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Localizzazione associata a sistemi cellulari

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Localizzazione associata a sistemi cellulari Possibili applicazioni del MOBILE LOCATION Stime di mercato Dal 2005 ci saranno 1 miliardo di accessi ad internet da ... – PowerPoint PPT presentation

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Title: Localizzazione associata a sistemi cellulari


1
Localizzazione associata a sistemi cellulari
2
Possibili applicazioni del MOBILE LOCATION
Chiamate demergenza
  • 911 e 112
  • Assistenza stradale

Gestione delle risorse
  • Controllo di una flotta di autoveicoli
  • Gestione del personale

Commercio
  • Tariffazione selettiva

Informazioni
  • Percorsi alternativi in caso di incidenti
  • Mappe turistiche interattive
  • Localizzazione degli amici

3
Stime di mercato
  • Dal 2005 ci saranno 1 miliardo di accessi ad
    internet da terminali mobili
  • 345 milioni di utenti del mobile location dal
    2003
  • Il mobile location è un mercato che crescerà da
    720 milioni di dollari nel 2000 a 32,9 miliardi
    di dollari nel 2005 nella sola Europa.

4
Tecniche di Mobile Location
Determinazione della posizione effettuata dal
terminale mobile
  • GPS
  • A-GPS
  • E-OTD

Determinazione della posizione effettuata dalla
rete
  • CGITA
  • TDOA
  • AOA
  • Location Pattern Matching

5
Global Positioning System
6
Segmento spaziale GPS
21 satelliti operativi per il 98 del tempo.
Ogni satellite è dotato di 2 clock al cesio e 2
al rubidio.
In orbita ci sono anche dei satelliti di scorta
oltre alle vecchie generazioni ancora funzionanti.
7
Segmento di controllo GPS
8
Segmento dutente GPS
Tale segmento è composto esclusivamente dal
ricevitore il quale deve ricevere segnali da
almeno 4 satelliti al fine di poter determinare
posizione, velocità e tempo. Ci sono due
tipologie di servizi offerti allutente GPS
  • SPS è lo Standard Positioning Service
  • Precisione orizzontale 100 m
  • Precisione verticale 156 m
  • Precisione temporale 340 ns
  • PPS è il Precise Positioning Service
  • Precisione orizzontale 22.0 m
  • Precisione verticale 27.7 m
  • Precisione temporale 200 ns

9
Trilaterazione
(X1-Ux)2(Y1-Uy)2(Z1Uz)(t1 c)2
(X2-Ux)2(Y2-Uy)2(Z2Uz)(t2 c)2
(X3-Ux)2(Y3-Uy)2(Z3Uz)(t3 c)2
(X4-Ux)2(Y4-Uy)2(Z4Uz)(t4 c)2 c
è la velocità della luce Ux, Uy, Uz sono le
coordinate del satellite X, Y, Z sono
le coordinate del ricevitore GPS
10
Dati di navigazione
11
Codici GPS
  • C/A è una sequenza PRN che si ripete ogni 1023
    chip ossia 1ms considerando un chip rate di
    1023MHz. Essa è resa disponibile per la SPS.
  • P è una sequenza che si ripete ogni 1014 chip
    corrispondenti a 267 giorni se si considera un
    chip rate di 10,23MHz , si tratta di un codice
    unico per ogni satellite e che viene resettato
    ogni settimana.
  • Il Navigation Message viene codificato e poi
    modulato in BPSK

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Segnali GPS
13
Ricevitore GPS
14
Demodulazione del Navigation Message
15
Sorgenti derrore
Gli errori orbitali vengono corretti sotto il
comando della master control station
La Selective Availability non è più operativa dal
1 maggio 2000
I ritardi di propagazione dovuti allatmosfera
dipendono dalla frequenza quindi possono essere
eliminati utilizzando sia L1 che L2
16
E-GPS
17
E-OTD
Precisione 50m Richiede aggiornamento alla rete e
ai terminali mobili
2 secondi per la localizzazione La precisione
scarseggia in ambiente urbano per via dei cammini
multipli
18
CGI TA
Cell Global Identity e Timing Advance sono
funzionalità già implementate nel sistema e
quindi possono fungere da sistema di
localizzazione di back-up per sistemi più
efficaci.
Il raggio di una cella può variare tra 100m e 35Km
Linformazione sulla distanza prodotta dal TA va
in multipli di 550m
La posizione viene acquisita in 5 secondi
19
TDOA
Misurare tempi è più semplice che misurare angoli
Richiede 3 BTS sincronizzate tra loro per poter
fissare la posizione
La precisione è al massimo di 125m e la posizione
viene acquisita in circa 10 secondi
20
AOA
Richiede solo 2 BTS per fissare la posizione.
Le antenne ad array utilizzate stanno divenendo
sempre meno ingombranti ed antiestetiche
La precisione del sistema diminuisce
allontanandosi dalla BTS, al massimo è di 125m e
la posizione viene acquisita in circa 10 secondi
I cammini multipli influiscono pesantemente sulle
prestazioni
21
Location Pattern Matching
La base station analizza il multipath pattern e
compila un signature pattern che viene
confrontato con quelli relativi a delle posizioni
note, in tal modo si ottiene la posizione del
terminale mobile
E necessaria una sola BTS che può anche non
essere in visibilità
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Criteri di selezione della tecnica
  • Precisione richiesta
  • Necessità di adempiere alla normativa E-911
  • Localizzazione occasionale o costante
  • Tempo necessario alla localizzazione
  • Costi di aggiornamento del sistema
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