基于3G网络的手机地图技术研究

关键词：视频流电话会网页移动

3G是第三代移动通信技术的简称, 是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。与2G相比, 它能够在全球范围内更好地实现无线漫游, 处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式, 提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。3G技术的主要优点是能极大地增加系统容量、提高通信质量和数据传输速率。此外利用在不同网络间的无缝漫游技术, 可将无线通信系统和Internet连接起来, 从而可对移动终端用户提供更多更高级的服务。3G时代, 无线网络在室内、室外和行车的环境中能够分别支持移动终端至少2Mbps、384kbps以及144kbps的传输速度, 这样的速率基本上可以满足空间信息对移动通信的要求。3G时代的到来, 使得位置服务 (Location Based Services, LBS) 得到了新的发展, 作为位置服务重要模式的手机地图的应用前景也更加广阔。

手机是移动地图 (Mobile Map) 的一种载体, 移动地图是显示在无线移动通信设施上的地理空间数据可视化产品, 它能够随时随地按用户的需求显示信息。其显示的地图具有完整性、适应性、灵活性等特征。移动地图属于虚地图, 更新容易, 传输快捷。由于其是显示在移动通信设施的显示器上, 因而显示效果与所选择的移动通信设施的性能有关。

1 无线通信技术

3G主要是以分组交换技术为主, 国际电信联盟 (ITU) 将CDMA (Code Division Multiple Access) 技术作为3G的主流技术, 并确定了三个无线接口标准, 分别是WCDMA, CDMA2000T D-S C D M A。

3G网络借助高速的数据传输, 可以在手机端实时地传输地图资料, 也就是说, 任何一款手机都能依靠所处网络基站的大概分布, 下载到适合的周边地图。3G网络更高速的数据流能够满足彻底将地图更新工作交给运营商在服务器端自动处理。例如, 行车状态下的实时资料更新, 不管车开得有多快, 手机都能及时更新屏幕显示, 而且同样支持路径规划以及导航模式。由于地图资料完全虚拟化, 该服务的提供者可以在服务器端做出实时更新, 哪个路口堵车严重、哪条道路临时限行都能够在用户的手机上显示出来, 这是传统车载GPS终端所无法比拟的优势。当然这不仅仅限于道路状态更新, 根据商业需要, 服务商甚至可以将新近开业的餐厅、正在搞促销活动的商场信息一并提供给用户。

2 移动智能体技术

Agent技术最初来源于分布式人工智能领域, 随着Agent技术的发展, 它现在已融入主流计算机的各个领域, 被誉为是“软件开发的又一重大突破”。近年来主要应用在个人数字助理、用户接口、网络管理、信息检索、电子邮件、会议规划及电子商务等方面。Mobile Agent即移动智能体, 简称MA, 则是一种具有移动性的Agent, 扩展了传统Agent处理事务的能力。MA具有自主性、移动性、协作性、完全性、智能性等特征。它可以不依靠创建它的系统, 根据移动规则, 依据运行时的环境从一个宿主机漫游到另一个宿主机。漫游的MA携带自身状态和代码在网络中迁移到另一个目标环境中, 并在该环境中恢复执行。在MA漫游到网络中时, 用户终端即不必与网络保持持续连接, MA自主地完成肩负的任务, 用户终端则可以在这之后再连接上网络, 收回MA, 取得服务结果。MA最终目的是把计算移向数据, 而不是把数据移向计算。节省通信网络的带宽, 减少网络的传输负荷量, 在靠近数据源的地方进行计算, 节省了计算时间。可见, 将MA引入3G移动通信网络上来解决手机地图存在的问题是一个很好的思路。

3 手机定位技术

手机定位技术主要包括基于网络的定位方案和基于手机的定位方案两种。基于网络的定位方案是由网络设备来执行定位功能, 这种定位技术有Cell-ID技术和OTDOA技术。基于手机的定位方案是将定位功能集成到手机中, 这种定位技术有E-OTD技术。而A-GPS则是网络与终端混合的解决方案。由于E-OTD是专门针对GSM/GPRS而设计的, 因此在3G网络中很可能被淘汰。下面介绍在3G网络中广泛使用的3种移动定位技术。 (1) 基于Cell-ID的定位; (2) 基于OTDOA的定位; (3) A-G P S定位技术。

在3G移动通信系统中, 如何实现高精度的定位, 并将定位业务集成到网络中, 有许多问题需要做进一步研究:无线定位方法的研究;克服定位误差的方法的研究;针对不同系统的定位实施方案研究。在蜂窝无线定位技术研究中的一个基本的原则是希望增加定位业务不至于使网络基础设施改变和增加投资太大。定位要求及技术实现方法应该与标准研究相结合并确立统一标准, 以更好地安排空中接口、网络结构和各种功能子系统组成。

4 人机交互技术

与专业GIS相比, 移动GIS的友好性是十分关键的, 对于手机地图更是如此。手机端人机交互的设计必须考虑到用户的心理, 根据用户心理学和认知科学, 人机界面交互设计应遵循如下基本原则。

(1) 一致性原则。即从任务、信息的表达、界面控制操作等方面与用户理解熟悉的模式尽量保持一致。 (2) 兼容性。在用户期望和界面设计的现实之间要兼容, 要基于用户以前的经验。 (3) 适应性。用户应处于控制地位, 因此界面应在多方面适应用户。 (4) 指导性。界面设计应通过任务提示和反馈信息来指导用户, 做到“以用户为中心”。 (5) 结构性。界面设计应是结构化的, 以减少复杂度。 (6) 经济性。界面设计要用最少的支持用户所必须步骤来实现一个操作。