Universidade Federal de Pernambuco Graduação em Ciência da Computação



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2.2 - Serviços Baseados em Localização

Os chamados “Serviços Baseados em Localização” nada mais são do que aplicações que usam a localização geográfica atual do usuário para que este interaja de forma mais vívida num determinado contexto, que pode ser comercial, entretenimento ou até mesmo segurança pública. Podemos imaginar, por exemplo, um serviço que auxilia o turista a encontrar pontos turísticos próximos ou lugares para comer e fazer compras. Podemos também, por exemplo, imaginar um serviço de emergência como o 911 norte-americano que registraria a localização do usuário automaticamente sem que esta precise ser dita pelo mesmo.


Hoje em dia os serviços baseados em localização e seus produtos movimentam cerca de 10 bilhões de Euros no mercado europeu [Nokia05], e é projetado um grande potencial de crescimento até 2008 com a estabilização dos serviços de 3° Geração de celulares e a adoção dos serviços de 4° Geração. Por isso empresas como a Nokia apostam muito nesse mercado investindo em tecnologias que dêem suporte a esse tipo de abordagem como será visto na API (Aplication Programming Interface) de Localização para J2ME (Java 2 Micro Edition) apresentada no capítulo 3.

2.2.1 - Métodos de Posicionamento

Para diversos serviços baseados em localização é fundamental que se obtenha de alguma maneira a informação do posicionamento geográfico do usuário. O procedimento de obtenção do posicionamento também é chamado de método de posicionamento.


Em geral o objetivo de um método de posicionamento é determinar a posição de um terminal móvel, o resultado desse processo é a localização, onde essa localização é definida em termos de coordenadas geográficas. Essa localização pode ter uma exatidão grande ou pequena, isso depende do método de posicionamento usado.
Os métodos de posicionamento podem ser divididos em duas principais categorias: As baseadas em redes e as baseadas em Handset (ou seja o dispositivo é responsável por descobrir a localização). Os métodos baseados em redes vão desde métodos relativamente simples, como o Cell–ID, a métodos mais complexos como o Time Difference of Arrival (TDOA). Os métodos baseados em Handset fornecem a localização sem a ajuda de redes de comunicação móveis (como GSM ou CDMA). O GPS é um dos mais conhecidos métodos dessa categoria. Existem também métodos híbridos que unem recursos dos métodos baseados em redes e em Handset, o A-GPS é um deles, onde tenta-se diminuir o tempo de demora na inicialização do receptor de GPS usando a informação vinda da rede celular. Abaixo segue a descrição dos métodos de posicionamento mais usados:
Método Baseados em Handset:


  • Global Positioning System (GPS): Foi desenvolvido pelo sistema de defesa dos Estados unidos, e ainda é mantido por ele, originalmente desenvolvido para aplicações militares hoje é largamente usado por civis. GPS possui uma rede de 24 satélites em órbita da Terra para triangular o sinal de um receptor e prover a orientação e coordenadas de latitude, longitude e altura, cada receptor GPS precisa estar em contato com pelos menos 4 satélites ao mesmo tempo. Essa informação pode ser obtida através de acessórios GPS, ou através de uma solução integrada num dispositivo móvel. Como vantagens o GPS provê uma boa exatidão da posição do usuário (cerca de 10 a 30 metros) e é capaz de determinar a altitude também, e como desvantagem tem a falta de recepção do sinal GPS dentro de lugares fechados.


Métodos baseados na rede:


  • Angle of Arrival (AOA): Esse método usa um equipamento especial que tem que ser instalado nas estações base para determinar o ângulo de chegada para os sinais de rádio. Com alguns cálculos geométricos, se pode determinar a localização do usuário com somente 2 estações base recebendo o sinal.




  • Time Difference of Arrival (TDA): Esse método usa a diferença de chegada dos sinais de rádio até as estações base (a partir do terminal móvel). É necessário pelo menos três estações base para calcular a localização do usuário.




  • Enhanced Observed Time Difference (E-OTD): Esse método é considerado como sendo o oposto do método TOA (Time of Arrival). Em vez de medir a diferença de tempos dos sinais que são transmitidos do celularl para a estação rádio-base, são medidas as diferenças de tempo de chegada dos sinais que são transmitidos da estação rádio-base para os celulares. Os celulares então enviam as medidas para o centro de localização móvel (Mobile Location Centre), que é quem calcula a localização celular. Conseqüentemente um software especial tem que estar instalado no terminal móvel, e hardware adicional tem que ser instalado em cada estação rádio-base. A exatidão do E-OTD é relativamente alta, chega a ser próxima da exatidão do GPS, só pode ser usada em áreas urbanas onde existam muitas células GSM.




  • Location Pattern Matching (LPM): Esse método é mais complexo que os anteriores e consiste da análise do sinal de rádio comparando-o com sinais padrões armazenados numa base de dados. Esses padrões incluem sinais de reflexão e de eco. Quando um padrão é reconhecido a localização do usuário pode ser definida. Esse método é ideal para áreas urbanas.




  • Cell ID: É predominantemente usada nas redes GSM, é considerado um serviço de nível básico. Esse sistema identifica a célula na qual o usuário está conectado, e então mapea isso em coordenadas fazendo uma estimativa de localização do usuário. Como em sistemas 3G são usadas células pequenas, essa informação sobre a posição dos usuários nessas redes acaba tendo uma grande precisão. Uma das vantagens desse sistema é que ele funciona perfeitamente em ambientes fechados (onde por exemplo satélites GPS teria dificuldades de obter uma localização).


Método Híbrido:


  • Network Assisted GPS (A-GPS): Essa solução vem se tornando a mais comum nas redes celulares, por causa de sua qualidade de fornecer a informação de localização em lugares fechados ou com condições mais severas como áreas urbanas com grandes prédios ou locais com muitas árvores. Mas o mais importante é que A-GPS oferece a informação sobre a posição de uma forma mais rápida que o GPS padrão, pois usa as células da rede para distribuir a informação da localização dos satélites, isso reduz bastante o tempo de inicialização em relação a um terminal GPS simples, além de também consumir menos energia.

Existem também outros métodos de posicionamento móvel em redes de pequeno alcance como Bluetooth e IrDA. Esses métodos podem ser usados para localizar os usuários com uma boa qualidade de serviço.



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