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LBS - Location-Based Service

Autor: Leonardo Zurstrassen (*)

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SUMÁRIO

Introdução

Mandato E911
    Quem paga a conta? 
    Qualquer tecnologia poderá ser usada
    Tabela de Requerimentos a serem seguidos
    Comparativo entre as Regulamentações de Soluções baseadas em Handsets e Network
    Será que o Mandato vai a algum lugar? 
    Implicações de Negócio da Fase 2 do Mandato 

Informações Técnicas
    Players do Mercado de PDE (Positioning Determining Equipment)


Descrição detalhada de algumas soluções
        Angle of Arrival (AOA) 
        Time Difference of Arrival (TDOA)
        AOA e TDOA combinados
        Multipath Fingerprinting (ou Ray Tracing) 

Soluções Handset-Based 
    Global Positioning System (GPS)
        O que é GPS?
        Como GPS funciona?
    Comparativo de Soluções baseadas em Handsets com as baseadas em Rede
    Os problemas de soluções Handset-Based
    Modificações na Tecnologia Convencional de GPS
    Assisted-GPS 
        Como Assited-GPS funciona

Soluções Híbridas
    E-OTD - Enhanced- Observed Time Difference
    Como E-OTD funciona
    Pros e Contras de E-OTD

Soluções Software-Based
    (E-CID) Enhanced Cell ID
    Case: Cellpoint

Tabela Comparativa das Tecnologias Analisadas
    Precisão
    Custos de Rede e Número de Células para Calcular
    Custos diretos de upgrades para usuários e potencial de taxa de crescimento
    Consumo de energia do aparelho
    Time to First Fix (TTFF)

Considerações sobre fatores que influenciam na escolha de determinada solução


 

Introdução

Guiados pelo Mandato FCC E911 fase 2, serviços de localização sem fio vão marcar um dos maiores avanços da Internet Móvel. Antes de Outubro de 2001, graças ao mandato, nossos telefones celulares serão "location smarts". A partir daí, já podemos ver de cara as aplicações de assistente de motorista, como no site brasiliero www.apontador.com.br , ou ainda os m-cupons quando você chega a um determinado shopping. 
Mas isso é somente a ponta do iceberg de como a localização pode agregar valor e conveniência. 
Imagine por exemplo fazer o "tracking" real-time de cargas valiosíssimas ou aliar a localização ao perfil do usuário tendo uma ferramenta de venda poderosíssima. 

Este artigo possui informações sobre as tecnologias emergentes de localização e suas respectivas descrições técnicas. Ele também retrata a regulamentação E911, em particular a precisão e tempo de resposta. 

Como o Mandato E911 fase 2 irá guiar a adoção em massa de tecnologias de localização nos próximos 12 meses, foram avaliadas as diversas tecnologias baseadas nos aparelhos e nas baseadas em rede. O que se espera é que as operadoras adotem múltiplas soluções a fim de cumprir os prazos do mandato. Para facilitar o entendimento das oportunidades de negócio, estaremos descrevendo algumas empresas existentes no mercado de localização e seus respectivos produtos e serviços. 

O estágio inicial dos serviços de localização será caracterizado pelos serviços E911 para PSAPs (Public Safety Answering Points)
Os Serviços E411 e m-commerce serão as atividades que crescerão a longo prazo e sucederão os serviços E911. 

Nós analisaremos a cadeia de valores desse segmento e discutiremos questões que possam elucidar-nos a definir a porcentagem que cada tipo de serviço pode ocupar e entender a relação entre essas empresas. 

Estudos estimam que o mercado de localização deve atingir $3,5 bilhões até 2007, com um CAGR de 90%. Esse crescimento fenomenal ilustra as grandes oportunidades de negócio nesse setor.  

Mandato E911  

O que é o Mandato E911

De acordo com a APCO (Associação Internacional e Oficial de Segurança Pública), 60% dos usuários de celulares optaram pelo serviço por questões de segurança. 
Até 1999, o número de usuários era de 6 milhões. Todo dia são registrados aproximadamente 46.000 novos usuários. 
Essa forte penetração de celulares fez com que o número de ligações urgentes (911, análogo ao 190 aqui) com origens de celular aumentasse 10 vezes nos últimos 10 anos. 
Entretanto, a APCO não conseguia identificar o local onde as pessoas estavam,  a menos que elas dissessem e mesmo soubessem. 
Isso se tornou um problema muito sério para a APCO  devido à natureza móvel do celular, e portanto não pode se apoiar no modelo de identificação da telefonia fixa.

Devido a essa problema, os PDEs ( Position-Determining Equipment) deverão ser capazes de localizar o usuário. 
Tais informação devem alcançar o call center para que eles consigam tomar as medidas de socorro ao usuário. 
Para assegurar que o despacho de socorro será feito de maneira correta, a FCC ( Federation Communications Comission) desenvolveu alguma regras que devem ser seguidas pelas operadoras dos EUA.
Essas regras consistem em duas fases que devem ser cumpridas:

Fase 1
A fase 1 consiste em identificar a célula e o número ( ANI - Automatic Number Information) que transmite a ligação do usuário. Como a célula pode cobrir uma área bem extensa, a identificação deixa muito a desejar. Esta fase foi cumprida no dia 1/04/1998.

Fase 2
A Fase 2 consiste em informações bem mais precisas. Ela obriga a operadora a identificar o número (ANI) e a localização (ALI - Automatic Location Information) num raio de 125 metros em 67% das ligações. 
O prazo para isso é 1/10/2001. 
Esta regra indiretamente aponta que a tecnologia de localização seja "handset-based" ou seja, todos aparelhos devem ter um dispositivo GPS (Global Positioning System), o que demoraria muito tempo e custaria bastante. 

Em Novembro de 1997, 7% das operadoras estavam com a Fase 1 pronta. 
Em Junho de 2000, verificou-se que 30% das operadoras estavam com esse quesito concluído. 
Essa demora foi provocada pelo delay de recebimento de equipamentos e também por falta de recursos. A principal fonte de renda do serviço 911 é uma taxa do estado. E para conseguir fundos, o Mandato E911 requer uma nova lei para obtenção de parte desse capital.
Somente a AT&T conseguiu concluir esse quesito a tempo.

 Quem paga a conta?

Nas contas de telefones aparecerá uma taxa mensal de aproximadamente US$0,70.
O problema é que essa taxa começou a ser cobrada antes mesmo desse serviço estar vigorando. 
Na Fase 2, existem mecanismos de obtenção de capital tanto para as operadoras quanto  para os PSAPs (Public Safety Answering Points).
Como a operadora tem uma base de usuários ela pode cobrar taxas pelo serviço 911, isso sem levar em conta no potencial da tecnologia para outras finalidades , como o E411 (Páginas Amarelas). Então apesar dessas taxas terem sido repassadas aos clientes, apenas 3% tinham finalizado a Fase 1 do Mandato. 

Qualquer tecnologia poderá ser usada

De acordo com o Mandato, toda operadora deve cumprir suas regras até 1/Out/2001. 
Apesar dessas imposições, o FCC se demonstrou neutro em relação à tecnologia adotada. Portanto, será uma decisão da operadora se ela deverá adotar uma solução baseada em handset (handset-based)  ou rede (network-based), dependendo da área geográfica ou da base de clientes.

Até o dia 1/Out o FCC espera receber um relatório descrevendo os seguintes tópicos:

-     Qual tecnologia foi adotada, se é handset-based ( boa para regiões rurais) , network-based (boa para regiões urbanas) ou uma solução híbrida.

-     Se os handsets deverão ter upgrade ou ser recomprados, o que demonstra uma preocupação com o consumidor final.

-     Planejar em como deverá fornecer a outros usuários em roaming quando a solução é handset-based ou híbrida.

 

Tabela de Requerimentos a serem seguidos

   

 

Requerimentos de Timing

Parâmetros de Precisão
 e Confiabilidade

"Regra 50%"

"Regra 100%"

"67%das Ligações"

"95% das Ligações"

 

Handset-based

50% dos handsets tem que ser ALI

 

Em até 50 metros

Em até 150 metros

Network-based

50% dos usuários com acesso ao E911 dentro de 6 meses

 

100% dos usuários com acesso ao E911 dentro de 18 meses

Em até 100 metros

Em até 300 metros

           

Comparativo entre as Regulamentações de Soluções baseadas em Handsets e Network

     -   Um PSAP request válido deve ser feito até 1o de Abril de 2001. 
         De acordo com a regulamentação, a operadora deverá cumprir com 50% dos requests até 1o de          Outubro de 2001, a deadline original da fase 2. 
         Portanto, o real deadline para o cumprimento da fase 2 é de pelo menos um ano após essa data.

-  Um maior grau de precisão é alcançado com solução baseadas em handsets pois eles possuem algum dispositivo de posicionamento embutido. 
Devido a essa vantagem tecnológica, as restrições impostas pelo mandato são bem menores.

   

 
Tempo

 

Precisão
Handset-Based Fase de login longa, mas sempre tem que executar recebendo um request de um PSAP ou não. Alto nível de precisão requerido.

Network-Based

Fase de login curta, mas só precisa executar mediante um request do PSAP. Baixo nível de precisão requerido.

 

 

  Handset-Based Network-Based
Datas

Sem PSAP request

Com PSAP request

Sem PSAP request

Com PSAP request

1/10/2000

Dizer ao FCC qual tecnologia será usada para prover localização

1/3/2001

Começar a vender ALI handsets

Nenhuma ação

1/10/2001

50% dos novos handsets devem ser ALI-capable

100% dos novos handsets devem ser ALI-capable

Nenhuma ação

Disponibilizar Fase 2 do Mandato para 50% das ligações cobertas

1/10/2002

95% dos novos handsets devem ser ALI-capable

 

Nenhuma ação

Disponibilizar Fase 2 do Mandato para 100% das ligações cobertas

31/12/2004

 

100% de todas as sub bases devem ser ALI-capable

 

 

                 

 

O que realmente importa é se os PSAPs têm treinamento, equipamento e recursos preparados para a Fase 2 do mandato. O resto fica por conta mesmo das operadoras cumprirem cada fase.

 Será que o Mandato vai a algum lugar?

O FCC (Federal Communications Comission) prorrogou a implementação do Mandato de uma vez, no intuito de promover mais competição dos inúmeros provedores de tecnologia. 
O NENA( National Emergency Number Association) acredita que as soluções baseadas em handsets não deverão estar prontas nas deadlines definidas. Isso pode resultar em duas possíveis conseqüências: 

-     O FCC deverá adiar as etapas de novo para as tecnologias baseadas em handset quanto em rede. Isso poderá prejudicar bastante o desenvolvimento dos serviços baseados em localização (LBS) dos EUA.

-     Uma ou duas operadoras irão desenvolver uma tecnologia baseadas em rede e tornar-se-ão "first mover " do mercado de LBS.  
Estas operadoras podem ter vantagem de tempo, ganhar novos usuários e usar os potenciais do mercado que vão muito além dos serviços E911, que vão desde Páginas Amarelas até aplicações verticais de alto valor agregado. 
Isso pode acontecer analogamente no Japão se a NTT DoCoMo for a primeira empresa a disponibilizar a tecnologia. 
Como os usuários não vão querer interromper seus serviços personalizados, o que aumenta mais ainda a permanência (stickness) do usuário. Logo, podemos concluir que uma vez começado o serviço, todo mundo vai querer se antecipar para não perder demais o market share. 

 

Acho que talvez não seja muito provável que o FCC mude as dealines de novo. Como o objetivo maior do Mandato é melhorar a segurança publica, o FCC ficará numa posição difícil já que o Mandato não conseguirá resultados sustentáveis. Agora isso explica o porque das operadoras estarem fugindo de optar por uma solução baseada em handsets. 

Apesar de evitarem as soluções baseadas em handsets, elas ainda não confirmaram qual solução  adotarão. Podemos atribuir essa atitude pelas seguintes razões: 

-     Acredita-se que as operadoras julguem o espaço de tempo restante suficientemente grande para conseguir cumprir os prazos do mandato. Se eles precocemente adotarem uma tecnologia e surgir algo mais moderno, a tecnologia adotada será considerada obsoleta.

-     Os analistas de mercado dizem que os potencias clientes da zona rural não estão tão entusiasmados com o serviço.

-     Houve um investimento significativo em pesquisas de transmissão de voz. Eles insistem em explorar melhor esse nicho antes de passar a um estágio adiante.

 

Um ponto que está muito claro é que as operadoras é que devem dar partida a esse processo de serviços. 
Ninguém irá se mover enquanto não for dada a largada pelas operadoras. 
No grupo dos que estão de stand-by estão os fabricantes de aparelhos capacitados em ter GPS, provedores de aplicações e provedores de equipamento de posição.

 Implicações de Negócio da Fase 2 do Mandato

-     Como o escopo de opções de tecnologias é grande, o tempo para os PSAPs identificarem a localização do usuário tende a ser maior. Mas essa diversificação de tecnologias e conseqüentemente de fornecedores desses equipamentos faz com que o preço caminhe para um valor não tão abusivo que numa situação de poucos jogadores.

-     A 2a. Fase do Mandato será realmente o catalisador maior da revolução do LBS. Depois de termos uma posição com uma precisão razoável e algum conhecimento dos hábitos do usuário, os serviços de Páginas Amarelas conseguirão promover um boom no mercado, pois os usuários terão serviços de alto valor agregado e os anunciantes terão um canal de comunicação extremamente eficiente com um público selecionadíssimo (pelas aplicações de CRM).

-     O mercado de LBS irá gerar receitas para os seguintes nichos:

- Operadoras

- Portais de Internet Móvel

- Fabricantes de Dispositivos Móveis

- Fornecedores de Equipamentos de Localização

- Provedores de aplicações baseadas em localização.

 

Informações Técnicas

Tecnologias disponíveis

As tecnologias de PDE (Positioning Determining Equipment) são categorizadas em onde as coordenadas do dispositivos são coletadas e enviadas aos PSAPs. 
Se o dispositivo móvel pega o sinal e mede as distância, é uma solução  baseada em handsets, e conseqüentemente ele deve ser munido de um receptor e transmissor de sinal. 
Se um equipamento de localização for colocado nas ERB's e fizer todo o processamento matemático, a solução é baseda em rede (network-based).

 

Players do Mercado de PDE

Tecnologias Network-based

 Time Difference of Arrival (TDOA) - Diferença de tempo de chegada

-     Cell-Loc Inc.

-     CELLTRAX E911 location system  

Angle of Arrival (AOA) - Ângulo de chegada

      KSI ( subsidiária da TruePosition) 

Combinação das duas tecnologias

      Grayson - Allen Telecom

      Radix Technologies

      SigmaOne

      TruePosition 

Multipath Fingerprinting - impressão digital por vários caminhos

      U.S Wireless Corp.  

Tecnologias handset-based  

Pure-GPS

      Tendler Cellular  

Assisted-GPS (auxiliada por GPS)

      CellPoint

      Idc (Integrated Data Communications)

      SiRF Technology

      SnapTrack  

Soluções Híbridas  

Enhanced-Observed Time Difference (E-OTD) - Observação Avançada de Diferença de Tempo

      Cambridge Positioning Systems.


(*) O autor, Leonardo Zurstrassen (lzurstrassen@gamebox.net),  25 anos,  é formado em Eng. da Computação pela Unicamp com ênfase em Sistemas de Computação. Em 1997, viajou a Luxemburgo para desenvolver um sistema de Investimento de Fundos pela Internet para o Banque Indosuez usando a linguagem Java. Possui sólidos conhecimentos em marketing e publicidade por ter trabalhado dois anos como Gerente de Sistemas na agência DPTO. Propaganda, a primeira agencia de propaganda  do Brasil que utilizou a Internet como meio de comunicação para seus clientes, tais como Terra Networks, Banco Volkswagen, Boehringer Ingelheim, Powerware, Network Associates e EverSystems. Nesta agência ganhou uma série de prêmios de eventos de Internet, como o Festival de Gramado de 1997 e também foi finalista do New York Festival na categoria de Interactive Multimedia. Em 1999, trabalhou no Grupo Catho como Gerente de Produto, dedicando-se quase que exclusivamente ao maior site de currículos do Brasil. Está na Eccentia Technologies como Chief Information Officer desde sua criação, e juntamente com a equipe de desenvolvimento elaborou toda estrutura técnica da empresa. A Eccentia Technologies recentemente recebeu investimento da Eccelera, holding de investimentos do Grupo Cisneros e atua no segmento de wireless data para o mercado corporativo.

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