Az E-GPS mobiloké a jövő?
A saját fejlesztésu Matrix-technológiát a GPS helymeghatározásssal ötvözo Enhanced GPS (E-GPS) a CPS (Cambridge Positioning Systems) ígéretes szoftveres megoldása, amely beltérben is 100, ill. (3G hálózatokban) 50 m alatti pontosságot nyújt.
Kedden a 3GSM kiállításon a Simcom, a SiGe Semiconductor és a CPS bejelentette, hogy még az év folyamán elkészítik az elso E-GPS alapú helymeghatározásra képes mobiltelefont. A megoldást a Simcom S788 jelu, helyfüggo szolgáltatások fogadására alkalmas multimédiás telefonkészülékére fejlesztik (képünkön).
A helymeghatározásra a SiGe Semiconductor vállalat SE8088L jelu GPS moduljával és szoftverével, valamint a CPS saját technológiáján alapuló E-GPS szoftverével nyílik lehetoség.
"A végfelhasználói tapasztalatokból indultunk ki" - mondta Chris Wade, a CPS igazgatója. "A mai A-GPS megoldások teljesítménye nem éri el a mobil adatszolgáltatással kapcsolatos felhasználói elvárások szintjét. Az egyik nagy szolgáltató jelezte a közelmúltban, hogy a helyfüggo szolgáltatások 70 %-át beltérbol kezdeményezték. A GPS alapú megoldások nem felelnek meg ezeknek az igényeknek."
Másnap a Simcom és a CPS bejelentette, hogy az elobbi cég S728-as jelu kihajtható készülékén és a belépo szintu S9019-es típuson - olcsóbb, GPS nélküli megoldásként - ugyancsak megjelenik az E-GPS módszer alapjaként is szolgáló Matrix-technológia, amely nagy pontosságú hálózat-alapú pozicionálást tesz lehetové.
Új igények, kisegíto lehetoségek
A helymeghatározás iránti fokozott igények manapság olyan megoldásokat követelnek, ahol kül- és beltérben azonos nagyságrendu, és nem ugrásszeruen változó pontossággal néhány másodperc alatt kiszámítható a pozíció néhány dollárért tömegesen eloállítható miniatur, alacsony fogyasztású, telefonba épített modulok segítségével, lehetoleg a mobilhálózati infrastruktúra minimális kiegészítése mellett.
Felhasználva a cellákat kiszolgáló adók helyzetét és a kommunikáció során rögzített idomérési adatokat, a különbözo típusú és generációjú mobiltelefon hálózatokon számos földi pozicionálási módszer létezik. A földi infrastruktúra ugyanakkor a GPS muholdak jeleinek vételét is hatékonyabbá tudja tenni segíto információk sugárzásával: ezek kiterjednek a muholdak fedélzeti pályaadataira (ephemeris), a muholdak helyzetét hosszabb távon elorejelzo almanach adatokra, a GPS rendszer közelíto idoadataira és a hozzávetoleges pozícióra.
A fenti információkkal jelentosen csökken a pozicionáláshoz szükséges ido, valamint a mobil egységben elhelyezett vevo számítási igénye, és a felszabaduló kapacitás részben a nagyobb érzékenység elérésére fordítható. Egyrészt a vevonek egy jóval szukebb frekvencia-intervallumban kell csak keresnie az adott muholdat (a vevo és a muhold relatív helyzete, sebessége szerint a Doppler-effektus révén különbözo mértéku frekvencia-eltolódás lép fel), másrészt a távolságmérés is kevesebb kódkorrelációs számítást igényel.
A mobiltelefonnal igénybeveheto helyfüggo szolgáltatások elterjedése miatt a robusztus, nagy számítási kapacitású és fogyasztású chipek helyett olcsó tömeggyártással eloállítható miniaturökre van szükség, amelyek egy hibrid megoldásban a GPS jelek hiánya esetén támogatnak valamilyen fejlett földi hálózati pozicionáló techikát, GPS jelvétel esetén pedig képesek a hálózaton keresztül érkezo információkkal segíteni, gyorsítani a muhold alapú helymeghatározást.
A CPS Matrix-technológiája
A Cambridge Positioning Systems által E-GPS néven kifejlesztett technológia egy olyan hibrid megoldás, amely a muholdas és a földi, GSM alapú helymeghatározás hatékony kombinációjaként a beltéri pozicionálás pontossága, a rövid éledési ido, az alacsony fogyasztás és a költséghatékonyság terén egyaránt kiemelkedik. Az E-GPS a CPS által kifejlesztett Matrix-technológián alapul, amely a hálózat adótornyai és a mobil készülékek közötti kommunikáció révén, szoftveres úton központi adatfeldolgozással segített földi helymeghatározást tesz lehetové.
A Matrix-technológia a meglévo aszinkron hálózatokban (GSM és W-CDMA/3G) használható, és a pozicionálást kiszolgáló központon kívül nem igényel hardveres bovítést. A rendszer muködését az alábbi ábra illusztrálja.
A standard Matrix-technológia Duffett-Smith és Hansen nyomán
A hálózat adótornyai periodikus szinkronizációs szignálokat sugároznak, melyeket a mobil készülékek vesznek és felhasználnak, pl. a cellák közötti mozgás során. A mátrix technológiára felkészített "anonim" készülékek mérik ezen szinkron szignálok beérkezési idejét, és a központi mátrix szerver kérésére automatikusan továbbítják a mérési adatokat. A kiszolgáló központban folyamatosan karbantartott lista áll rendelkezésre az aszinkron hálózat adóira jellemzo idokülönbségekrol ("órahibákról").
Pozíciókérelem esetén az adott mobil eszköz megadja saját idomérési adatait, amelyeket a mátrix lokátor a hálózati idomérésekkel összhangban felhasznál a pozicionáláshoz. A számítás során az egyes adóktól a vevoig mért, távolságkülönbséggé alakított idokülönbségeket (a GPS alapú helymeghatározással analóg módon) meg kell javítani az adótornyok és a vevo "órahibájával". A helymeghatározás végül az idokülönbségeket távolsággá alakítva térbeli ívmetszéssel történik, az egész folyamat pedig kevesebb, mint 3 másodperc alatt végbemegy.
A fenti standard Matrix-rendszerben tehát egy telefon (cél terminál) pozicionálási pontosságának biztosításában az adott térségben a hálózatra bejelentkezett valamennyi készülék (anonim terminál) részt vesz. A technológia a tesztek szerint kül- és beltérben egyaránt 100, ill. (3G hálózatokban) 50 m alatti pontosságot nyújt. A kiszolgáló központban összegyujtött adatok alapján az egyes terminálok pozíciója kiszámítható, így a rendszer nyomkövetésre is alkalmas.
A Matrix-technológia továbbfejlesztett változatában (Solo Matrix) ugyanakkor már nincs szükség az anonim terminálok folyamatos lekérdezésére. A módszerrel egy adott idointervallumon belül egyetlen mozgó készülék három különbözo pozícióból küldött idokülönbség-mérései után a negyedik alkalommal kiszámítható annak helyzete. A Matrix-technológia ilymódon kis számú aktív terminál esetén (gyéren lakott területen) is hatékony, a GPS-t kiváltó városi, beltéri alkalmazásokban pedig a modell finomításában közremuködo felhasználók nagyobb száma jelent elonyt.
Az E-GPS rendszerben muködo mobiltelefon a Matrix-technológiával számított ido- és pozícióadatokkal segíti a gyors, kis számítási kapacitást igénylo muholdas helymeghatározást. Ha a készülék már rögzített egy GPS pozíciót, akkor a GPS órájához kalibrált hálózati idokülönbség-modell segítségével képes pontos idoadatokat szolgáltatni a következo E-GPS pozicionálás során.
A CPS Matrix-technológiája önálló, földi hálózaton alapuló helymeghatározó eljárásként már kereskedelmi szolgáltatásként is megjelent. Nagy-Britanniában az Orange UK hálózatára alkalmazott rendszerben kínált Boomerang Box modult elsosorban jármuvek nyomkövetésére fejlesztették. A Matrix-technológia alkalmazásában a CPS partnerei között a Nokia, a HP és a Trimble is megjelent, a közelmúltban pedig egy, a LogicaCMG vállalattal közösen fejlesztett követorendszert jelentettek be a mobilszolgáltatók számára. A CPS és a LogicaCMG egyébként a helyfüggo szolgáltatások kialakítását célzó, AGILE nevu Galileo-programban is együtt vesz részt.
Kapcsolódó oldalak: