臺灣博碩士論文加值系統

摘要

由於近年來行動通訊的普及化，除了語音服務的品質外，各行動業者推出的加值服務也是市場的重要指標之一。因此行動通訊系統的定位與位置衍生服務（Location-Based Service, LBS）已成為熱門的研究課題。
本論文的目的為設計一套以傳送地圖為基礎的位置資訊系統。利用蜂巢式行動通訊系統的定位技術設計LBS(Location Based Server)，以無線通訊及網際網路做為資料傳遞的媒介來提供使用者所在區域的地圖，讓使用者能夠簡單的找到方位。使用此地圖資訊服務，優點在於行動端的運算能力需求降低，並可達到個人化位置服務的需求。
整個系統架構可分為三部分，分別為行動裝置端(Mobile Equipment)，地圖服務中心(Map Service Center)以及行動閘道中心(Gateway Mobile Location Center)。其中在行動裝置端使用的是Java MIDP的手機，這不僅利用到手機輕巧實用性高的特性，還可降低使用者的成本。另外JAVA MIDP具有OTA(Over The Air)的機制，讓手機端可透過此機制增加即時更新服務的彈性。而地圖服務中心與行動定位伺服端則是建立在Windows的作業系統上，以縮減網際網路通訊的開發時間。
本論文以台灣地圖為例，完成一個行動電子地圖的服務。使用者在簡單的操作下即可向地圖服務中心取得所在區域的地圖，另外系統提供使用者透過WAP Push的技術告知友人使用者的位置地圖請對方下載。最後本系統也提供目的地相對位置的標示，讓使用者可依據圖上標示的相對方位前進，讓使用者有了地圖不需要問路。

Abstract

With the popularization of mobile communications in recent years, besides the quality of voice service, value-added services supplied by operators are also important indexes of the market. Therefore, mobile locating and Location-Based Service (LBS) have become the popular subject of research.
The purpose of this thesis is to design and implement a mobile information application system based on mobile location and map transfer. This system utilize the Location Server of the cellular mobile communication system, and use the wireless communication and Internet as the medium for information exchange to provide users with the maps around them. This system consists of three parts, namely Mobile Equipment、Map Service Center and Gateway Mobile Location Center. Java MIDP’s cell-phone is chosen as the target mobile equipment for its popularity in current market and its support for over-the-air (OTA) program updating. As for the interface with the gateway mobile location center, this system follows the mobile location protocol (MLP) developed by LIF(Location Interoperability Forum).
In this thesis, the mobile map service is implemented with map database of Taiwan area as an example. The user can easily get the map of the area from the Map Service Center. Through WAP PUSH technology the system also provides the users to tell the users’ friends where the users location and let them download.

目錄
第一章 緒論……………………………………………………………01
1.1 前言………………………………………………………………01
1.2 文獻回顧…………………………………………………………01
1.3 研究動機與目的…………………………………………………04
1.4 論文架構…………………………………………………………04
第二章GSM行動定位系統及協定……………………………………06
2.1 GSM行動定位………………………………………………………06
2.1.1 Cell分類與特性…………………………………………………07
2.1.2 Cell遠端定位……………………………………………………08
2.2 GSM行動定位系統…………………………………………………09
2.3 GSM行動定位協定…………………………………………………11
2.3.1行動定位協定簡介………………………………………………11
2.3.2行動定位協定MLP結構…………………………………………11
2.4 GSM行動定位技術分析……………………………………………14
第三章 國內外行動定位及服務發展現況……………………………16
3.1 國外定位服務與系統……………………………………………16
3.2 國內相關定位服務………………………………………………21
3.3 MLP標準即時定位服務(Standard Location Immediate Service)………………………………………………………23
第四章 JAVA行動平台之網路式地圖服務設計架構…………………28
4.1 網路式地圖服務…………………………………………………28
4.2 行動終端-JAVA行動平台…………………………………………29
4.2.1 JAVA行動平台標準制定………………………………………30
4.2.2 Configuration(結構配置) …………………………………31
4.2.3 Profile(型式) ………………………………………………32
4.2.4 Optional packages(附加功能包) ……………………………33
4.2.5 MIDP1.0功能概述………………………………………………34
4.3 服務交付(WAP PUSH) ……………………………………………35
4.4 地圖服務中心(Map Service Center) …………………………37
4.4.1地圖服務中心資料庫設計………………………………………39
4.4.2地圖的呈現………………………………………………………40
4.4.3太陽、月球位置計算……………………………………………42
4.5 系統優缺點分析…………………………………………………45
第五章 系統實現與討論………………………………………………47
5.1 動作流程…………………………………………………………47
5.2 系統驗證…………………………………………………………48
5.2.1 JAVA手機程式…………………………………………………48
5.2.2 網路端-GMLC模擬器……………………………………………50
5.2.3 網路端-地圖服務中心…………………………………………52
5.3 討論與比較………………………………………………………55
第六章 結論與未來展望………………………………………………58
6.1 結論………………………………………………………………58
6.2 未來展望…………………………………………………………59
圖目錄
圖2-1-1 Omni cell and Complete omni cell…………………………07
圖2-1-2 Three sector cells and Complete sector cell…………07
圖2-1-3 TA值在不同Cell示意圖……………………………………08
圖2-2-1 GSM行動定位系統 …………………………………………10
圖2-3-1 行動定位協定要求/回應關係圖……………………………11
圖2-3-2 MLP結構……………………………………………………12
圖2-4-1 定位技術在不同環境中的精確度…………………………15
圖3-1-1 E-911 Phase1 ………………………………………………17
圖3-1-2 mPosition系統架構圖………………………………………18
圖3-1-3 Siemens Location Service Platform………………………19
圖3-1-4 Ericsson MPS行動定位系統…………………………………19
圖3-3-1 Message flow of Standard Location Immediate Service
………………………………………………………………24
圖3-3-2 Standard Location Immediate Request DTD………………24
圖3-3-3 Standard Location Immediate Answer DTD………………25
圖3-3-4 Standard Location Immediate Report DTD………………26
圖4-1-1 結合JAVA行動平台之網路式地圖服務……………………29
圖4-2-1 J2ME平台……………………………………………………30
圖4-3-1 Pull-based vs. Push-based………………………………36
圖4-3-2 行動交付技術的網路架構圖………………………………36
圖4-3-3 利用服務交付技術傳送地圖資訊…………………………37
圖4-4-1 地圖服務中心架構圖………………………………………38
圖4-4-2 非大都會區…………………………………………………41
圖4-4-3 都會地區……………………………………………………41
圖4-4-4 Zoom=1.2……………………………………………………41
圖4-4-5 Zoom=0.4……………………………………………………41
圖4-4-6 地圖預設值資料庫…………………………………………42
圖5-1-1 行動電子地圖服務動作流程圖……………………………48
圖5-2-1 JAVA手機端之操作介面……………………………………49
圖5-2-2 收到地圖服務訊息…………………………………………49
圖5-2-3 Mobile_map1.0 在模擬器與實機上的顯示…………………50
圖5-2-4 GMLC回應內容………………………………………………53
圖5-2-5 SMLC向GMLC取得位置………………………………………54
圖5-2-6 Map Generator 產生要求的地圖……………………………54
圖5-2-7 GMLC收到定位要求後回應…………………………………55
圖6-6-1 結合MIDP平台與 MLP定位協定之行動電子地圖服務……59











表目錄
表2-3-1 Element layer定義之基本服務內容……………………12
表2-3-2 服務訊息及描述……………………………………………13
表2-4-1 行動定位技術比較表………………………………………14
表3-1-1 行動定位系統彙整表………………………………………20
表4-4-1 地圖服務中心資料庫欄位內容說明表……………………39
表4-4-2 台灣地區Cell涵蓋分類表………………………………40
表5-1-1 行動定位服務比較表………………………………………56

參考文獻
[1]Nandini Krishnamurthy Mobility Research Group，Dec. 2002，Using SMS to Deliver location based service，Personal Wireless Communications 2002 IEEE International Conference，pp.177-181
[2]G. Niklfeld, M. Pucher ,R. Finan and W. Eckhart ，Oct. 2002 ，Mobile multi-modal data services for GPRS phones and beyond，Multimodal Interfaces, 2002. Proceedings. Fourth IEEE International Conference
[3]Ariane Tom and Michel Denis，May 2003，Landmark or Street Information in Route Directions，COSIT
[4]LIF，Mobile Location Protocol v3.0.0，JUNE 2002
[5]http://www.nokia.com，Nokia Serving Mobile Location Center，諾基亞公司網站
[6]http://www.siemens.ie/mobile/images/gmlc[1].jpeg，西門子公司網站
[7]http://www.ericsson.com/mobilityworld/sub/open/technologies/mobile_positioning/about/mps_system_overview，易立信公司網站
[8]JSR-37，Mobile Information Device Profile for the J2METM Platform (MIDP)，Jun 2000
[9]JSR-30，J2METM Connected Limited Device Configuration (CLDC)，Apr 2000
[10]陳軒浩，2002，無線應用新契機-服務交付技術，資訊工業策進會
[11]唐震寰等，2002，利用行動電話偵測交通資訊之可行性研究，交通部運研所
[12]吳榮煌等，2003/11，行動電話定位技術應用於ITS資訊平台之開發與實作(一)-應用行動電話通訊技術於國道高速公路之即時交通資訊收集與提供，台灣先進交通運輸科技與管理協會
[13]黃晟中，2003/12，結合GPS與行動定位系統之無線電定位技術研究，台灣海洋大學導航與通訊系碩士學位論文
[14]李明傑，2001/6，PDA與網路資料庫整合之導航監控系統，台灣科技大學機械工程系碩士學位論文