BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

..

---------------- * ------------------

Luận văn thạc sĩ khoa học
Ngành: Xử lý Thông tin và Truyền thông

Đề tài:

Giám sát sự dich chuyển của
thuê bao trong mạng GSM
(Tracking the motion of mobile station in GSM network)

Trần Tuấn Vinh

Hà Nội 2009


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

---------------- * ------------------

Luận văn thạc sĩ khoa học
Ngành: Xử lý Thông tin và Truyền thông

Đề tài:

Giám sát sự dich chuyển của
thuê bao trong mạng GSM
(Tracking the motion of mobile station in GSM network)

Trần Tuấn Vinh

Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Kim Khánh

Hà Nội 2009


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

---------------- * ------------------

Luận văn thạc sĩ khoa học
Ngành: Xử lý Thông tin và Truyền thông

Đề tài:

Giám sát sự dich chuyển của
thuê bao trong mạng GSM
(Tracking the motion of mobile station in GSM network)

Trần Tuấn Vinh
Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Kim Khánh

Hà Nội 2009



Giám sát dịch chuyển của thuê bao trong mạng GSM

Lời cảm ơn
Đề tài “Giám sát dịch chuyển của thuê bao trong mạng GSM” là một đề tài
mới, chưa có nhiều kết quả nghiên cứu nên trong quá trình thực hiện tác giả đã gặp
nhiều khó khăn và bỡ ngỡ khi tiếp cận với đề tài. Nhưng một điều may mắn là khi thực
hiện đề tài này tác giả đã nhận được sự hướng dẫn và chỉ bảo tận tình của Tiến sí
Nguyễn Kim Khánh, cũng như được sự hỗ trợ tạo điều kiện của Viện Đào tạo sau Đại
học, Viện Công nghệ Thông tin và Truyển thông, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
cho tác giả được tham gia khóa thực tập tại trung tâm nghiên cứu và phát triển của tập
đồn Orange France Telecom - Cộng hịa Pháp.
Qua đây, tác giả xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới Viện Đào tạo sau Đại
học, Viện Công nghệ Thông tin và Truyền thông, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội,
các thầy cô và bạn bè lớp Cao học Xử lý Thơng tin và Truyền thơng khóa 2007-2009
cũng như các chuyên gia, kỹ sư của tập đoàn Orange France Telecom đã chỉ bảo, hỗ
trợ, động viên và cổ vũ tác giả trong quá trình thưc hiện đề tài. Đặc biệt, tác giả xin
được gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Tiến sĩ Nguyễn Kim Khánh, thầy đã định hướng và tận
tình hướng dẫn, quan tâm chỉ bảo cũng như đóng góp những ý kiến hết sức quý báu
giúp tác giả thực hiện thành công đề tài này
Hà Nội, ngày 1 tháng 11 năm 2009
Thực hiện đề tài

Trần Tuấn Vinh

Trần Tuấn Vinh – Cao học Xử lý Thông tin và Truyền thông 2007-2009

Trang 1



Giám sát dịch chuyển của thuê bao trong mạng GSM

Mục lục
Lời cảm ơn ......................................................................................................................1
Chương 1. Mở đầu .........................................................................................................7
1.1. Lý do lựa chọn đề tài .............................................................................................8
1.2. Phạm vi nghiên cứu của đề tài ..............................................................................8
1.3. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài...................................................................................9
1.4. Nội dung chính của luận văn...............................................................................10
Chương 2. Tổng quan tình hinh nghiên cứu .............................................................11
2.1. Tổng quan về mạng GSM ...................................................................................12
2.1.2. Thiết bị di động .............................................................................................12
2.1.2. Hệ thống trạm gốc ........................................................................................13
2.1.3. Hệ thống mạng ..............................................................................................13
2.2. Các dịch vụ dựa trên vị trí th bao trên mạng GSM/GPRS .............................14
2.2.1 Dịch vụ thơng tin dựa trên vị trí ....................................................................14
2.2.2. Tính cước theo vị trí địa lý ...........................................................................14
2.2.3. Dịch vụ khẩn cấp ..........................................................................................15
2.2.4. Dịch vụ dị tìm ..............................................................................................15
2.3. Các kỹ thuật định vị trong mạng GSM/GPRS ...................................................15
2.3.1. Cell - ID (Cell site Identification).................................................................16
2.3.2. E-OTD (Enhanced Observed Time Difference) ...........................................17
2.3.3. A-GPS (Assisted GPS) .................................................................................19
2.3.4. Các phương pháp kết hợp .............................................................................20
2.4. Các vấn đề triển khai LBS trên mạng GSM/GPRS ............................................22
2.5. Các kết quả nghiên cứu, triển khai LBS trong mạng GSM/GPRS ([6]) ............24
2.5.1. Kết quả nghiên cứu của IBM về LBS trong mạng GSM/GPRS ..................24
2.5.2. Kết quả nghiên cứu của Erricson .................................................................27
2.5.3. Dịch vụ SMS Locator của MobiFone ở Việt Nam .......................................30
2.6. Các đề xuất và giải pháp thực hiện trong đề tài ..................................................31

Chương 3. Các kết quả nghiên cứu ............................................................................33
3.1. Giải pháp xác định dịch chuyển của thuê bao dựa trên vùng đia lý ...................34
3.1.1. Xác định vùng địa lý dựa trên các Cell-ID. ..................................................34
3.1.2. Giải pháp xác định dịch chuyển của thuê bao dựa trên Cell-ID. ..................37

Trần Tuấn Vinh – Cao học Xử lý Thông tin và Truyền thông 2007-2009

Trang 2


Giám sát dịch chuyển của thuê bao trong mạng GSM

3.2. Giải thuật tính diện tích giao nhau giữa vùng địa lý và cell của trạm BTS ........37
3.2.1. Thuật tốn tính diện tích giao nhau giữa vùng địa lý dạng elip và cell ........38
3.2.2. Giải thuật áp dụng tính diện tích giao nhau giữa vùng địa lý dạng Polygon
với Cell....................................................................................................................46
3.3. Giải pháp xác định dịch chuyển của thuê bao di động dựa trên vùng địa lý trên
nền tảng webservice và giao thức MLP (Mobile Location Protocol) ........................56
3.3.1. Tổng quan về MLP ......................................................................................56
3.3.2. Xây dựng ứng dụng webservice xác định dịch chuyển của thuê bao dựa trên
MLP ........................................................................................................................59
3.4. Giải pháp mô phỏng dịch chuyển của thuê bao di động dựa trên Map API của
Google. .......................................................................................................................70
Chương 4. Đánh giá các kết quả ................................................................................71
4.1. Đánh giá giải pháp xác định dịch chuyển của thuê bao dựa trên vùng địa lý. ....72
4.2. Đánh giá giải thuật xác định diện tích giao nhau giữa vùng địa lý và cell BTS .73
4.3. Đánh giá kết quả thực hiện giải pháp dựa trên nền tảng WebService ................77
Chương 5. Kết luận .....................................................................................................82
5.1. Các kết quả nghiên cứu mới ................................................................................83
5.2. Điểm còn hạn chế của đồ án ...............................................................................84

5.3. Khuyến nghị và hướng nghiên cứu tiếp theo ......................................................84

Trần Tuấn Vinh – Cao học Xử lý Thông tin và Truyền thông 2007-2009

Trang 3


Giám sát dịch chuyển của thuê bao trong mạng GSM

Danh mục hình sử dụng trong luận văn:
Hình 2.1. Cấu trúc mạng GSM ......................................................................................12
Hình 2.2.Cell-ID kết hợp với Sector-ID hoặc TA(Timing Advance) ...........................16
Hình 2.3. Nguyên lý hoạt động của E-OTD. .................................................................17
Hình 2.4. Nguyên lý hoạt động của A-GPS. .................................................................19
Hình 2.5. Chi phí triển khai E-OTD so với A-GPS.......................................................23
Hình 2.6. Các phần tử mạng GSM/GPRS sử dụng E-OTD ..........................................23
Hình 2.7.Cấu trúc hệ thống LBS của IBM ....................................................................25
Hình 2.8. Vị trí của th bao dựa trên vị trí của BTS ...................................................26
Hình 2.9. Hoạt động của Spatial Trigger.......................................................................27
Hình 2.10. Passive update .............................................................................................29
Hình 2.11. Changing Location Update ..........................................................................29
Hình 2.12. Periodic Location Update ............................................................................30
Hình 2.13. Dịch vụ SMS Locator của MobiFone..........................................................30
Hình 3.1. Các dạng Cell-ID (Nguồn [7]).......................................................................34
Hình 3.2. Các dạng cell cơ bản. .....................................................................................35
Hình 3.3. Một số trường hợp khó xác định dịch chuyển của thuê bao..........................35
Hình 3.4. Quy đổi vùng địa lý sang vùng bao phủ của Cell ..........................................36
Hình 3.5. Hình dạng của Elip ........................................................................................38
Hình 3.6. Hình dạng Cell ...............................................................................................38
Hình 3.7. Xoay và dịch vị trí của elip............................................................................39

Hình 3.8. Tọa độ tương đối củađường trịn và elip .......................................................40
Hình 3.9. Tọa độ các điểm đỉnh ....................................................................................41
Hình 3.10. Lưu đồ thuật toán xác định các giao điểm đặc biệt .....................................42
Hình 3.11. Lưu đồ thuật tốn xác định các giao điểm...................................................43
Hình 3.12. Các vị trí tương đối của đường trịn và elip.................................................44
Hình 3.13.Tính gần đúng diện tích hình phẳng. ............................................................45
Hình 3.14. Thuật tốn xác định điểm nằm trong hay ngồi đa giác..............................46
Hình 3.15. Trường hợp cắt cạnh đa giác tại đỉnh đa giác..............................................47
Hình 3.16. Xác định vùng khơng gian giới hạn bởi các cạnh của đa giác ....................48
Hình 3.17. Dịch trục tọa độ ...........................................................................................49
Hình 3.18. Các hình dạng của đa giác ...........................................................................50

Trần Tuấn Vinh – Cao học Xử lý Thông tin và Truyền thông 2007-2009

Trang 4


Giám sát dịch chuyển của thuê bao trong mạng GSM

Hình 3.19. Thuật toán xác định các điểm tự giao cắt của đa giác .................................51
Hình 3.20. Ví trí tương đối của điểm cực đường trịn so với đa giác ............................54
Hình 3.21. Phương pháp xác định đường bao theo trục Oy. .........................................55
Hình 3.22. Các trường hợp cần loại bỏ khi tính diện tích giao nhau ............................56
Hình 3.23. MLP trong các hệ thống LCS (Location services) ......................................57
Hình 3.24. Cấu trúc MLP. .............................................................................................57
Hình 3.25. Mơ hình hệ thống xác định dịch chuyển của th bao ................................61
Hình 3.26. Kịch bản trao đổi dữ liệu giữa Service server và Omniloc server. .............63
Hình 3.27. Lưu đồ quy trình thực hiện trên Omniloc Server ........................................69
Hình 3.28. Lưu đồ thuật tốn mơ phỏng dịch chuyển của th bao ..............................70
Hình 4.1 .Chuyển đổi vùng địa lý sang vùng phủ sóng của cell với các ngưỡng θ ......72

Hình 4.2.a Kết quả tính tốn cho vùng địa lý dạng hình trịn .......................................73
Hình 4.2.b Kết quả tính tốn cho vùng địa lý dạng elip thẳng đứng .............................74
Hình 4.2.c Kết quả tính tốn cho vùng địa lý dạng elip nghiêng góc 530 .....................74
Hình 4.2.d. Kết quả tính tốn cho vùng địa lý dạng đa giác tự giao cắt .......................75
Hình 4.3. Tỷ lệ giữa diện tích giao nhau và diện tích phủ sóng của cell ......................75
Hình 4.4. Kết quả tính tốn cho khu vực trung tâm Paris .............................................76
Hình 4.5. Biểu đồ so sánh thời gian tính tốn ...............................................................76
Hình 4.6.Giao diện cho phép người dùng đưa ra các u cầu .......................................77
Hình 4.7.Thơng báo lỗi khi người dùng nhập sai số điện thoại ....................................78
Hình 4.8. Thơng báo lỗi khi Start time > Stop time. .....................................................78
Hình 4.9.Vùng địa lý người sử dụng mô tả bằng click chuột lên bản đồ ......................79
Hình 4.10.Lỗi xảy ra do khơng kết nối được đến Ominiloc server. ..............................79
Hình 4.11.Kết quả đưa ra trên website khi yêu cầu được chấp nhận. ...........................80
Hình 4.12.Kết quả được thông báo tới điện thoại của người dùng bằng SMS .............80
Hình 4.13. Mơ phỏng dịch chuyển của th bao. ..........................................................81
Hình 4.14. Thơng báo dịch chuyển của th bao tới người sử dụng.............................81

Trần Tuấn Vinh – Cao học Xử lý Thông tin và Truyền thông 2007-2009

Trang 5


Giám sát dịch chuyển của thuê bao trong mạng GSM

Danh mục bảng sử dụng trong luận văn:
Bảng 2.1.Các đặc tính và chỉ tiêu của phương pháp Cell-ID. .......................................17
Bảng 2.2. Các đặc tính, chỉ tiêu của E-OTD. ................................................................18
Bảng 2.3. Các đặc tính, chỉ tiêu A-GPS ........................................................................20
Bảng 2.4. Các đặc tính của phương pháp kết hợp .........................................................21
Bảng 2.5. So sánh, đánh giá đặc tính của các phương pháp định vị. ............................22

Bảng 3.1. Thuật toán xác định dịch chuyển của thuê bao dựa trên Cell. ......................37
Bảng 3.2.Tập các DTD được sử dụng trên Element Layer ...........................................58
Bảng 3.3. Các dịch vụ được cung cấp trong MLP ........................................................59
Bảng 3.4. Tham số HTTP Request. ...............................................................................62

Trần Tuấn Vinh – Cao học Xử lý Thông tin và Truyền thông 2007-2009

Trang 6


Giám sát dịch chuyển của thuê bao trong mạng GSM

Chương 1. Mở đầu
1.1. Lý do lựa chọn đề tài ........................................... Error! Bookmark not defined.
1.2. Phạm vi nghiên cứu của đề tài ............................ Error! Bookmark not defined.
1.3. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài................................. Error! Bookmark not defined.
1.4. Nội dung chính của luận văn............................... Error! Bookmark not defined.

Trần Tuấn Vinh – Cao học Xử lý Thông tin và Truyền thông 2007-2009

Trang 7


Giám sát dịch chuyển của thuê bao trong mạng GSM

1.1. Lý do lựa chọn đề tài
Nghiên cứu và phát triển các ứng dụng dựa trên việc xác định vị trí của người
sử dụng hoặc các đối tượng di động hiện nay đang là vấn đề rất được quan tâm không
chỉ riêng ở Việt Nam mà ngay cả trên thế giới. Các kết quả nghiên cứu cũng như các
ứng dụng đã và đang phát triển ở Việt Nam hiện nay vẫn đang chủ yếu dựa trên hệ

thống định vị GPS (Global Positioning System) của Mỹ. Ưu điểm của định vị sử dụng
GPS là độ chính xác tương đối cao và dễ triển khai trên diện rộng (do dựa trên tín hiệu
thu nhận tử vệ tinh). Tuy nhiên nhược điểm của GPS là đầu thu tín hiệu thường có giá
thành cao và khi đối tượng di động vào các khu vực đông dân cư, nhiều nhà cao tầng
thì sẽ khơng cịn xác định được vị trí của đối tượng nữa… vì vậy việc triển khai các
dịch vụ dựa trên vị trí người dùng sử dụng GPS khó triển khai trên diện rộng và cho đa
số người sử dụng nhất là người sử dụng bình dân(thu nhập trung bình và thấp).
Mặt khác để xác định vị trí của đối tượng di động khơng chỉ dựa trên định vị
GPS mà cịn có rất nhiều cách khác như dựa trên vị trí của đối tượng trong mạng
Wireless, Wimax, trong mạng GSM/GPRS, mạng WCDMA và mạng 3G….
Với sự phát triển không ngừng của các mạng thông tin di động như ở Việt Nam
hiện nay, mật độ phủ sóng của mạng GSM/GPRS ngày càng được mở rộng ra khắp
toàn quốc, nên việc nghiên cứu và phát triển các ứng dụng dựa trên vị trí thuê bao
trong mạng GSM/GPRS là một vấn đề đang rất được quan tâm và có khả năng ứng
dụng cao.Trong khi đó các kết quả nghiên cứu cũng như triển khai các ứng dụng này ở
Việt Nam còn rất hạn chế nên tác giả quyết định lựa chọn đề tài này với mong muốn
đưa ra được một số kết quả nghiên cứu cũng như giải pháp phát triển các ứng dụng
dựa trên vị trí của thuê bao trong mạng GSM/GPRS.
Đồng thời trong quá trình thực hiện luận này, theo chương trình hợp tác giữa
trường Đại học Bách Khoa Hà Nội và tập đoàn Orange France Telecom – Cộng hịa
Pháp, tơi may mắn có cơ hội được tạo điều kiện thực tập tại trung tâm nghiên cứu và
phát triển của tập đoàn Orange về đúng đề tài định vị trong mạng GSM/GPRS. Đây là
điều kiện rất tốt cho tơi có thể học tập, nghiên cứu, thử nghiệm và triển khai các kết
quả của nghiên cứu của mình.
1.2. Phạm vi nghiên cứu của đề tài
Nghiên cứu về định vị trong mạng GSM/GPRS có rất nhiều hướng tiếp cận và
nghiên cứu khác nhau tuy nhiên có thể chia làm 2 hướng chính sau:
• Nghiên cứu các giải pháp nâng cao độ chính xác trong việc xác định vị trí của
th bao trong mạng.
• Nghiên cứu các giải pháp triển khai các ứng dụng dựa trên vị trí của thuê bao

trong mạng.

Trần Tuấn Vinh – Cao học Xử lý Thông tin và Truyền thông 2007-2009

Trang 8


Giám sát dịch chuyển của thuê bao trong mạng GSM

Luận văn này tập trung nghiên cứu theo hướng thứ hai, nghiên cứu giải pháp
xác định sự dịch chuyển của thuê bao di động dựa trên vùng địa lý. Các nội dung
nghiên cứu cụ thể của đề tài bao gồm:
• Nghiên cứu tổng quan về các kỹ thuật định vị dựa trên mạng GSM/GPRS và
lựa chọn giải pháp thích hợp cho đề tài
• Xây dựng giải pháp xác định vùng địa lý (khu vực có vị trí và hình dạng xác
định) dựa trên vùng phủ sóng của các trạm BTS (các cell).
• Xây dựng giải thuật xác định sự dịch chuyển của thuê bao với các trường hợp:
o Đang đi vào (Entering)
o Đang rời khỏi(Leaving)
o Đang ở trong(With In)
o Đang ở ngồi(With Out)
một cách chính xác và đảm bảo tính thời gian thực.
• Tim hiểu chuẩn giao thức MLP (Mobile Location Protocol) và Omniloc
flatform (của Orange France Telecom) triển khai kết quả nghiên cứu trên nền
middleware và WebService.
• Tìm hiểu và ứng dụng Google API để kiểm tra đánh giá các kết quả nghiên cứu
và xây dựng server mô phỏng sự dịch chuyển của thuê bao di động.
Luận văn này không chỉ dừng lại ở nghiên cứu lý thuyết mà mong muốn triển
khai các kết quả nghiên cứu này vào thực tế với sản phẩm ứng dụng cụ thể.
1.3. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Nghiên cứu và triển khai các giải pháp, ứng dụng sử dụng định vị trong mạng
GSM/GPRS là một đề tài đang rất được quan tâm trên thế giới. Đã có rất nhiều kết quả
nghiên cứu cũng như các ứng dụng được triển khai và đem lại hiệu quả cao. Đó là
những tiền đề giúp tác giả tự tin lựa chọn thực hiện đề tài, đồng thời trong q trình
thực hiện đề tài này, tơi đã dựa trên các kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả trên thế
giới cũng như có được sự hỗ trợ của các chun gia tập đồn Orange France Telecom
giúp q trình nghiên cứu đã đạt được kết quả tốt khi thực hiện và thử nghiệm trên hệ
thống của tập đoàn Orange.
Kết quả nghiên cứu của đề tài giúp có thể xác định một cách chính xác và đảm
bảo tính thời gian thực sự dịch chuyển của thuê bao di động dựa trên vùng địa lý hỗ trợ
các nhà cung cấp mạng viễn thông triển khai được rất nhiều các dịch vụ hỗ trợ khách
hàng như:
• Dịch vụ giám sát và xác định vị trí và sự dịch chuyển của người già và trẻ em.
• Dịch vụ xác định và cảnh báo vị trí của người sử dụng dựa trên các khu vực địa
lý xác định.

Trần Tuấn Vinh – Cao học Xử lý Thông tin và Truyền thông 2007-2009

Trang 9


Giám sát dịch chuyển của thuê bao trong mạng GSM

• Các dịch vụ tính cước ưu đãi theo khu vực.
• Dịch vụ quảng cáo giới thiệu các điểm khu vực du lịch tương ứng với vị trí của
người dùng.
• Triển khai một số kỹ thuật hỗ trợ cơ quan an ninh giám sát quản lý hoạt động
của các đối tượng nghi vấn trong một số khu vực xác định.
• .….
1.4. Nội dung chính của luận văn

Luận văn với đề tài: “Giám sát sự dịch chuyển của thuê bao trong mạng GSM”
được trình bày trong trang và được chia thành 5 chương với nội dung chính như sau:
Chương 1: Mở đàu
Trình bày lý do lựa chọn đề tài, phạm vi nghiên cứu khả năng ứng dụng
của đề tài.
Chương 2: Tổng quan về tình hình nghiên cứu
Giới thiệu tổng quan về mạng GSM, các phương pháp xác định vị trí
thuê bao trong mạng GSM, cũng như một số kết quả nghiên cứu triển
khai các ứng dụng dựa trên vị trí thuê bao trên thế giới cũng như ở Việt
Nam. Từ đó đưa ra các đề xuất và giải pháp cần thực hiện trong đề tài để
có thể xác định dịch chuyển của thuê bao trong mạng GSM.
Chương 3: Các kết quả nghiên cứu
Trình bày các kết quả đã nghiên cứu và thực hiện trong đề tài bao gồm:
Giải pháp xác định dịch chuyển của thuê bao dựa trên vùng địa lý, giải
thuật chuyển đổi tọa độ vùng địa lý với các tọa độ địa lý cụ thể sang
vùng địa lý logic xác định thông qua các cell BTS và giải pháp xây dựng
ứng dụng xác định dịch chuyển của thuê bao dựa trên vùng địa lý trên
nền tảng webservice.
Chương 4: Đánh giá các kết quả
Đánh giá các kết quả nghiên cứu cũng như kết quả sản phẩm đã thực
hiện trong chương 3 thông qua việc thống kê và so sánh kết quả với kết
quả thực hiện của một số ứng dụng đã và đang thực hiện trong thực tế.
Chương 5: Kết luận:
Tổng kết và đánh giá các kết quả nghiên cứu mới trong đề tài cũng như
các điểm còn hạn chế của đề tài, từ đó đưa ra các khuyến nghị và đề xuất
để thực hiện mở rộng tiếp đề tài trong thời gian tới.

Trần Tuấn Vinh – Cao học Xử lý Thông tin và Truyền thông 2007-2009

Trang 10



Giám sát dịch chuyển của thuê bao trong mạng GSM

Chương 2. Tổng quan tình hinh nghiên cứu
2.1. Tổng quan về mạng GSM ................................... Error! Bookmark not defined.
2.2. Các dịch vụ dựa trên vị trí thuê bao trên mạng GSM/GPRS. .. Error! Bookmark
not defined.
2.3. Các kỹ thuật định vị trong mạng GSM/GPRS .... Error! Bookmark not defined.
2.4. Các vấn đề triển khai LBS trên mạng GSM/GPRS .......... Error! Bookmark not
defined.
2.5. Các kết quả nghiên cứu, triển khai LBS trong mạng GSM/GPRS ............. Error!
Bookmark not defined.
2.6. Các đề xuất và giải pháp thực hiện trong đề tài .. Error! Bookmark not defined.

Trần Tuấn Vinh – Cao học Xử lý Thông tin và Truyền thông 2007-2009

Trang 11


Giám sát dịch chuyển của thuê bao trong mạng GSM

2.1. Tổng quan về mạng GSM
(Theo sohoa.net)
Mạng GSM gồm có 3 thành phần, đó là thiết bị di động cung cấp khả năng liên
lạc, hệ thống trạm gốc điều khiển kết nối vô tuyến với trạm di động và hệ thống mạng
có chức năng thực hiện chuyển mạch các cuộc gọi giữa các thuê bao di động.
• Cấu trúc của mạng GSM có thể được chia thành ba phần (hình 2.1):
• Thiết bị di động (Mobile Station) được người thuê bao mang theo.
• Hệ thống trạm gốc (Base Station Subsystem - BSS) điều khiển kết nối vơ tuyến

với trạm di động.
• Hệ thống mạng (Network Subsystem), với bộ phận chính là trung tâm chuyển
mạch dịch vụ di động (MSC), thực hiện việc chuyển mạch cuộc gọi giữa các
thuê bao di động và giữa các thuê bao di động với thuê bao của mạng cố định.
MSC cũng thực hiện các chức năng quản lý di động.
Trên hình 2.1 khơng vẽ trung tâm vận hành bảo dưỡng (OMC) với chức năng
đảm bảo vận hành và thiết lập mạng. Trạm di động và hệ thống trạm gốc giao tiếp
thơng qua giao diện Um, cịn được gọi là giao diện không gian hoặc kết nối vô tuyến.
Hệ thống trạm gốc giao tiếp với MSC qua giao diện A.

BSC

SIM

PSTN,
ISDN, PSPDN
CSPDN

MSC

BTS

ME

VLR

HLR

BSC
BSC

Um
Mobile Station

EIR
Abis

Base station subsystem

SIM: Subscriber Identify Module
ME: Mobile Equipment
BTS: Base Transceiver Station

AuC

A
Network subsystem

BSC: Base Station Controller
HLR: Home Location Register
VLR: Visitor Location Register

MSC: Mobile service Switching Center
EIR: Equipment Identify Register
AuC: Authentication Center

Hình 2.1. Cấu trúc mạng GSM
2.1.2. Thiết bị di động
Thiết bị di động (MS) bao gồm điện thoại di động và một thẻ thông minh xác
thực thuê bao (SIM). SIM cung cấp khả năng di động cá nhân, vì thế người sử dụng có
thể lắp SIM vào bất cứ máy điện thoại di động GSM nào truy nhập vào dịch vụ đã

đăng ký. Mỗi điện thoại di động được phân biệt bởi một số nhận dạng điện thoại di

Trần Tuấn Vinh – Cao học Xử lý Thông tin và Truyền thông 2007-2009

Trang 12


Giám sát dịch chuyển của thuê bao trong mạng GSM

động IMEI (International Mobile Equipment Identity). Card SIM chứa một số nhận
dạng thuê bao di động IMSI (International Subcriber Identity) để hệ thống nhận dạng
thuê bao, một mật mã để xác thực và các thơng tin khác. IMEI và IMSI hồn tồn độc
lập với nhau để đảm bảo tính di động cá nhân. Card SIM có thể chống việc sử dụng
trái phép bằng mật khẩu hoặc số nhận dạng cá nhân (PIN).
2.1.2. Hệ thống trạm gốc
Hệ thống trạm gốc gồm có hai phần Trạm thu phát gốc (BTS) và Trạm điều
khiển gốc (BSC). Hai phần này giao tiếp với nhau qua giao diện Abis, cho phép các
thiết bị của các nhà cung cấp khác nhau có thể "bắt tay" nhau được.
Trạm thu phát gốc có bộ thu phát vơ tuyến xác định một ô (cell) và thiết lập
giao thức kết nối vô tuyến với trạm di động. Trong một khu đô thị lớn thì số lượng
BTS cần lắp đặt sẽ rất lớn. Vì thế, yêu cầu đối với trạm BTS là chắc chắn, ổn đinh, có
thể di chuyển được và giá thành tối thiểu.
Trạm điều khiển gốc quản lý tài nguyên vơ tuyến cho một hoặc vài trạm BTS.
Nó thực hiện thiết lập kênh vô tuyến, phân bổ tần số, và chuyển vùng. BSC là kết nối
giữa trạm di động và tổng đài chuyển mạch di động MSC.
2.1.3. Hệ thống mạng
Thành phần trung tâm của hệ thống mạng là tổng đài chuyển mạch di động
MSC. Nó hoạt động giống như một tổng đài chuyển mạch PSTN hoặc ISDN thông
thường, và cung cấp tất cả các chức năng cần thiết cho một thuê bao di động như: đăng
ký, xác thực, cập nhật vị trí, chuyển vùng, định tuyến cuộc gọi tới một thuê bao

roaming (chuyển vùng). MSC cung cấp kết nối đến mạng cố định ( PSTN hoặc ISDN).
Báo hiệu giữa các thành phần chức năng trong hệ thống mạng sử dụng Hệ thống báo
hiệu số 7 (SS7).
Bộ ghi địa chỉ thường trú (HLR) và Bộ ghi địa chỉ tạm trú (VLR) cùng với tổng
đài chuyển mạch di động MSC cung cấp khả năng định tuyến cuộc gọi và roaming cho
GSM. HLR bao gồm tất cả các thông tin quản trị cho các thuê bao đã được đăng ký
của mạng GSM, cùng với vị trí hiện tại của thuê bao. Vị trí của thuê bao thường dưới
dạng địa chỉ báo hiệu của VLR tương ứng với trạm di động. Chỉ có một HLR logic cho
tồn bộ mạng GSM mặc dù nó có thể được triển khai dưới dạng cơ sở dữ liệu phân bố.
Bộ ghi địa chỉ tạm trú (VLR) bao gồm các thông tin quản trị được lựa chọn từ
HLR, cần thiết cho điều khiển cuộc gọi và cung cấp dịch vụ thuê bao, cho các di động
hiện đang ở vị trí mà nó quản lý. Mặc dầu các chức năng này có thể được triển khai ở
các thiết bị độc lập nhưng tất cả các nhà sản xuất tổng đài đều kết hợp VLR vào MSC,
vì thể việc điều khiển vùng địa lý của MSC tương ứng với của VLR nên đơn giản

Trần Tuấn Vinh – Cao học Xử lý Thông tin và Truyền thông 2007-2009

Trang 13


Giám sát dịch chuyển của thuê bao trong mạng GSM

được báo hiệu. Chú ý rằng MSC không chứa thông tin về trạm di động cụ thể- thông
tin này được chứa ở bộ ghi địa chỉ..
Có hai bộ ghi khác được sử dụng cho mục đính xác thực và an ninh . Bộ ghi
nhận dạng thiết bị (EIR) là một cơ sở dữ liệu chứa một danh sách của tất cả các máy
điện di dộng hợp lệ trên mạng với mỗi máy điện thoại được phân biệt bởi số IMEI.
Một IMEI bị đánh dấu là khơng hợp lệ nếu nó được báo là bị mất cắp hoặc có kiểu
khơng tương thích. Trung tâm xác thực (AuC) là một cơ sở dữ liệu bảo vệ chứa bản
sao các khoá bảo mật của mỗi card SIM, được dùng để xác thực và mã hố trên kênh

vơ tuyến.
2.2. Các dịch vụ dựa trên vị trí thuê bao trên mạng GSM/GPRS ([13])
Việc xác định được vị trí thuê bao cho phép các nhà khai thác cung cấp cho
khách hàng những dịch vụ mà họ mong muốn và cũng là cơ hội lớn để cung cấp thêm
các dịch vụ giá trị gia tăng mới nhằm thu hút thêm khách hàng. Dịch vụ dựa trên vị trí
LBS(Location based services) có thể chia làm 4 loại chính:
• Dịch vụ thơng tin dựa trên vị trí (Location based information services)
• Tính cước theo vị trí địa lý (Location sensitive billing)
• Các dịch vụ khẩn cấp (Emergency services)
• Dịch vụ dị tìm (Tracking)
2.2.1 Dịch vụ thơng tin dựa trên vị trí
Loại dịch vụ này gồm nhiều ứng dụng có các thông tin đã được lựa chọn và
chuyển tải đến người sử dụng dựa vào vị trí của họ. Chẳng hạn, một khách hàng có
điện thoại di động hoặc thiết bị hỗ trợ WAP (Wireless Access Protocol) có thể tìm ra
một nhà hàng thích hợp theo yêu cầu của họ bằng cách gửi các yêu cầu tới hệ thống.
Ứng dụng LBS sẽ tương tác với các thành phần khác trong mạng để xác định được vị
trí của khách hàng này và cung cấp danh sách các nhà hàng gần họ nhất để khách hàng
có thể lựa chọn...
Các loại dịch vụ khác nhau sẽ có u cầu độ chính xác về vị trí của thuê bao là
khác nhau và tuỳ thuộc vào loại thơng tin mà hệ thống có thể cung cấp. Ví dụ, dịch vụ
dẫn đường yêu cầu độ chính xác cao cịn dịch vụ cung cấp thơng tin thời tiết thì chỉ
cần độ chính xác tương đối.
2.2.2. Tính cước theo vị trí địa lý
Loại ứng dụng này cung cấp khả năng tính cước ưu đãi. Thơng qua dịch vụ tính
cước theo vị trí địa lý, khách hàng có thể thiết lập các vùng dành riêng chẳng hạn
“vùng làm việc” hoặc “vùng cư trú”. Khách hàng sẽ thoả thuận với nhà cung cấp về
giá cước để họ có thể đạt được tốc độ dữ liệu không thay đổi khi thuộc vùng cư trú và

Trần Tuấn Vinh – Cao học Xử lý Thông tin và Truyền thông 2007-2009


Trang 14


Giám sát dịch chuyển của thuê bao trong mạng GSM

các tốc độ cao hơn ở vùng làm việc. Loại hình dịch vụ này có thể đặc biệt hữu ích khi
sử dụng cùng với các ứng dụng di động khác như dịch vụ thuê bao trả trước. dịch vụ
roaming chuyển vùng cuộc gọi.
2.2.3. Dịch vụ khẩn cấp
Khách hàng có thể gọi các dịch vụ khẩn cấp từ máy di động của họ, dịch vụ này
sẽ xác định vị trí cũng như các thơng tin cá nhân liên quan như tình trạng sức khoẻ,
nhóm máu.. và thơng báo với thời gian ngắn nhất cho cảnh sát/cứu thương/ chữa cháy
gần nhất. Hoặc ngược lại khi có sự cố xảy ra như bão lụt, thiên tai hay các sự cố với
các nhà máy hóa chất, nhà máy hạt nhân, hệ thống có thể tự động gửi các thông tin tới
các thuê báo đang ở trong vùng nguy hiểm, hoặc các thuê bao đang đi vào vùng nguy
hiểm có thể rời xa ngay khỏi khu vực nguy hiểm đó.
2.2.4. Dịch vụ dị tìm
Những dịch vụ này bao gồm cả các ứng dụng cho cá nhân và tập thể và độ
chính xác của nó cũng địi hỏi rất cao. Có ba loại dịch vụ dị tìm chủ yếu:
• Quản lý nhân lực/Quản lý các phương tiện: ứng dụng cho các công ty taxi, vận
tải… Dịch vụ này giúp họ biết được nhân viên của họ/các máy móc thiết bị
đang ở đâu để có thể điều hành một cách hiệu quả nhất.
• Dị tìm hiện vật: dùng cho cả các tổ chức hay cá nhân muốn đảm bảo một vật gì
giá trị có thể tìm được nếu như bị đánh cắp.
• Dịch vụ tìm người: Dịch vụ này cho phép bố mẹ biết được con cái họ hiện đang
ở đâu, hoặc bạn bè tìm kiếm nhau v.v...
2.3. Các kỹ thuật định vị trong mạng GSM/GPRS ([13])
Việc xác định vị trí thuê bao di động là một trong những vấn đề khó khăn nhất
cần phải thực hiện để cung cấp dịch vụ LBS. Các nhà cung cấp dịch vụ LBS sử dụng
các phương pháp khác nhau để xác định vị trí th bao. Có thể chia phương pháp định

vị làm hai loại chính: dựa trên cơ sở mạng như Cell-ID, TOA (Time Of Arrival), AOA
(Angle of Arrival), TDOA (Time Difference Of Arrival) và dựa trên máy di động như
E-OTD, A-GPS. Ngồi ra cũng có thể phân chia các kỹ thuật này dựa trên đặc điểm
của hệ thống định vị có phụ thuộc vào hệ thống định vị tồn cầu GPS hay không. Tuy
nhiên ở đây tôi chỉ đề cập đến các kỹ thuật được sử dụng rộng rãi nhất trong mạng
GSM/GPRS: Cell-ID, E-OTD và A-GPS cũng như các kỹ thuật kết hợp chúng với
nhau.

Trần Tuấn Vinh – Cao học Xử lý Thông tin và Truyền thông 2007-2009

Trang 15


Giám sát dịch chuyển của thuê bao trong mạng GSM

2.3.1. Cell - ID (Cell site Identification)
Cell-ID được sử dụng trong mạng GSM, GPRS và WCDMA, đây là cách xác
định vị trí thuê bao đơn giản nhất. Phương pháp này yêu cầu mạng xác định vị trí của
BTS mà MS(Mobile station) đang trực thuộc, nếu có được thơng tin này thì vị trí của
MS cũng chính là vị trí của BTS đó. Tuy nhiên, do MS có thể ở mọi vị trí bất kỳ trong
cell nên độ chính xác của phương pháp này phụ thuộc vào kích cỡ cell. Nếu MS thuộc
vùng đơ thị, mật độ đơng thì kích cỡ cỡ cell bé nên độ chính xác cao hơn, vùng ngoại ô
kích cỡ cell lớn hơn nhiều nên sai lệch về vị trí có thể lên tới chục km.
Để tăng độ chính xác người ta dùng Sector-ID hoặc có thể kết hợp với một hay
cả hai kỹ thuật TA (Timing Advance) và dựa vào độ mạnh của tín hiệu. Cả hai kỹ
thuật này ban đầu được dành cho các mục đích khác do đó khi dùng để xác định vị trí
thì có thể sử dụng các thiết bị đã tồn tại trong mạng GSM/GPRS. Kỹ thuật TA sử dụng
thông tin về sai lệch thời gian được gửi từ BTS tới hiệu chỉnh thời gian phát của MS
sao cho tín hiệu từ MS tới BTS đúng với khe thời gian dành cho MS để tính ra khoảng
cách từ MS tới BTS. Tuy nhiên, kỹ thuật TA chỉ cho biết MS trong vùng địa lý của

BTS đang phục vụ nó với bán kính xác định được nhờ TA. Ngồi ra, trong mạng thơng
tin di động MS thường đo độ mạnh của tín hiệu từ một số BTS và gửi thông tin này
đến BTS đang phục vụ nó, vì vậy có thể dựa vào thơng tin độ mạnh tín hiệu này để
tính ra được vị trí MS với độ chính xác cao hơn TA. Tuy nhiên, có rất nhiều yếu tố làm
hạn chế hiệu quả của phương pháp này như địa hình, suy hao ở mơi trường trong nhà
(các vật liệu xây dựng, hình dạng, kích cỡ tồ nhà….

Hình 2.2. Cell-ID kết hợp với Sector-ID hoặc TA(Timing Advance)
Như vậy, Cell-ID và các kỹ thuật tăng cường hỗ trợ nó mặc dù có một số ưu
điểm như ít phải thay đổi phần cứng của mạng, ít tốn kém thì lại có nhược điểm độ
chính xác không cao, phụ thuộc vào mật độ cell ..làm cho phương pháp xác định này
chỉ có khả năng hỗ trợ cho một số ít các dịch vụ.

Trần Tuấn Vinh – Cao học Xử lý Thông tin và Truyền thông 2007-2009

Trang 16


Giám sát dịch chuyển của thuê bao trong mạng GSM

Chỉ tiêu

Đánh giá

Chú thích
Độ chính xác phụ thuộc vào mật độ BTS và
các kỹ thuật hỗ trợ khác

Độ ổn định


Kém

Độ chính xác

Trung bình Từ 500 m đến 20 km

TTFF (Time to
Tốt
First Fix)

Khoảng 1 giây

Đầu cuối

Tốt

Khơng cần có sự thay đổi nào, khơng tốn pin

Roaming

Tốt

u cầu có LS (Location server) ở mạng
khách

Hiệu suất

Tốt

Sử dụng tối thiểu băng thông và dung lượng

của mạng.

Khả năng mở
rộng

Tốt

Rất dễ dàng khi mở rộng mạng

Tính tương
thích

Rất tốt

Cell-ID có thể dùng trong tất cả các mạng

Bảng 2.1. Các đặc tính và chỉ tiêu của phương pháp Cell-ID.
2.3.2. E-OTD (Enhanced Observed Time Difference)
E-OTD chỉ có thể sử dụng trong mạng GSM/ GPRS. Trong phương pháp này
MS đánh giá tín hiệu truyền từ các BTS lân cận và đo độ lệch thời gian các khung từ
các BTS này làm cơ sở của phương pháp xác định vị trí. Độ chính xác của phương
pháp E-OTD phụ thuộc vào độ phân giải của phép đo độ lệch thời gian, vị trí địa lý đặt
các BTS lân cận và mơi trường truyền sóng. MS phải đo thời gian chênh lệch từ ít nhất
ba BTS để hỗ trợ xác định được vị trí của mình.

Hình 2.3. Nguyên lý hoạt động của E-OTD.

Trần Tuấn Vinh – Cao học Xử lý Thông tin và Truyền thông 2007-2009

Trang 17



Giám sát dịch chuyển của thuê bao trong mạng GSM

Với phương pháp E-OTD, độ chính xác khi xác định độ lệch thời gian là tham
số hết sức quan trọng để xác định vị trí của MS, vì vậy trong mạng GSM/GPRS yêu
cầu có thêm các phần tử LMU (Location Measurement Unit) với tỷ lệ 1,5 BTS cần có
1 LMU. Như vậy, việc đưa thêm phần tử mới LMU vào mạng làm cấu trúc mạng thay
đổi đáng kể. Để cung cấp dịch vụ này ở diện rộng cần lắp đặt rất nhiều LMU cho các
BTS của mạng, điều này yêu cầu các kỹ sư phải định cỡ mạng, đánh giá ảnh hưởng tới
phần vô tuyến khi lắp thêm các phần tử này. Ngoài ra, MS cũng cần nâng cấp về phần
mềm để hỗ trợ cho E-OTD và khách hàng phải mang máy của mình đến các trung tâm
để cập nhật phần mềm này. Hơn nữa, MS sẽ gặp phải vấn đề khi họ roaming sang
mạng của nhà khai thác khác mà mạng này không cài đặt các phần tử LMU.
E-OTD là giải pháp cải thiện được các chỉ tiêu so với cell-ID, tuy nhiên lại yêu
cầu rất nhiều LMU. Điều này có nghĩa là làm tăng chi phí, khó thực hiện…Ngồi ra,
E-TOD u cầu có được thơng tin từ ít nhất 3BTS do đó phương pháp này sẽ cho độ
chính xác kém ở những vùng mật độ BTS thưa, hoặc trong trường hợp các BTS thẳng
hàng (dọc các đường quốc lộ,..).
Chỉ tiêu

Đánh giá

Chú thích

Độ ổn định

Trung bình

Độ chính xác phụ thuộc vào mật độ, vị trí

BTS

Độ chính xác

Trung bình

Từ 100 đến 500 m

TTFF (Time to
Tốt
First Fix)

Khoảng 5 giây

Đầu cuối

Tốt

Chỉ yêu cầu thay đổi phần mềm, khơng tốn
pin

Roaming

Kém

u cầu phải có LS(Location server) và
LMU trong mạng khách

Hiệu suất


Kém

Sử dụng băng thông và dung lượng của
mạng cho lưu lượng của LMU.

Kém

Khi mở rộng yêu cầu lắp đặt thêm các
LMU

Kém

Chỉ sử dụng được trong mạng
GPRS/GSM, khơng thể áp dụng cho mạng
WCDMA

Khả
rộng

năng

mở

Tính tương thích

Bảng 2.2. Các đặc tính, chỉ tiêu của E-OTD.

Trần Tuấn Vinh – Cao học Xử lý Thông tin và Truyền thông 2007-2009

Trang 18



Giám sát dịch chuyển của thuê bao trong mạng GSM

2.3.3. A-GPS (Assisted GPS)
A-GPS có thể sử dụng trong các mạng GSM, GPRS và WCDMA. A-GPS sử
dụng các vệ tinh làm các điểm tham chiếu để xác định vị trí. Bằng cách đo chính xác
khoảng cách tới 3 vệ tinh từ đó máy thu xác định được vị trí của nó ở trên mặt đất.
Máy thu đo khoảng cách bằng cách đo thời gian mà tín hiệu đi từ vệ tinh tới máy thu,
vì vậy cần u cầu độ chính xác thông tin về thời gian là rất cao. Thời gian chính xác
có thể nhận được từ các tín hiệu vệ tinh tuy nhiên q trình để nhận được thơng tin này
khá lâu và khó khăn khi tín hiệu từ vệ tinh quá yếu. Để giải quyết vấn đề này người ta
sử dụng một server (A-GPS Location server) cung cấp các thông tin liên quan đến vệ
tinh cho các máy thu. Những thông tin hỗ trợ từ server này giúp máy thu giảm được
thời gian xác định vị trí và cho phép các máy thu A-GPS hoạt động trong các môi
trường khác nhau

Hình 2.4. Nguyên lý hoạt động của A-GPS.
Đầu thu A-GPS hoạt động ở hai dạng chính: Dựa trên MS (MS-Based) và hỗ
trợ từ MS (MS-assisted). Ở dạng hỗ trợ từ MS, đầu thu A-GPS trong MS nhận một ít
thơng tin từ server A-GPS LS và tính khoảng cách đến các vệ tinh, các thông tin này
được MS gửi lại server để server này xác định vị trí của MS. ở dạng dựa trên MS, MS
xác định ln vị trí của nó nhờ các thơng tin hỗ trợ từ server.
A-GPS cho độ chính xác cao hơn so với Cell-ID, E-OTD và có thể hoạt động ở
mạng đồng bộ hoặc khơng đồng bộ mà không cần lắp thêm các LMU. Việc thực hiện
A-GPS hầu như không ảnh hưởng nhiều đến hạ tầng mạng và có thể hỗ trợ tốt cho việc
roaming, tuy nhiên với các MS yêu cầu phải có thêm đầu thu A-GPS.

Trần Tuấn Vinh – Cao học Xử lý Thông tin và Truyền thông 2007-2009


Trang 19


Giám sát dịch chuyển của thuê bao trong mạng GSM

Chỉ tiêu

Đánh giá

Chú thích

Độ ổn định

Tốt

Độ chính xác cao ở mọi vị trí địa lý

Độ chính xác

Tốt

Từ 5 đến 50 m

TTFF (Time to First
Tốt
Fix)

Khoảng 5 đến 10 giây

Đầu cuối


Kém

Yêu cầu thay đổi cả phần cứng, phần mềm

Roaming

Tốt

Yêu cầu phải có A-GPS LS ở mạng khách

Hiệu suất

Tốt

Sử dụng ít băng thơng và dung lượng của
mạng

Khả năng mở rộng

Tốt

Rất dễ dàng mở rộng

Tính tương thích

Tốt

Hỗ trợ tất cả các mạng GSM, GPRS và
WCDMA


Bảng 2.3. Các đặc tính, chỉ tiêu A-GPS
2.3.4. Các phương pháp kết hợp
Với mạng GSM/GPRS, WCDMA phương pháp được sử dụng thông dụng nhất
là sử dụng kết hợp giữa A-GPS với Cell-ID. Việc kết hợp giữa hai giải pháp này làm
tăng vùng dịch vụ cho A-GPS và cải thiện độ chính xác của A-GPS trong mọi trường
hợp. Độ chính xác và vùng phủ của A-GPS rất tốt ở mọi địa điểm mà thuê bao tới, tuy
vậy nó sẽ giảm mạnh đi khi thuê bao ở trong các toà nhà hoặc vùng mật độ đông đúc.
Những ngược lại những nơi này thường mật độ cell lại rất cao do đó phương pháp
Cell-ID lại có khả năng xác định được vị trí khá chính xác cho dù khơng bằng A-GPS.
Kết hợp hai phương pháp này làm tăng khả năng roaming cho thuê bao và có thể hỗ
trợ cho nhiều loại MS đã có trong mạng.
Ngoài phương án kết hợp A-GPS với Cell-ID người ta cũng có kết hợp
A-GPS
với E-OTD. Với phương án này thì A-GPS được sử dụng trong phần lớn mạng cịn E-OTD
được triển khai dạng ốc đảo cho một số vùng nhất định mà tại đó tín hiệu GPS kém hiệu quả.
Bằng cách này người ta làm tăng độ chính xác khi định vị cũng như giúp các nhà khai thác
cung cấp đa dạng các dịch vụ dựa trên vị trí..

Trần Tuấn Vinh – Cao học Xử lý Thông tin và Truyền thông 2007-2009

Trang 20


Giám sát dịch chuyển của thuê bao trong mạng GSM

Chỉ tiêu
Độ ổn định
Độ chính xác


Đánh giá

Chú thích

Tốt

Độ chính xác cao ở mọi vị trí địa lý

Tốt

Từ 5 đến 50 m khi sử dụng A-GPS và có
thể định vị ba chiều. Tuy nhiên cũng sẽ
phụ thuộc vào phương án kết hợp

TTFF (Time to First
Tốt
Fix)

Khoảng 5 đến 10s

Đầu cuối

Trung bình

Yêu cầu thay đổi cả phần cứng, phần
mềm

Roaming

Tốt


Yêu cầu phải có A-GPS LS ở mạng
khách. Tuy nhiên sẽ hạn chế khi kết hợp
A-GPS với E-OTD

Hiệu suất

Tốt

Sử dụng ít băng thơng và dung lượng của
mạng

Khả năng mở rộng

Tốt

Rất dễ dàng mở rộng

Tính tương thích

Tốt

Phương án này có thể sử dụng cho tất cả
các mạng GSM, GPRS và WCDMA

Bảng 2.4. Các đặc tính của phương pháp kết hợp
Bên cạnh nguyên lý của các kỹ thuật định vị ta cũng cần xem xét đến rất nhiều
khía cạnh khác như tính riêng tư và độ tiện lợi cho khách hàng, chi phí để triển khai
cũng như khả năng hoàn vốn. A-GPS cho phép người sử dụng chủ động đóng mở chức
năng định vị của MS do đó tính riêng tư và độ tiện lợi của nó tốt hơn so với Cell-ID và

E-OTD. Nhưng chi phí triển khai Cell-ID lại là thấp nhất trong khi chi phí để triển
khai E-OTD là cao nhất (do cần rất nhiều LMU) và lớn hơn khoảng 2,5 lần so với AGPS. Tuy nhiên, với cell-ID thì nhà khai thác chỉ cung cấp được rất ít các dịch vụ gia
tăng, cịn A-GPS cho phép cung cấp được nhiều loại dịch vụ hơn so với E-OTD (vì nó
có độ chính xác cao hơn), do đó khả năng hồn vốn của A-GPS là cao nhất và của
Cell-ID là thấp nhất. Mỗi một kỹ thuật đều có ưu nhược điểm riêng:

Trần Tuấn Vinh – Cao học Xử lý Thông tin và Truyền thông 2007-2009

Trang 21


Giám sát dịch chuyển của thuê bao trong mạng GSM

Chỉ tiêu

Cell-ID

E-OTD

A-GPS
Tốt

Kết hợp

Độ ổn định

Kém

Trung bình


Tốt

Độ chính xác

Kém (100 m đến
20 km)

Trung bình (100 Tốt (5 đến 50 Tốt (5 đến 50
đến 500 m)
m)
m)

TTFF (Time to
Tốt (1 s)
First Fix)

Tốt (5 s)

Tốt (5->10 s) Tốt (5->10 s)

Đầu cuối

Tốt

Khá tốt

Kém

Trung bình


Roaming

Tốt

Kém

Tốt

Tốt

Hiệu suất

Tốt

Trung bình

Khá tốt

Khá tốt

Khả năng mở
rộng

Tốt

Kém

Tốt

Tốt


Tính tương
thích

Tốt

Kém

Tốt

Tốt

Tổng chi phí

Tốt

Kém

Khá tốt

Khá tốt

Tổng kết

Trung bình

Trung bình

Khá tốt


Tốt

Bảng 2.5. So sánh, đánh giá đặc tính của các phương pháp định vị.
2.4. Các vấn đề triển khai LBS trên mạng GSM/GPRS
Hầu hết các nhà khai thác đều cân nhắc xem kỹ thuật định vị nào là tốt nhất đối
với họ. Với tính đơn giản và chi phí thấp của Cell-ID thì nó sẽ là sự lựa chọn tốt nhất
để bắt đầu đưa dịch vụ LBS vào mạng. Cell-ID đã được triển khai trong một số mạng
GSM cho dù độ chính xác vị trí và tính ổn định của nó khơng cao và chỉ hỗ trợ số
lượng dịch vụ rất hạn chế. Đây cũng là khoảng thời gian để các nhà khai thác kiểm
chứng công nghệ, nhu cầu dịch vụ và bước đầu xây dựng mơ hình kinh doanh loại dịch
vụ này. Khi số lượng thuê bao sử dụng dịch vụ này tăng, đồng thời yêu cầu cung cấp
nhiều dịch vụ hơn thì các kỹ thuật định vị có độ chính xác cao sẽ được xem xét. Trong
đa số trường hợp người ta cân nhắc giữa E-OTD hay A-GPS.

Trần Tuấn Vinh – Cao học Xử lý Thông tin và Truyền thông 2007-2009

Trang 22