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LBS整合服務的設計與裝置應用
 

【作者: 籃貫銘】   2008年01月03日 星期四

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自GPS系統開放進入大眾市場予一般民眾使用後,許多的GPS裝置與設備便開始雨後春筍的出現,包含車用導航裝置、PND以及具導航功能的智慧型手機紛紛問世,逐漸促成GPS產業成型。目前各大導航裝置除了訴求導航與定位功能之外,還強調提供即時的資訊服務,包含即時交通資訊、天氣資料、網路連結、廣播及美食電影等生活情報的加值服務,於是結合GPS定位技術與行動資訊的行動定位服務(Location based service;LBS)便逐漸展路頭角,成為導航應用裡的一個重要環節。


LBS服務概述

LBS是行動通訊加值服務的一種,為透過一組定位技術來取得使用者所在位置相關資訊,以提供使用者或相關之他人、及通訊系統完成各種與位置相關的服務之業務。


LBS除了可以提供如道路指引、餐廳查詢等個人化的服務外,結合金融與追蹤的整合型商用服務目前也正如火如荼的展開,由於可透過PND及手機等個人行動裝置來提供,因此潛藏著龐大的商機。目前LBS的應用範疇可分為四大類(如表一),分別為定位服務(Tagging)、追蹤服務(tracking)、導航服務(tracing)及商務服務(m-commerce),包含天氣播報、餐廳資訊、人員及貨物追蹤、行動交易等應用都屬範疇之內,而主要的功能則為身分辨識、跨區追蹤與用戶定位等三項。


(表一) LBS的應用範疇

服務項目

服務應用領域

定位服務(Tagging)

天氣播報、用餐資訊、停車資訊、ATM顯示、大眾運輸系統查詢、新聞與當地活動

追蹤服務(tracking)

道路救援、人身安全、人員追蹤、119、110、員工管理、車輛管理、貨物管理、寵物尋找

導航服務(tracing

道路或駕車指引、即時路況、餐廳指引

商務服務(m-commerce)

行動交易、分區計費、特定事件及地點計費


目前推動LBS市場主要來自汽車製造商和手機電信業者兩股力量,此外也包含政府相關的定位服務法令。在美國,汽車商會將LBS作為區隔市場的配備和服務,如交通意外發生時,車商便可以迅速到達現場協助處理。此外,車用電腦也會LBS導航服務,並成為車商和顧客間的溝通平台,且車商也能透過車用電腦上所收集到的道路駕駛資料,作為汽車設計或降低製造成本的參考資訊。據了解,多數的車廠皆表示未來會將LBS硬體作為標準配備,結合車用電腦的DVD、電視與數位衛星廣播等功能,作為提供整體服務的介面。


而在歐洲地區,則以發展個人LBS定位服務為主,除了提供一般個人所在位置附近的景點查詢與導航服務外,還會提供包括手機地址查詢、隨身地圖、導航、訂房、訂票或訂位、個人安全、停車查詢、或根據個人喜好所設定的商業廣告等整合式行動管理(mobilitymanagement)服務,這將是未來歐洲地區LBS發展的趨勢。


LBS服務架構與定位技術

系統架構

首先,定位服務必須由終端裝置內建的GPS或由無線網路輔助計算出使用者的位置,然後將之座標傳遞到系統營運業者的行動定位處理中心(MobilePositioningCenter;MPC),MPC是一個可支援所有電信系統規格的閘道(gateway),負責處理座標資訊後,再傳遞到定位伺服器進行服務的提供。定位伺服器收到座標資訊後,便把XY座標與地圖資料庫做結合,而整合後的數據便可作為各種定位應用的基礎,最後再將這些應用服務回傳給使用者的終端裝置,或者是其他授權使用此資訊的組織(如圖一)。



《圖一 行動定位系統運作架構》 - BigPic:757x237
《圖一 行動定位系統運作架構》 - BigPic:757x237

介面與標準

由於LBS屬跨平台的整合式服務,需與無線通訊、網際網路、數位內容、地理資訊及平台業者合作,必須在各種無線網路環境中進行數據交換和傳輸,因此需要訂定GIS與無線通訊的介面標準與協定。基於這個需求,30多家業者便與「開放式地理資訊系統協會(OpenGISConsortium,OGC)」合作,發展「開放式定位服務草案」(OpenLocationServicesInitiative,OpenLS),以強化定位服務的全面性,因應各種不同的市場需求。根據OpenLS所定義的核心服務包括下列五類:


(一) 閘道服務(gatewayservices):提供定位服務伺服器的介面。


(二) 目錄服務(directoryservices):提供使用者線上協助,以查詢特定地點、產品、服務或以距離為條件定義出的範圍。


(三) 路徑服務(routeservices):提供導航用的起點與終點間的路徑,並可指定會路經的航點,而路徑也可根據不同模式來作選擇。


(四) 地理編碼服務(geocodeservices):提供坐標與地址間的轉換服務。


(五) 顯示服務(presentationservices):提供地圖或地理特徵的繪圖和顯示服務。



《圖二 LBS服務概念圖》 - BigPic:708x435
《圖二 LBS服務概念圖》 - BigPic:708x435

定位技術種類與AGPS技術

目前定位的技術種類有以下數種(如表二),而通常定位的精確度越高成本也相對高。而根據美國E911法案的規定,對於定位精確度有很高的要求,目前僅有AGPS通過E911標準。AGPS與傳統GPS最大的差別就是使用了一個AGPS定位輔助伺服器(AssistanceServer),此伺服器不但能接收GPS信號,還可進行導航規劃之運算。


此外,傳統的GPS接收必須在空曠無遮蔽的地點,同時接收到3~4顆衛星的信號才能完成定位,且進行信號處理和定位運算需要花費很多時間和電力,而AGPS是由伺服器端來接收GPS衛星信號和進行定位運算,因此消耗的電力和時間都較少。由於AGPS只需將收到的GPS信號傳回伺服器,即便在訊號微弱的地點,也可以藉由伺服器的運算,來找出較為精確的位置,因此,相較於僅由GPS接收器進行定位和運算的方式,AGPS系統可明顯提昇定位運算效能。


(表二) LBS的定位技術種類

技術

基礎

精確度/適用區域

建置需求

建置成本

Cell-ID

Network-Based

100m~數公里/都會區

不須更新現有網路系統與硬體

E-OTD

Network-Based(終端輔助)

50~500m/全區

須更新軟體

成本較低系統設備成本高

AGPS

Handset-Based (終端輔助)

5~50m/全區

須更新硬體

成本較低系統設備成本低

GPS

Handset-Based

5~50m/市郊或鄉村

須更新硬體

成本高


LBS服務的裝置應用

目前的GPS導航產品大致可分為車用導航(OBU)、PND及GPS手機等三大類,每種裝置由於裝置設計與使用特性不盡相同,因此在提供LBS服務時也會有所差異。


車用導航系統

基本的車用導航系統包含電子地圖、自動定位、駕駛路線規劃等三大主要服務。但目前由於車用顯示面板已由過去的單色液晶轉換成高彩面板,因此大大擴展了定位服務應用的可能性,加上結合DVD多媒體影音、MP3撥放及數位相機的功能,讓車用LBS服務也更佳貼近生活,此外,與陀螺儀和加速度感應器等元件的應用也讓車用導航的準確性更加提高,而包含夜間辯視系統與車輛與行人警告系統等,也都陸續的被整合至裝置中,防止有意外發生時,能夠在第一時間進行通報,降低意外傷害。


可攜式導航裝置(PND)

可攜式導航產品在使用上與應用上都較車載系統方便,也能讓駕駛者更容易取得指令。其功能包含以下:


  • ●2D與3D的導航地圖


  • ●豐富多樣的地圖與地標種類


  • ●友善的使用介面


  • ●快速的搜尋介面


  • ●個人化的資料查詢


  • ●高容量的儲存空間



此類的導航產品在設計上可與數位電視與數位廣播結合,適時提供即時的交通事故訊息,或者使用者設定相關的飯店和停車的資訊等更動態的服務。此外,使用者介面的設計也是一大關鍵,提供簡易且容易上手的操作模式,對於拓展市場相當有益。


GPS手機

由於手機的廣泛普及與便利性等優勢,吸引了眾多廠商投入手機整合GPS功能的產品設計,因此未來具備GPS功能的手持裝置將是一大發展趨勢。目前GPS導航手機有兩個主要的解決方案:


  • ●採用Qualcomm的GPSone


  • ●內建或外接GPS晶片模組



Qualcomm的GPSone技術是將GPS整合到CDMA手機晶片內,再透過CDMAIX網路來提供輔助資訊給終端器。此解決方案的最大優勢為低成本,手機製造商無須支付過多的成本,便能取得GPS定位服務;而內建GPS晶片模組的方式則多用在高階手機上,透過智慧手機本身的功能來提供導航應用,另一種外接式的GPS模組,則是利用藍牙連線與智慧手機結合,此模式也提供了GPS商進入手機市場的機會。


目前手機的GPS應用仍有許多的困難存在,包含手機對GPS衛星訊號接受的敏感度低、螢幕過小及消耗的電力過高等,都是待克服的問題。


LBS服務市場現況

亞太地區

亞太地區以日本和韓國為最主要的兩個國家。在日本方面,日本電信業者早在2000年起便開始推出行動定位服務,透過和平台供應商與內容提供商的合作,提供了多項的LBS服務。日本的LBS服務內容豐富,包括氣象預報、電子地圖、交通資訊、餐廳旅館預約、城市導覽、小孩與老人安全追蹤、行人導航、緊急資訊以及貨物追蹤管理等。


(表三)  日、韓LBS技術與種類

日本

韓國

定位技術

PDC系統:Cell-ID
CDMA系統:AGPS

CDMA系統:AGPS(2002年開始導入)
(三大行動電信業者均屬CDMA系統)

LBS類型

NTT DoCoMo:1、2、3、4、5、6
KDDI:1、2、3、4、5、6
Codafone(Softbank):2、3、4、5

SKT:1、2、3、4、5、6
KTF:1、2、3、4
LGT:1、2、3、5

主要終端

多數手機已內建AGPS晶片。KDDI70%以上手機內建AGPS晶片

多款手機已內建AGPS晶片

法令規定

2007年4月後上市的手機皆須具備GPS功能

韓國通信及情報部(MIC)已通過隱私保護法令,並成立產業協會進行推動

1警急救援、2地方資訊、3.追蹤保全、4導航應用、5休閑娛樂、6企業應用


日本之所以能夠的推動LBS服務,最主要的原因為電信業者與終端製造商間的緊密合作,加上與第三方(third-party)間的緊密互動也是成功關鍵。以NTT DoCoMo為例,其推出一個整合的應用平台「DoCoMo Location Platform;DLP」,讓所有的內容業者都能在統一的介面下開發定位服務;另一家電信商KDDI,則與多家手機製造商合作,推出多款價格低廉的A-GPS手機供用戶選擇,提高用戶使用LBS的意願。


而在南韓方面,由於CDMA網路建設普及,行動服務應用也非常廣泛的因素,所以擁有極佳的先天體質,加上南韓政府的全力推廣,使得南韓的LBS服務非常蓬勃。目前南韓已通過隱私權保護的法令,也成立相關的定位服務產業協會(Location Based Services Industry Council),促使南韓的定位服務更快速的發展。


美國地區

美國是最早制定行動定位服務法令的國家,但其發展就不如日韓等國家快速,其主因為美國行動通訊系統眾多,而為了配合FCC的法令,因此業者必須投入大筆資金在網路系統設備的更新,造成多數業者只專心在應付FCC的法令規範,而忽略了LBS應用服務的開發。但自2006年開始,隨著E911政策的系統設備更新逐步完成,美國電信業者也開始在LBS的服務上開始有新的佈局,以Sprint為例,其在併購Nextel之後,便開始進入消費市場,推動導航與家庭安全定為服務,而Verizon Wireless也在2006年1月與Motorola合作,推出「VZ Navigator」的導航應用與POI查詢。目前美國的電信業者也已開始加重LBS應用服務的業務推廣。


歐洲地區

歐洲地區的行動電話與行動數據服務普及率,是全球僅次於亞太的區域之一。在過去,歐洲主要以跟隨美國FCC的法令制度,訂定相關的服務規範,但自2003年1月開始,歐洲頒佈了一項E112法令,讓電信業者擁有自行選擇定位技術與實施時程的自主權,因為絕大多數的電信業者都是採用GSM系統,促使歐洲電信業者基於投資報酬率的考量,選擇以Cell-ID為基礎來提供定位服務,所以服務內容多半還是侷限於氣象資訊、交通路況、餐廳搜尋等的地方資訊服務,較少有業者推出高精準度的定位服務。由於歐洲的E112法案並不如美國E911法案有影響力,因此相對的推廣成效也不如美國,而歐洲地區的LBS市場是否能快速成長,則決定在電信業者的態度。


結論

LBS服務為整合式的產業,有賴上下游的業者彼此通力合作才能促成,政府的法令並非是絕對的推動助力。以北美為例,北美身為最早完成法令制度的地區,但推動成效卻不佳其中,由此便可看出LBS產業關鍵並不在政府身上,電信服務商為促成此一產業成型的重要角色。從日、韓的發展經驗來看,擁有合作緊密的LBS產業鍊才是成功之鑰。未來台灣若要發展更多元的LBS服務,行動通訊服務商的帶頭作用甚為重要,透過電信商與導航設備商、手機業者及內容提供商的通力合作,才有可能將LBS的應用發展至極致,進而吸引更多的商業機會。


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