Nghiên Cứu Về Location Index và Xây Dựng Ứng Dụng

Nghiên cứu về location index và xây dựng ứng dụng giúp tối ưu hóa hiệu suất và nâng cao trải nghiệm người dùng trong lĩnh vực công nghệ.

• Tác giả: Đỗ Mạnh Hà
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Huy Hoàng
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Máy Tính Và Truyền Thông
• Đề tài: Nghiên Cứu Về Location Index Và Xây Dựng Ứng Dụng
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LOCATION INDEX
• 1.1. Giới thiệu các phương pháp xác định vị trí
• 1.2. Giới thiệu về Location Index
• 1.3. Location Index sử dụng trong hệ thống định vị dựa trên mạng Wifi
• 2. CHƯƠNG 2: LOCATION BASED SERVICE
• 3. CHƯƠNG 3: LẬP TRÌNH ỨNG DỤNG TRÊN ANDROID
• 4. CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG ỨNG DỤNG LOCATION BASED SERVICE
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Location Index Và Ứng Dụng Dịch Vụ Định Vị

Location Index là một khái niệm quan trọng trong lĩnh vực định vị, giúp xác định vị trí của người dùng thông qua các thiết bị di động. Nghiên cứu này sẽ cung cấp cái nhìn tổng quan về Location Index, các phương pháp xác định vị trí và ứng dụng của nó trong dịch vụ định vị. Việc hiểu rõ về Location Index không chỉ giúp nâng cao độ chính xác trong việc xác định vị trí mà còn mở ra nhiều cơ hội cho các dịch vụ dựa trên vị trí.

1.1. Giới Thiệu Về Location Index Và Các Phương Pháp Định Vị

Location Index là cơ sở dữ liệu chứa thông tin về vị trí của các thiết bị. Các phương pháp định vị như GPS, TOA, và Fingerprint đều có thể sử dụng Location Index để cải thiện độ chính xác. Việc áp dụng các phương pháp này giúp tối ưu hóa quy trình xác định vị trí.

1.2. Tầm Quan Trọng Của Location Index Trong Dịch Vụ Định Vị

Location Index không chỉ giúp xác định vị trí mà còn hỗ trợ trong việc phát triển các dịch vụ như bản đồ tương tác và quảng cáo dựa trên vị trí. Điều này mang lại giá trị lớn cho người dùng và các nhà cung cấp dịch vụ.

II. Vấn Đề Và Thách Thức Trong Việc Ứng Dụng Location Index

Mặc dù Location Index mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng tồn tại một số thách thức trong việc triển khai. Các vấn đề như độ chính xác của dữ liệu, chi phí xây dựng cơ sở dữ liệu và bảo mật thông tin cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Độ Chính Xác Của Dữ Liệu Trong Location Index

Độ chính xác của Location Index phụ thuộc vào chất lượng dữ liệu thu thập. Việc thu thập dữ liệu không đầy đủ có thể dẫn đến sai lệch trong việc xác định vị trí, ảnh hưởng đến trải nghiệm người dùng.

2.2. Chi Phí Xây Dựng Hệ Thống Location Index

Xây dựng một hệ thống Location Index yêu cầu đầu tư lớn về công nghệ và nhân lực. Chi phí này có thể là rào cản đối với nhiều doanh nghiệp, đặc biệt là các doanh nghiệp nhỏ.

III. Phương Pháp Xây Dựng Location Index Hiệu Quả

Để xây dựng một Location Index hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp thu thập dữ liệu chính xác và liên tục. Việc sử dụng công nghệ hiện đại như GIS và GPS sẽ giúp cải thiện chất lượng dữ liệu.

3.1. Sử Dụng Công Nghệ GIS Trong Xây Dựng Location Index

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) giúp thu thập và phân tích dữ liệu địa lý một cách hiệu quả. Việc tích hợp GIS vào Location Index sẽ nâng cao khả năng xác định vị trí.

3.2. Ứng Dụng GPS Để Cải Thiện Độ Chính Xác

Công nghệ GPS cung cấp độ chính xác cao trong việc xác định vị trí. Kết hợp GPS với Location Index sẽ giúp cải thiện đáng kể độ chính xác của dịch vụ định vị.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Location Index Trong Dịch Vụ Định Vị

Location Index đã được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ dịch vụ dẫn đường đến quảng cáo dựa trên vị trí. Những ứng dụng này không chỉ mang lại lợi ích cho người dùng mà còn tạo ra giá trị kinh tế cho doanh nghiệp.

4.1. Dịch Vụ Dẫn Đường Sử Dụng Location Index

Các ứng dụng dẫn đường như Google Maps sử dụng Location Index để cung cấp thông tin chính xác về vị trí và lộ trình. Điều này giúp người dùng tiết kiệm thời gian và nâng cao trải nghiệm di chuyển.

4.2. Quảng Cáo Dựa Trên Vị Trí

Location Index cho phép các nhà quảng cáo nhắm mục tiêu chính xác đến người dùng dựa trên vị trí của họ. Điều này giúp tăng hiệu quả của các chiến dịch quảng cáo và tạo ra doanh thu cao hơn.

V. Kết Luận Về Tương Lai Của Location Index

Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, tương lai của Location Index hứa hẹn sẽ mang lại nhiều cơ hội mới. Việc cải thiện độ chính xác và khả năng mở rộng của hệ thống sẽ là những yếu tố quyết định cho sự thành công của các dịch vụ định vị trong tương lai.

5.1. Xu Hướng Phát Triển Location Index Trong Tương Lai

Các công nghệ mới như 5G và IoT sẽ tạo ra những cơ hội mới cho Location Index. Việc tích hợp các công nghệ này sẽ giúp nâng cao khả năng xác định vị trí và mở rộng ứng dụng của nó.

5.2. Thách Thức Cần Đối Mặt Trong Tương Lai

Bên cạnh những cơ hội, cũng cần phải đối mặt với các thách thức như bảo mật thông tin và chi phí đầu tư. Việc giải quyết những vấn đề này sẽ quyết định sự phát triển bền vững của Location Index.

Nội dung chính

## Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển nhanh chóng của công nghệ thông tin và viễn thông, các dịch vụ thông tin di động đã có sự tăng trưởng vượt bậc về số lượng và chất lượng. Tại Việt Nam, số lượng thiết bị di động và người dùng ngày càng gia tăng, không chỉ phục vụ nhu cầu nghe gọi mà còn đáp ứng các nhu cầu giải trí, học tập và làm việc. Một trong những tính năng quan trọng là khả năng xác định vị trí người dùng, giúp cung cấp các dịch vụ dựa trên vị trí chính xác và hiệu quả. 

Luận văn tập trung nghiên cứu về phương pháp “Location Index” – một phương pháp xác định vị trí người dùng dựa trên cơ sở dữ liệu vị trí của các điểm tham chiếu như Access Point (AP) trong mạng Wifi. Phương pháp này có ưu điểm về độ chính xác cao, phạm vi đáp ứng rộng, bao gồm cả môi trường trong nhà và ngoài trời. Mục tiêu nghiên cứu là phân tích các phương pháp xác định vị trí sử dụng Location Index, mô hình hệ thống dịch vụ dựa trên vị trí (Location Based Service - LBS), và xây dựng ứng dụng thực nghiệm trên nền tảng Android.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các phương pháp định vị hiện đại, đặc biệt là hệ thống định vị dựa trên mạng Wifi tại Việt Nam, với dữ liệu thu thập trong khoảng thời gian gần đây. Ý nghĩa nghiên cứu thể hiện qua việc nâng cao độ chính xác định vị, cải thiện trải nghiệm người dùng và mở rộng ứng dụng LBS trong nhiều lĩnh vực như dịch vụ khẩn cấp, dẫn đường, thông tin và quản lý.

## Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

### Khung lý thuyết áp dụng

- **Location Index**: Là bộ dữ liệu vị trí địa lý của các thiết bị định danh duy nhất (Cell-ID, địa chỉ MAC của Access Point). Location Index được sử dụng để đối chiếu và xác định vị trí người dùng dựa trên thông tin thu thập từ thiết bị di động.
- **Các phương pháp xác định vị trí**: Bao gồm Handset-based (GPS, TOA, Fingerprint), Network-based (Cell-ID, TDOA, AOA), và Hybrid (A-GPS, A-GANSS). Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng về độ chính xác, chi phí và phạm vi áp dụng.
- **Thuật toán định vị trong WPS**: Centroid (tính trọng tâm vị trí AP), Fingerprinting (so sánh mẫu tín hiệu), Ranking (xếp hạng tín hiệu theo cường độ), Particle Filters (lọc xác suất dựa trên dữ liệu cảm biến và chuyển động).
- **Location Based Service (LBS)**: Dịch vụ dựa trên vị trí người dùng, kết hợp công nghệ viễn thông di động, hệ thống thông tin địa lý (GIS) và các ứng dụng dịch vụ. LBS bao gồm các thành phần: thiết bị di động, mạng kết nối, thành phần định vị, cung cấp dịch vụ và dữ liệu.

### Phương pháp nghiên cứu

- **Nguồn dữ liệu**: Thu thập dữ liệu vị trí Access Point qua phương pháp wardriving, sử dụng các thiết bị di động có khả năng truy cập Wifi và GPS để ghi nhận địa chỉ MAC, cường độ tín hiệu và vị trí địa lý.
- **Phương pháp phân tích**: Áp dụng các thuật toán định vị như Centroid, Fingerprinting, Ranking và Particle Filters để xử lý dữ liệu thu thập, so sánh độ chính xác và hiệu quả của từng phương pháp.
- **Cỡ mẫu và chọn mẫu**: Dữ liệu được thu thập tại các khu vực trung tâm thành phố, khu dân cư và khu ngoại ô với mật độ Access Point khác nhau nhằm đánh giá tính khả thi và độ chính xác của hệ thống.
- **Timeline nghiên cứu**: Nghiên cứu và thu thập dữ liệu trong khoảng thời gian gần đây, xây dựng ứng dụng thử nghiệm trên nền tảng Android, thực nghiệm và đánh giá kết quả trong môi trường thực tế tại Việt Nam.

## Kết quả nghiên cứu và thảo luận

### Những phát hiện chính

- **Độ chính xác của Location Index trong WPS**: Thuật toán Fingerprinting đạt độ chính xác cao nhất với sai lệch vị trí trung bình khoảng 5-10 mét tại khu vực trung tâm thành phố, vượt trội so với phương pháp Centroid (sai lệch khoảng 15-20 mét).
- **Ảnh hưởng của mật độ Access Point**: Khu vực trung tâm với mật độ AP cao (khoảng 100 AP/km²) cho kết quả định vị chính xác hơn so với khu dân cư và ngoại ô với mật độ thấp hơn (khoảng 30-50 AP/km²).
- **Tỷ lệ phản hồi và cường độ tín hiệu**: Tỷ lệ phản hồi của AP giảm dần theo khoảng cách, được chứng minh qua biểu đồ biến động tỷ lệ phản hồi theo khoảng cách, giúp cải thiện độ chính xác định vị so với chỉ sử dụng cường độ tín hiệu.
- **Bảo mật thông tin**: Việc thu thập và lưu trữ địa chỉ MAC có thể dẫn đến rủi ro về quyền riêng tư, khi dữ liệu vị trí có thể được kết hợp để theo dõi hành trình người dùng mà không có sự đồng ý rõ ràng.

### Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy Location Index là phương pháp hiệu quả trong việc xác định vị trí người dùng trong môi trường Wifi, đặc biệt tại các khu vực đô thị có mật độ Access Point cao. Thuật toán Fingerprinting và Particle Filters cung cấp độ chính xác và tính ổn định vượt trội nhờ khả năng xử lý dữ liệu đa chiều và cập nhật liên tục. So với các nghiên cứu trước đây, kết quả phù hợp với xu hướng phát triển công nghệ định vị không dây hiện đại.

Tuy nhiên, việc xây dựng và duy trì cơ sở dữ liệu Location Index đòi hỏi nguồn lực lớn và chi phí đầu tư cao, đặc biệt trong việc thu thập dữ liệu và cập nhật liên tục. Vấn đề bảo mật thông tin cá nhân cũng là thách thức lớn, cần có các giải pháp kỹ thuật và chính sách quản lý phù hợp để bảo vệ quyền riêng tư người dùng.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ thể hiện sự biến động cường độ tín hiệu và tỷ lệ phản hồi theo khoảng cách, bảng so sánh độ sai lệch vị trí giữa các thuật toán, và bản đồ mật độ Access Point tại các khu vực nghiên cứu.

## Đề xuất và khuyến nghị

- **Xây dựng hệ thống thu thập dữ liệu tự động và liên tục**: Áp dụng công nghệ wardriving kết hợp với các thiết bị di động để cập nhật Location Index thường xuyên, nâng cao độ chính xác và tính kịp thời của dữ liệu.
- **Phát triển thuật toán định vị lai (hybrid)**: Kết hợp Fingerprinting với Particle Filters để tận dụng ưu điểm của từng phương pháp, cải thiện độ chính xác và khả năng thích ứng với môi trường thay đổi.
- **Tăng cường bảo mật và quyền riêng tư**: Áp dụng các kỹ thuật mã hóa, ẩn danh dữ liệu và chính sách quản lý nghiêm ngặt nhằm bảo vệ thông tin cá nhân người dùng trong hệ thống WPS.
- **Mở rộng ứng dụng LBS tại Việt Nam**: Khuyến khích phát triển các dịch vụ dựa trên vị trí như dẫn đường, dịch vụ khẩn cấp, quảng cáo địa phương, nhằm nâng cao trải nghiệm người dùng và giá trị kinh tế.
- **Đào tạo và nâng cao nhận thức người dùng**: Tổ chức các chương trình hướng dẫn về quyền riêng tư và cách sử dụng dịch vụ định vị an toàn, giúp người dùng hiểu rõ lợi ích và rủi ro khi sử dụng LBS.

## Đối tượng nên tham khảo luận văn

- **Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành công nghệ thông tin, viễn thông**: Nắm bắt kiến thức chuyên sâu về các phương pháp định vị và ứng dụng Location Index trong hệ thống mạng không dây.
- **Các doanh nghiệp phát triển ứng dụng di động và dịch vụ định vị**: Áp dụng các thuật toán và mô hình nghiên cứu để xây dựng sản phẩm LBS hiệu quả, phù hợp với thị trường Việt Nam.
- **Cơ quan quản lý và hoạch định chính sách công nghệ thông tin**: Tham khảo để xây dựng các quy định về bảo mật thông tin và phát triển hạ tầng viễn thông phục vụ dịch vụ định vị.
- **Người dùng cuối và cộng đồng công nghệ**: Hiểu rõ về công nghệ định vị, lợi ích và các vấn đề liên quan đến quyền riêng tư khi sử dụng các dịch vụ dựa trên vị trí.

## Câu hỏi thường gặp

1. **Location Index là gì và tại sao nó quan trọng?**  
Location Index là cơ sở dữ liệu chứa thông tin vị trí của các thiết bị định danh duy nhất như Access Point. Nó giúp xác định vị trí người dùng chính xác hơn, đặc biệt trong môi trường trong nhà và khu vực đô thị.

2. **Các phương pháp định vị nào được sử dụng phổ biến trong hệ thống WPS?**  
Các phương pháp phổ biến gồm Centroid, Fingerprinting, Ranking và Particle Filters. Fingerprinting thường cho độ chính xác cao nhất nhờ so sánh mẫu tín hiệu thực tế với cơ sở dữ liệu.

3. **Làm thế nào để thu thập dữ liệu cho Location Index?**  
Dữ liệu được thu thập qua phương pháp wardriving, sử dụng thiết bị di động có khả năng truy cập Wifi và GPS để ghi nhận địa chỉ MAC, cường độ tín hiệu và vị trí địa lý của Access Point.

4. **Vấn đề bảo mật thông tin trong hệ thống WPS được giải quyết như thế nào?**  
Cần áp dụng các kỹ thuật mã hóa, ẩn danh dữ liệu và xây dựng chính sách quản lý nghiêm ngặt để bảo vệ quyền riêng tư người dùng, tránh việc theo dõi vị trí trái phép.

5. **Ứng dụng của LBS trong thực tế tại Việt Nam ra sao?**  
LBS được ứng dụng trong dịch vụ khẩn cấp, dẫn đường, thông tin địa điểm và quản lý phương tiện. Các hệ thống như Diadiem.com và Vietbando đã triển khai thành công các dịch vụ này.

## Kết luận

- Location Index là công nghệ then chốt nâng cao độ chính xác và phạm vi định vị trong các hệ thống định vị hiện đại.  
- Thuật toán Fingerprinting và Particle Filters cho kết quả định vị chính xác và ổn định nhất trong môi trường Wifi.  
- Việc xây dựng và duy trì cơ sở dữ liệu Location Index đòi hỏi nguồn lực lớn nhưng mang lại lợi ích lâu dài cho các dịch vụ dựa trên vị trí.  
- Bảo mật thông tin và quyền riêng tư là thách thức lớn cần được ưu tiên giải quyết trong phát triển hệ thống WPS.  
- Nghiên cứu mở ra hướng phát triển ứng dụng LBS đa dạng tại Việt Nam, góp phần nâng cao trải nghiệm người dùng và giá trị kinh tế.

Đẩy mạnh nghiên cứu phát triển thuật toán định vị lai, xây dựng hệ thống thu thập dữ liệu tự động và hoàn thiện chính sách bảo mật để triển khai ứng dụng thực tế rộng rãi.  
**Kêu gọi:** Các nhà nghiên cứu, doanh nghiệp và cơ quan quản lý cùng hợp tác phát triển hệ sinh thái dịch vụ định vị an toàn, hiệu quả tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LOCATION INDEX Nội dung: - Giới thiệu về các phương pháp xác định vị trí - Giới thiệu về Location Index. - Location Index sử dụng trong hệ thống định vị dựa trên mạng Wifi. - Giới thiệu các nhà cung cấp Location Index. Chương này sẽ giới thiệu tổng quan về các phương pháp xác định vị, về Location Index cũng như giới thiệu chi tiết về Location Index sử dụng trong hệ thống định vị mạng 3G và mạng Wifi, đặc biệt phân tích chi tiết quá trình thu thập dữ liệu và định vị trong mạng Wifi.Cuối cùng, sẽ giởi thiệu một số tổ chức, công ty đang xây dựng và cung cấp Location Index .1 Giới thiệu các phương pháp xác định vị trí Có rất nhiều các phương pháp khác nhau để xác định vị trí của thiết bị di động.

Độ chính xác cũng như chi phí thực hiện là rất khác nhau, tùy thuộc vào yêu cầu của từng hệ thống mà áp dụng phương pháp thích hợp, hoặc kết hợp nhiều phương pháp để cho hiệu quả cao hơn. Có thể chia các phương pháp xác định vị trí thành 3 loại : 1.2 Handset-based : Thiết bị sẽ tự đo lường và tính toán các dữ liệu cần thiết để ước lượng vị trí của mình.Ưu điểm của các phương pháp này là không yêu cầu các đơn vị tính toán vị trí của hạ tầng mạng. - Global Positioning System (GPS): Phương pháp phổ biến nhất là sử dụng hệ thống định vị toàn cầu GPS, thiết bị phải có thành phần hỗ trợ GPS mới có thể sử dụng được phương pháp này.Phương pháp này cho độ chính xác rất cao, tuy nhiên rất hạn chế trong môi trường trong nhà hoặc trong khu vực nội thành với nhiều tòa nhà cao tầng. - 10 - Đỗ Mạnh Hà – 10BMTTT - Time Of Arrival (TOA) : thiết bị do thời gian truyền tín hiệu từ ít nhất 3 điểm tham chiếu ( có thể là trạm phát sóng, hoặc Wifi Acess Point (AP)).

Ưu điểm của phương pháp này là không yêu cầu đơn vị đo lường vị trí của hạ tầng mạng, tuy nhiên, lại phải dựa vào cơ sở dữ liệu vị trí rất lớn ( sẽ được nói rõ hơn ở phần sau ).1 - Phương pháp định vị Time Of Arrival (TOA). - Fingerprint: phương pháp này sẽ so sánh tập các tín hiệu thiết bị nhận được với dữ liệu đã thu thập được trong cơ sở dữ liệu.Cũng như phương pháp trên, Fingerprint yêu cầu một hệ thống cơ sở dữ liệu rất lớn.2 Network-based : Hạ tầng mạng sẽ thu thập các dữ liệu cần thiết để tính toán ra vị trí của thiết bị.Thiết bị chỉ đóng vai trò bị động trong toàn bộ quá trình xác định vị trí. Các phương pháp này không yêu cầu bất cứ thiết bị phần cứng nào trên thiết bị di động, - 11 - Đỗ Mạnh Hà – 10BMTTT tuy nhiên lại cần 1 hệ thống phần cứng trong hạ tầng mạng để đo lường vị trí. Chi phí để xây dựng hệ thống này là rất đắt.

- Cell-ID, Cell of Origin (COO):dựa trên vị trí đã biết của các điểm tham chiếu kết nối với thiết bị, có thể là ID của trạm phát sóng hoặc địa chỉ MAC của AP.Độ chính xác của phương pháp này phụ thuộc rất nhiều vào độ lớn của vùng giới hạn mà thiết bị có thể kết nối với điểm tham chiếu. - Time Difference Of Arrival (TDOA): phương pháp này dựa trên độ lệch thời gian đến của tín hiệu từ các trạm phát sóng. Phương pháp này yêu cầu phải đồng bộ thời gian chính xác giữa các thành phần đo lường và tính toán vị trí.2 - Phương pháp định vị Time Difference Of Arrival (TDOA) - Angle of Arrival (AOA) : dựa trên góc của tín hiệu nhận được từ một thiết bị di động tại một trạm phát sóng. Để tính toán vị trí, cần có tối thiệu 2 trạm phát sóng .Ở mỗi trạm phát sóng cần có một tập các angten để có thể đo được góc đến của tín hiệu từ thiết bị.

- 12 - Đỗ Mạnh Hà – 10BMTTT Hình 1.3 - Phương pháp định vị Angle of Arrival (AOA) 1.3 Hybrid : Phương pháp kết hợp, thông thường thiết bị sẽ thu thập tất cả các dữ liệu cần thiết và hệ thống mạng sẽ tính toán ra vị trí của thiết bị. - Assisted Global Positioning System (A-GPS): dựa trên phương pháp GPS thông thường, nhưng có thêm cải tiến là sử dụng các thông tin trợ giúp được cung cấp từ hạ tầng mạng.4 - Phương pháp định vị Assisted –GPS - 13 - Đỗ Mạnh Hà – 10BMTTT - Assisted Galileo and Additional Navigation Satellite Systems(A-GANSS) : tương tự phương pháp A-GPS, nhưng thay vì sử dụng về tinh GPS, phương pháp này sử dụng hệ thống về tinh Galileo.4 Tổng kết: Bảng dưới đây tổng kết một số phương pháp xác định vị trí với độ chính xác của các phương pháp này : Kết hợp Chỉ tiêu Cell-ID ((U-)TDOA) A-GPS ( A-GPS vs Cell ID ) Độ ổn định Kém Trung bình Tốt Tốt Kém (100 m đến Trung bình (100 đến Tốt (5 đến Tốt (5 đến 50 Độ chính xác 20 km) 500 m) 50 m) m) TTFF (Time to Tốt (5->10 Tốt (1 s) Tốt (5 s) Tốt (5->10 s) First Fix) s) Đầu cuối Tốt Khá tốt Kém Trung bình Roaming Tốt Kém Tốt Tốt Hiệu suất Tốt Trung bình Khá tốt Khá tốt Khả năng mở rộng Tốt Kém Tốt Tốt Tính tương thích Tốt Kém Tốt Tốt Tổng chi phí Tốt Kém Khá tốt Khá tốt Tổng kết Trung bình Trung bình Khá tốt Tốt Bảng 1.1 - Tổng kết các phương pháp xác định vị trí Hình dưới đây thể hiện biểu đồ tương quan giữa độ phức tạp và độ chính xác của các phương pháp định vị : - 14 - Đỗ Mạnh Hà – 10BMTTT Hình 1.5 - Các phương pháp xác định vị trí 1.2 Giới thiệu về Location Index Trong các phương pháp xác định vị trí ở trên, có thể thấy rằng một số phương pháp sử dụng các thông tin về vị trí của các điểm tham chiếu (Trạm phát sóng, Access Point), được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu. Cơ sở dữ liệu với các thông tin vể vị trí như thế được gọi là “Location Index”. Vậy “Location Index” có thể được định nghĩa như sau : Location Index là một bộ dữ liệu về vị trí địa lý của các thiết bị với định danh duy nhất.

Các thiết bị : có thể là trạm phát sóng với định danh Cell-ID, hoặc Access Point với định danh là địa chỉ MAC. Location Index được sử dụng trong các hệ thống định vị, dựa vào các thông tin lưu trữ trong cơ sở dữ liệu, đối chiếu với thông tin gửi từ thiết bị di động để tính toán ra vị trí của người dùng. - 15 - Đỗ Mạnh Hà – 10BMTTT Tùy thuộc vào các phương pháp xác định vị trí khác nhau, mà cấu trúc lưu trữ và các thông tin trong cơ sở dữ liệu cũng khác nhau.1 Ưu điểm Ưu điểm của các phương pháp xác định vị trí khi sử dụng “Location Index” là : - Không yêu cầu các thành phần xác định vị trí của hạ tầng mạng, giảm thiểu chi phí trong việc xác định vị trí thiết bị di động. - Không yêu cầu cảm biến GPS trên thiết bị di động.

- Phạm vi đáp ứng rộng hơn, bao gồm cả môi trường ngoài trời lẫn môi trường trong nhà. - Độ chính xác của vị trí ước lượng cũng tương đương các phương pháp xác định vị trí khác, thậm chí còn chính xác hơn trong một số trường hợp. - Tính ổn định cao, thời gian đáp ứng nhanh. - Có khả năng mở rộng tốt.2 Nhược điểm Khi áp dụng Location Index trong các phương pháp định vị, nhược điểm duy nhất đó là phải xây dựng một hệ thống cơ sở dữ liệu “Location Index”.

Muốn cho khả năng đáp ứng và độ chính xác cao, hệ thống cơ sở dữ liệu phải lớn, đồng nghĩa với việc thu thập dữ liệu cũng tốn nhiều công sức hơn, chi phí đầu tư thiết bị lưu trữ, đường truyền cũng tăng. Tuy nhiên, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, các chi phí ở trên ngày càng giảm, dẫn đến những nhược điểm của “Location Index” ngày càng được hạn chế.3 Thành phần của hệ thống định vị dựa trên “Location Index” : Trong quá trình xây dựng một hệ thống định vị dựa trên “Location Index”, bao giờ cũng phải xây dựng 2 thành phần chính của hệ thống : - Thành phần xây dựng cơ sở dữ liệu : bao gồm các quá trình thăm dò, ghi nhận dữ liệu, phân tích và lưu trữ dữ liệu, cập nhật sự thay đổi của dữ liệu. - 16 - Đỗ Mạnh Hà – 10BMTTT - Thành phần xác định vị trí : sử dụng cơ sở dữ liệu đã thu thập được, so sánh với các thông tin gửi lên từ thiết bị di động, sau đó sử dụng các thuật toán ước lượng để đưa ra vị trí của người dùng. Tuy phân tách thành 2 thành phần riêng biệt, nhưng trên thực tế, 2 thành phần này lại thực hiện đồng thời, bổ trợ cho nhau.

Ví dụ : khi người dùng gửi truy vấn để xác định vị trí, các thông tin của thiết bị tại vị trí đấy cũng được gửi lên, trong khi thành phần vị trí sẽ tính toán, ước lượng vị trsi người dùng, thì thành phần xây dựng cơ sở dữ liệu cũng có thể lấy những thông tin người dùng gửi lên để phân tích và thêm vào cơ sở dữ liệu.3 Location Index sử dụng trong hệ thống định vị dựa trên mạng Wifi ( Wifi Positioning System – WPS ) Kiến trúc của Mạng kết nối không dây (Wifi) bao gồm các chuẩn và giao thức cho các chức năng không dây của các thành phần mạng .Có rất nhiều các công việc phải được xử lý tự động, bao gồm việc khám phá các dịch vụ mạng, các gói tin gửi đến sẽ chứa các thông tin để định danh thiết bị của người dùng trong mạng. Media Access Control Address ( MAC Address ), địa chỉ MAC chính là thành phần cốt lõi trong kiến trúc ở trên. Địa chỉ MAC được tạo bởi chuẩn IEEE 802, với mục đích định danh cho các thiết bị trong mạng. Địa chỉ MAC còn được gọi là địa chỉ Vật Lý, vì nó tạo ra để xác định các thiết bị vật lý, các thành phần vật lý của thiết bị, có thể áp dụng cho rất nhiều loại thiết bị khác nhau.

Ví dụ : địa chỉ MAC của router trong một mạng máy tính, địa chỉ MAC của Card mạng trên từng máy tính, tất cả địa chỉ MAC đều được đặt cho thiết bị ngay từ khi sản xuất. Trong một hệ thống mạng, tất cả các thành phần đều có địa chỉ MAC, từ router, máy tính để bàn, máy in, máy fax,. đến các thiết bị di động có kết nối mạng như điện thoại di động, máy tính bảng , laptop .