¿Qué es LCS (y LBS)?

Escrito por leopedrini viernes, 14 de noviembre de 2014 13:32:00 Categories: Curso
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Probablemente ya has oído hablar de LBS y LCS, pero tal vez no has asociado esos "nombres" en el tema. Y si todavía no trabaja o trata con LCS / LBS, que sin duda va a hacer algún día. Especialmente si usted trabaja en IT o Telecomunicaciones zona, donde este tema es cada vez más presente.

Estamos hablando de los servicios de localización.

 

Con el avance de los servicios tales como M2M (Machine to Machine) y IoT (Internet de las cosas), los servicios de localización son cada día más presente en nuestras vidas.

Por esta razón, vale la pena tener al menos una buena comprensión de sus conceptos y funcionamiento.

Entonces vamos al tutorial de hoy sobre este tema?

 

 

Nota: Todos los artículos telecomHall están escritos originalmente en Portugués. A continuación se hacen traducciones en Inglés y Español. Como nuestro tiempo es escaso, sólo se producen varios errores de ortografía (que utilizar el traductor automático, y sólo entonces hacer una revisión final). Pedimos disculpas, y contamos con su comprensión de nuestro esfuerzo. Si usted quiere contribuir traduciendo / corregir una de estas lenguas, o incluso uno nuevo, por favor comuníquese con nosotros: contacto.

 

Introducción

Servicios de Localización de Rede eran conocidos originalmente como LBS (Location Based Services): servicios de localización en el dispositivo. Al conocer la ubicación del dispositivo móvil, la red puede ofrecer servicios comerciales de conformidad con el mismo.

Actualmente estos servicios son conocidos como LCS (Servicios de Localización), como estandarizada por 3GPP.

En realidad ambos se refieren a la misma cosa y se puede implementar en redes GSM (2G), UMTS (3G) y LTE (4G). De ahora en adelante, nos referiremos a estos servicios sólo como LCS.

Más allá de los servicios comerciales, el LCS permite los requisitos de ubicación de las llamadas de la emergencia sean cumplidos (como los servicios E112, 190 o 911).

 

Características

Los servicios de localización (LCS) son los servicios basados en la localización, con el objetivo de obtener información de donde el móvil está (información de ubicación). Con la estandarización del formato de la información de ubicación (por ejemplo, latitud y longitud) los operadores pueden ofrecer diferentes tipos de servicios.

Y estos servicios se pueden utilizar de varias maneras, como para la fijación de precios, los requisitos legales como interceptar, los servicios de localización, servicios de llamadas de emergencia, entre otros.

Normalización incluye aspectos tales como la fiabilidad, la prioridad, la seguridad y la privacidad.

Además, también tiene en cuenta la tecnología utilizada para obtener la información, que puede basarse en la red (Network-based), o basado en el móvil (Mobile-based).

  • En el caso de la tecnología basada en red, el operador debe instalar el equipo que puede realizar esta función.
  • En el caso de basado en móvil, la información de ubicación se obtiene por el propio móvil, tal como a través de un chip GPS (Global Positioning System) en el mismo.

Una forma común para representar estos aspectos es a través de un gráfico de precisión frente a la disponibilidad. Dependiendo de la tecnología utilizada, un cierto porcentaje de llamadas debe estar situado a una cierta distancia.

 

En los años 90, el gobierno de Estados Unidos, a través de la FCC (Federal Communications Commission) ordenó que todas las llamadas de emergencia (E911) empiecen a cumplir con los criterios específicos para la ubicación y la fiabilidad.

Actualmente, estos requisitos son:

  • Para la localización basada en la red: 67% de las llamadas debe ser colocado con una precisión de al menos 150 metros, y 95% dentro de los 300 metros.
  • Por localización basada en móvil : el requisito es ligeramente superior - 67% de las llamadas debe tener una precisión de al menos 50 metros, y 95% a menos de 150 metros.

Con el tiempo, sin embargo, se hizo evidente que la localización de las llamadas de emergencia basados en GPS del móvil no era tan eficiente: si el móvil está en un ambiente interior, o incluso en densa-urbana, tendrá problemas con la línea de visión directa.

Problemas como este están haciendo la FCC en los Estados Unidos y otras entidades de todo el mundo exigen que los operadores mayor eficiencia (o exactitud) en estos lugares.

Pero independientemente de la obligación de cumplir con los bonos del gobierno (lo cual sería ya una buena razón), también es muy interesante para el operador para explorar otros aspectos que LCS tiene para ofrecer (como servicios agregados que generan ingresos).

Por eso, los métodos para la localización de dispositivos móviles son cada vez más en evolución.

 

Métodos de Localización

El principio de la localización de un móvil es bastante intuitiva: la obtención de la distancia entre un dispositivo móvil y una referencia. Para ello, varios tipos de medidas se pueden utilizar, dependiendo de su disponibilidad. Por ejemplo, las mediciones de células o de los satélites GPS. Con estas medidas la ubicación se puede obtener (por cálculo, incluso podemos considerar las diferencias entre diversas medidas de diversos elementos).

Cuantas más medidas, más precisa será la localización. Los señales de radio tienen una tasa conocida fija (c = velocidad de la luz). El tiempo de propagación (t) se miden por la red. Entonces: Distancia = c * t.

Pero para comprender mejor los principales métodos de localización existentes, primero vamos a analizar una figura con una red básica (2G, 3G, 4G) en términos de los elementos clave que participan / necesario para LCS. En rojo tenemos los elementos que pueden estar presentes, y són específicamente con este fin. Pronto se convertirá en claro - vamos a ver cómo se utilizan estos nuevos elementos y protocolos.

 

Hay diferentes métodos de posicionamiento, algunas basadas en el móvil y algunos basados en red.

The most common are:

  • A-GPS
  • OTDOA
  • CELLID+RTT

Además de estos tres métodos más ampliamente conocidos y utilizados, existen otros métodos como RFPM (Radio Frequency Pattern Matching).

Nota: a pesar de que estamos hablando de diferentes métodos, aplicados en diferentes momentos y escenarios, los métodos son más complementarias que contradictorias entre sí.

 

A-GPS Method (basado en móvil)

La localización basada en móvil es la más sencilla de entender. El móvil hace una conexión con los satélites (por supuesto: debe tener un chip de GPS activo) y obtiene la información de localización.

 

Sin embargo, existe una información importante: en el método A-GPS (GPS asistido), el móvil no hace la conexión inicial directamente al satélite (que sería mucho tiempo), pero obtiene los datos a partir de su celda en servicio - que a su a su vez ya tiene la información del satélite almacenado. Como resultado, la conexión móvil es mucho más rápido.

 

Método CELLID (basada en red)

Como ejemplo más impresionante de la localización basada en la red, tenemos el método CellID. A través de la comunicación que el móvil ya tiene con la red (ya sea en estado idle o estado conectado), es posible obtener datos de localización.

Las soluciones basadas en CellID tiene algunas variaciones. Por ejemplo, el tipo de CELL-CENTER es la más sencilla de obtener - pero también menos preciso. El error es el radio de cobertura, por lo general de cientos de metros a kilómetros.

 

El método CellID + RTT asegura un poco más precisión. Utilizando el resultado de dos mediciones, el TOA (Time Of Arrival O hora de llegada) se puede calcular de acuerdo con la fórmula:

TOA = ( [ RTT ] – [ UE Rx-Tx time difference ] ) / 2

 

Con este tiempo, podemos calcular la distancia entre el móvil y la célula. Cuando el móvil está en soft handover, la posición móvil se puede calcular con precisión teniendo en cuenta los círculos de superposición TOA (en cada célula).

 

Método TDOA (basado en red)

Otro método basado en mediciones de la red, y también ampliamente utilizado es TDOA, que utiliza mediciones de TOA (hora de llegada) del señal móvil, medidas por la red.

Para medir esa señal, es necesario instalar un nuevo elemento de red, la LMU (Location Mounted Unit).

 

Comparación Los métodos actuales

Podemos actualizar la tabla de la que vimos anteriormente, los requisitos de disponibilidad frente a la precisión con los métodos principales.

 

Cuando sea posible (disponible), la mejor opción para aumentar la exactitud y fiabilidad es utilizar un enfoque híbrido, es decir, la incorporación de la ayuda de todos los métodos para aumentar la eficiencia global.

Una opción es, por ejemplo, en primer lugar tratar de conseguir la ubicación con A-GPS. Si no tiene éxito, utiliza el TDOA. Este es un buen ejemplo de soluciones complementarias para las diferentes áreas, desde la A-GPS es la mejor opción en las zonas remotas o rurales y la TDOA tiene una excelente eficiencia en las áreas urbanas y suburbanas.

Además, otros métodos se han desarrollado, como la localización basada en balizas o etiquetas, y también a través de WiFi.

Otro método vale la pena mencionar es el RFPM.

 

Método RFPM (basado en red)

El RFPM fue desarrollado con el objetivo de medir los movimientos del móvil, haciendo un mapeo de información georreferenciada con una base de datos de MMR (Mediciones móviles Informes) con información como intensidad de la señal, la relación señal-ruido y la demora.

No requiere nuevos equipos ni modificación del equipo existente.

 

Comparación de los actuales y futuros métodos

Una vez más, podemos actualizar la tabla de los requisitos de disponibilidad frente a la precisión con los métodos actuales, junto con el recientemente desarrollado.

 

Cada método tiene su aplicabilidad, y también algunos métodos pueden trabajar juntos, aumentando la precisión y fiabilidad.

 

Plano de Control y Plano de Usuario

Desde el punto de vista de planos (del Usuario o del control), tenemos dos maneras de transmitir información de señalización desde el móvil.

La forma que es una parte integral de la red es a fluir en el plano de control.

  • En este caso, tenemos un consumo de ancho de banda bajo, junto con la alta seguridad e integridad. Esto hace que el uso indicado en los casos de las llamadas de emergencia o planificación red / monitoreo de la red.

La otra forma (Plano de Usuario) trabaja en el más alto nivel de conectividad de datos, proporcionado por la red física.

  • En el plano de usuario, el consumo de ancho de banda es más alta, y además tenemos problemas con la integridad. Pero el método se asocia más directamente (recordate) cuando se trata de proporcionar información de localización basados para servicios basados en localización agregada.

 

Elementos específicos LCS

Volviendo a nuestra figura de una red básica (2G, 3G, 4G) destacando los nuevos elementos con funciones específicas de localización, es más fácil de entender.

  • LMU (Location Mounted Unit): equipo requerido en cada célula para permitir el cálculo de la OTDOA (basado en la ubicación de red).
  • SMLC (Serving Mobile Location Server): servidor utilizado para el cálculo ubicaciones. Se puede calcular con la información de la LMU (donde esté disponible), o de las medidas de la propia red, como TA (Timing Advance).
  • GMLC (Gateway Mobile Location Centre): servidor que, como su nombre indica, sirve como puerta de entrada a los servicios de LCS. Aunque no se muestra en la figura, se comunica con el HLR (Home Location Register), HSS (Home Subscriber Server), VMSC (visited Mobile Switching Centre), SGSN (Serving GPRS Support Node) y MSC (Mobile Switching Centre) funciones correspondientes en el envío de solicitudes de localización y recibir estimativa de localización.

Plano de Control de protocolos de comunicación entre el móvil y el SMLC, definido por 3GPP:

  • RRLP (Radio Resource Location services Protocol): usado en las redes GSM.
  • TIA 801: utilizado en las redes CDMA2000.
  • RRC (RRC Position Protocol): utilizado en las redes UMTS.
  • LPP (LTE positioning protocol): utilizado en redes LTE.

Protocolos del Plano de Usuario:

  • SUPL (Secure User Plane Location): utilizado en A-GPS.

 

Finalmente, un ejemplo de una arquitectura de LCS en una topología de red LTE, que tienen un E-SMLC (SMLC Evolved) conectado directamente a la MME, y el GMLC.

 

Sin embargo, un mayor estudio de la figura de arriba está más allá del alcance de nuestro tutorial de hoy.

 

Futuro

El desarrollo y uso de técnicas de localización deben estar cada vez más presente en las redes futuras. Los requisitos que anteriormente estaban presentes sólo en el plano xy, están ahora ya en tres dimensiones (que incluye el eje z - altura).

Mientras que el futuro no está aquí (la demanda de nuevas aplicaciones), ya tenemos suficientes opciones para utilizar LCS:

  • Seguridad Pública y Privada:posibilidad de aplicación en diversos casos de seguridad pública y privada. Por ejemplo, en un accidente de coche, el servicio LCS podría incluso salvar una vida. Y en el caso del valor de renta variable representa una otra ayuda adicional.
  • Servicios de Valor Agregado, medios de comunicación & contenido: de acuerdo a la localización, una serie de servicios puede ser ofrecido a los usuarios, como los usuarios que se encuentran en una región determinada (un centro comercial, un estadio).
  • Planificación y Optimización de Red: los servicios LCS se pueden utilizar para mejorar la eficiencia en varias áreas de la ingeniería en sí como una ayuda en la localización de puntos que requieren nuevos sitios (planificación) o puntos que pueden ser mejoradas con la optimización.
  • Funciones Internas de la Red: como información para los algoritmos de red interna, con la asignación dinámica y optimizado de recursos.
  • M2M y IoT: cada vez más presente en aplicaciones como Máquina a Máquina y de Internet de Las Cosas.

Además de los anteriores, el número de posibles usos de la información de ubicación es todavía mayor, el límite es el surgimiento de nuevas aplicaciones y soluciones en sí.

 

Conclusión

Este fue nuestro tutorial sobre LCS (y LBS), servicios de localización, que se utilizan cada vez más y presentes en la vida cotidiana de todos.

Conocer los métodos y funcionamiento básicos descritos aquí hoy sirve de base para un estudio más detallado sobre el tema (LCS/LBS).

Si te gustó este tutorial, no dude en compartirlo. Y si tienes cualquier problema que quiere explorar aquí, por favor pongase en contacto o comente a continuación.

Y hasta el próximo tutorial.