستگاه گوشي موبايل
- موقعيت‌يابي با استفاده از تركيب دو فناوري مذكور (تركيب فناوري مبتني بر شبكه و دستگاه گوشي موبايل)
- روش استفاده از GPS (Globalpositioning system) مبتني است بر گيرنده GPS كه در گوشي موبايل قرار دارد لذا اين روش جزء دسته‌بندي استفاده از گوشي موبايل براي موقعيت‌يابي قرار مي‌گيرد. روش مذكور به شرط آن كه محل گوشي موبايل پيدا شود روش دقيقي است لذا حتما بايستي فيچر يا خصيصه مربوط به GPS در گوشي موبايل فعال شده باشد.
موقعيت محل گوشي موبايل با استفاده از اندازه‌گيري فاصله بين گيرنده GPS و ماهواره‌‌هاي مختلف تخمين زده مي‌شود. براي اين كار لازم است كه گيرنده GPS حداقل سه ماهواره را در ديد خود داشته باشد تا قادر باشد موقعيت را به صورت دو بعدي (طول و عرض) محاسبه نمايد، البته اگر تعداد بيش‌تري از ماهواره‌ها در ديد گيرنده GPS باشد امكان تخمين فاصله دقيق‌تر مي‌شود.
- در روش تركيبي از فناوري A-GPS (Assisted-GPS) استفاده مي‌شود كه در آن گيرنده GPS موجود در گوشي موبايل عمليات مربوط به مشخص كردن موقعيت مشترك را انجام داده و شبكه، ديتاي كمكي را فراهم مي‌آورد. بنابراين براي اين كار بايستي در سمت شبكه يونيت‌هاي LMU (Location Mesumement Unit) وجود داشته باشد تا بتواند اطلاعات كمكي را فراهم بكند.
با استفاده از روش A-GPS افزايش مي‌يابد زيرا گيرنده GPS در آغاز، با دريافت ديتا از شبكه (مختصات محل ثابتي كه گوشي در محدوده آن قرار دارد را انتخاب نمايد و در ثاني دقت موقعيت يابي را افزايش دهد البته اين امكان وجود دارد تا محل برآورد اوليه را با دريافت اطلاعات اضافي از شبكه دقيق‌تر مشخص نمود.
- روش مبتني بر مثلث شامل روش E-OTD (Exhanced-Observed-Time Difference) و روش U-TDOA (Uplink Time of Arrival) مي‌باشد.
در روش E-OTD از سيگنال‌هاي دريافت شده از حداقل سه عدد BTS براي اندازه‌گيري اختلاف زماني بين BTS و گوشي موبايل (MS) استفاده مي‌شود. اين اندازه‌گيري به عنوان اطلاعات ورودي براي برآورد (تخمين) محل مشترك (MS) با استفاده از روش مثلثي استفاده مي‌شود. در اين روش ابتدا مشخص مي‌شود كه مشترك در محدوده كدام BTS است (توجه شود كه BTSها بايستي سنكرون باشند) و اين وظيفه يونيت LMU است كه كار مقايسه بين زمان BTS و زمان مطلق (واقعي) را انجام مي‌دهد. در اين روش گوشي موبايل بايستي حاوي نرم‌افزار مخصوصي باشد كه بتواند روش E-OTD را پشتيباني نمايد.
روش مبتني بر U-TDOA معكوس روش E-OTD است در اين روش سيگنال گوشي موبايل توسط سه عدد BTS اندازه‌گيري مي‌شود، زيرا در روش E-OTD اندازه‌گيري‌ها توسط گوشي موبايل انجام مي‌گيرد. زمان ورود اطلاعات ارسالي از گوشي موبايل به هر BTS در آن (BTS) ذخيره شده و سپس با زمان مطلق (واقعي) مربوط به BTS مقايسه مي‌شود تا اختلاف زمان ورود اطلاعات از گوشي به هر BTS محاسبه و از اين اطلاعات و با استفاده از روش‌ مثلثي محل مشترك (MS) تخمين زده شود.
در اين روش نيازي به وجود نرم‌افزار خاص در گوشي موبايل نبوده ولي BTSها بايستي قادر به دانستن زمان مطلق باشند كه لازمه آن داشتن سخت‌افزار اضافي يعني يونيت LMU براي هر BTS است.
روش مبتني بر مشخصه سلول (Cell ID: CI) از مختصات سايت BTS كه مشترك تحت پوشش آن قرار دارد براي تخمين محل مشترك استفاده مي‌شود در اين روش كه كاملا مبتني بر شبكه مي‌باشد نياز به تسهيلات اضافي در گوشي موبايل ندارد لذا بسيار اقتصادي است.
- روش مبتني بر CI با استفاده از دو فيچر (Time Advance) و RX-Lev (Recived signal Level) كارآمدتر خواهد شد.
نتيجه‌ اندازه‌گيري فيچرهاي مذكور در شبكه ارتباطات سيار وجود داشته و نياز نيست كارهاي اضافي انجام داد دقت تخمين در اين روش وابسته به مقدار پوشش هر سلول مي‌باشد لذا هرچه اندازه سلول كوچك‌تر باشد دقت اندازه‌گيري بالا مي‌رود.
شكل زير مثالي است ازمعماري شبكه ارتباطات سيار (GSM) براي روش‌هاي موقعيت‌يابي، المان‌هاي اصلي مورد نياز عبارتند از:
- GMLC) Gatway Mobile Location Center)
- SMLE) Serving Mobile Location Center)
- LMU (Location Mesutment Unit)

LBS APPLICATION
GMLC
SMLC
MSC
ESC
BTS
LMU

اولين وظيفه GMLC دريافت، ‌درخواست مشخص كردن محل يك مشترك است، پس از آن با استفاده از رويه موقعيت يابي در شبكه، درخواست را از طريق راهيابي در شبكه به SMLC مربوطه مي‌رساند.
موقعيت واقعي مشترك (گوشي) توسط SMLC تخمين زده مي‌شود. SMLC مي‌تواند با تجهيزات BSC يكپارچه و يا اينكه الماني جداگانه در شبكه باشد. يونيت LMU كه تحت كنترل SMLC قرار دارد بايستي به BTS متصل شده باشد ولي به صورت آلرتانيو مي‌تواند به BSC متصل شود بعضي از روش‌هاي موقعيت‌يابي، نياز به اطلاعات اندازه‌گيري شده توسط LMU را براي شناسايي محل گوشي دارند. GMLC رويه موقعيت‌يابي را با ارسال اطلاعات مربوط به تخمين گوشي به درخواست كننده (تجهيزات خارجي) به اتمام مي‌رساند.