Tìm hiều tích hợp bản đồsố, hệthống GPS trên điện thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất

Tìm hiều tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất

1
4
MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI LUẬN VĂN ............................................................... 5

CHƯƠNG 2 TÌM HIỂU BẢN ĐỒ SỐ ................................................................................ 6

2.1 Bản đồ số là gì? ......................................................................................................... 7

2.2 Tìm hiểu bản đồ số .................................................................................................... 7

2.2.1 Dữ liệu bản đồ số ................................................................................................ 7

2.2.1.1 Khái niệm dữ liệu không gian ..................................................................... 7

2.2.1.2 Ví dụ về dữ liệu không gian ........................................................................ 7

2.2.2 Phân biệt trường dữ liệu không gian tương tự và dữ liệu không gian số ........... 8

2.3 Các định dạng dữ liệu ................................................................................................ 9

2.4 Dữ liệu vector trong bản đồ số ................................................................................ 10

2.4.1 Các điểm ........................................................................................................... 10

2.4.2 Các đường ......................................................................................................... 11

2.4.3 Các miền ........................................................................................................... 12

2.4.4 Các thuộc tính của vector dữ liệu ..................................................................... 13

2.4.5 Kiến trúc tầng dữ liệu vector ............................................................................ 14

2.5 Pixel và độ phân giải ............................................................................................... 15

2.5.1 Pixel .................................................................................................................. 15

2.5.2 Độ phân giải...................................................................................................... 15

2.6 Ứng dụng của bản đồ số .......................................................................................... 16

CHƯƠNG 3 TÌM HIỂU VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG ........................................ 17

3.1 Thông tin di động là gì? ........................................................................................... 18

3.2 Cấu trúc mạng thông tin di động số Cellular (Tế bào) ............................................ 18

3.3 Sơ lược quá trình phát triển của hệ thống di động .................................................. 20

3.4 Một số kỹ thuật đa truy nhập ................................................................................... 23

3.4.1 TDMA - Time Domain Multiple Access (Dải băng hẹp) ................................ 23

3.4.1.1 Tổng quan TDMA ..................................................................................... 23

3.4.1.2 Loại hệ thống TDMA Bắc Mỹ .................................................................. 23

3.4.1.3 GSM - Group Special Mobile (Hệ thống truyền thông di động toàn cầu) 25

3.4.2 CDMA - Code Division Multiple Access (Dải băng rộng hay quang phổ lớn)
................................................................................................................................... 26

3.4.2.1 Giới thiệu CDMA ...................................................................................... 26

3.4.2.2 Thủ tục phát/thu tín hiệu ............................................................................ 27

3.4.2.3 Một số đặc tính của CDMA ....................................................................... 27

CHƯƠNG 4 TÌM HIỂU HỆ THỐNG GPS ...................................................................... 31

4.1 Sự ra đời của hệ thống GPS ..................................................................................... 32

4.2 Nghiên cứu các thành phần hệ thống GPS .............................................................. 33

4.2.1 Nghiên cứu việc thiết kế hệ thống GPS ............................................................ 33

4.2.2 Các thành phần hệ thống GPS .......................................................................... 35

4.2.2.1 Phần vũ trụ ................................................................................................. 36

4.2.2.2 Phần điều khiển ......................................................................................... 40

4.2.2.3 Phần sử dụng ............................................................................................. 41

4.3 Hoạt động của hệ thống GPS ................................................................................... 42

Trang

Tìm hiều tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất

2
4.3.1 Sóng của vệ tinh GPS ....................................................................................... 42

4.3.2 Vị trí trên mặt đất được xác định như thế nào qua hệ thống GPS? .................. 44

4.4 Ứng dụng của hệ thống GPS ................................................................................... 47

CHƯƠNG 5 TÍCH HỢP BẢN ĐỒ SỐ, HỆ THỐNG GPS TRÊN ĐIỆN THOẠI DI
ĐỘNG VÀ BÀI TOÁN TÌM ĐƯỜNG ĐI NGẮN NHẤT ............................................... 49

5.1 Tích hợp bản đồ số với GPS trên điện thoại di động .............................................. 50

5.1.1 Giới thiệu chung ............................................................................................... 50

5.1.2 Một số dịch vụ dựa trên vị trí ........................................................................... 51

5.1.2.1 Dịch vụ thông tin dựa trên vị trí ................................................................ 51

5.1.2.2 Tính cước theo vị trí địa lý ........................................................................ 52

5.1.2.3 Dịch vụ khẩn cấp ....................................................................................... 52

5.1.2.4 Dịch vụ dò tìm ........................................................................................... 52

5.1.3 Các kỹ thuật định vị thuê bao di động .............................................................. 53

5.1.3.1 Kỹ thuật Cell-ID ........................................................................................ 53

5.1.3.2 A-GPS (Assisted GPS - hỗ trợ GPS) ......................................................... 54

5.1.3.3 Phương pháp kết hợp ................................................................................. 56

5.2 Bài toán tìm đường đi ngắn nhất trên PocketPC. .................................................... 57

5.2.1 Giới thiệu bài toán ............................................................................................ 57

5.2.2 Thuật toán sử dụng trong bài toán .................................................................... 58

5.2.3 Dữ liệu bản đồ .................................................................................................. 61

5.2.4 Lập trình ........................................................................................................... 62

5.2.5 Một số hình ảnh của chương trình .................................................................... 64

5.2.6 Đánh giá chương trình ...................................................................................... 66

5.2.6.1 Các điểm đã đạt được ................................................................................ 66

5.2.6.2 Các điểm chưa đạt được, hướng phát triển ................................................ 66

CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN .................................................................................................. 68

PHỤ LỤC .......................................................................................................................... 70

1. Niên biểu phát triển của hệ thống GPS ..................................................................... 71

2. Một số vệ tinh GPS .................................................................................................... 80

3. Hệ thống điện thoại di động vùng Bắc Âu (NMT) .................................................... 82

4. Hệ thống viễn thông di động toàn cầu (UMTS) ........................................................ 83

5. Kỹ thuật E-OTD ........................................................................................................ 85

6. Một số khai báo lớp và định nghĩa hàm chương trình bài toán tìm đường đi ngắn
nhất ................................................................................................................................ 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 91



THỐNG KÊ HÌNH ẢNH, CÁC BẢNG

Hình 2-1 Bản đồ số Hà Nội ................................................................................................. 8

Hình 2-2 So sánh giữa bản đồ số và bản đồ giấy .............................................................. 10

Hình 2-3 Biểu diễn các điểm trong hệ tạo độ .................................................................... 10

Hình 2-4 Biểu diến đường nối các điểm ............................................................................ 11

Hình 2-5 Miền giới hạn ..................................................................................................... 12

Tìm hiều tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất

3
Hình 2-6 Bản đồ số về đường Hà Nội ............................................................................... 13

Hình 2-7 Bản đồ được chia làm các Pixel ......................................................................... 15

Hình 2-8 Độ phân giải ....................................................................................................... 15

Hình 3-1 Hệ thống điện thoại di động ............................................................................... 18

Hình 3-2 Hệ thống điện thoại di động ............................................................................... 19

Hình 3-3 Sự phát triển của hệ thống di động ..................................................................... 20

Hình 3-4 PhổTDMA .......................................................................................................... 23

Hình 3-5 Cấu trúc khung ................................................................................................... 24

Hình 3-6 Dạng khe thời gian từ máy di động đến trạm gốc .............................................. 24

Hình 3-7 Dạng khe thời gian từ trạm gốc tới máy di động ............................................... 25

Hình 3-8 Đường kết nối trong khi chuyển vùng mềm ...................................................... 28

Hình 3-9 Giao thoa từ BS bên cạnh ................................................................................... 29

Hình 4-1 Các thành phần của hệ thống GPS ..................................................................... 36

Hình 4-2 Các vệ tinh GPS bay trên quĩ đạo ...................................................................... 36

Hình 4-3 Vệ tinh GPS thế hệ mới ...................................................................................... 37

Hình 4-4 Vệ tinh Block I ................................................................................................... 38

Hình 4-5 Vị trí các trạm điều khiển vệ tinh GPS .............................................................. 40

Hình 4-6 Thiết bị nhận GPS cài đặt sẵn trên xe Honda Accord ........................................ 42

Hình 4-7 Thu tín hiệu vệ tinh GPS .................................................................................... 45

Hình 4-8 Vệ tinh GPS truyền tín hiệu về trái đất .............................................................. 46

Hình 4-9 3 hình cầu giao nhau tai 2 điểm vị trí sẽ xác định được chính xác .................... 46

Hình 5-1 Mô hình kết hợp Mobile, GPS, DigitalMap ....................................................... 50

Hình 5-2 Phần mềm tìm đường Wayfinder trên mobile .................................................... 51

Hình 5-3 Xe ô tô được gắn thiết bị thu GPS ..................................................................... 52

Hình 5-4 Cell-ID kết hợp với Cell-sector hoặc TA ........................................................... 54

Hình 5-5 Nguyên lý hoạt động của A-GPS ...................................................................... 55

Hình 5-6 Bản đồ được chia thành các ô - cell ................................................................... 61

Hình 5-7 Bản đồ số trên PocketPC .................................................................................... 64

Hình 5-8 Kết quả tìm đường đi.......................................................................................... 65

Hình 5-9 Hình ảnh bản đồ số phóng to .............................................................................. 66

Hình 0-1 Vệ tinh Block IIA ............................................................................................... 80

Hình 0-2 Vệ tinh Block IIA ............................................................................................... 81

Hình 0-3 Vệ tinh Block IIF ............................................................................................... 81

Hình 0-4 Nguyên lý hoạt động của E-OTD ....................................................................... 85



Bảng 2-1So sánh trường dữ liệu không gian tương tự và dữ liệu không gian số ................ 8

Bảng 4-1 Thông số kỹ thuật vệ tinh Block I ..................................................................... 38

Bảng 4-2 Thông số kỹ thuật vệ tinh Block II .................................................................... 39

Bảng 4-3 Một số máy định vị GPS .................................................................................... 42

Bảng 5-1 Đặc tính kỹ thuật A-GPS ................................................................................... 55

Bảng 5-2 Đặc tính phương pháp kết hợp ........................................................................... 56

Bảng 0-1 Thông số kỹ thuật vệ tinh Block IIF .................................................................. 82

Tìm hiều tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất

4


Lời Nói Đầu

Những năm qua, sự phát triển mạnh mẽ của hai nghành công nghệ thông tin và

công nghệ viễn thông đã cung cấp ngày càng nhiều loại hình dịch vụ mới đa dạng, chất
lượng cao đáp ứng ngày càng tốt các yêu cầu của khách hàng.
Thế kỷ 21 đã và đang chứng kiến sự bùng nổ của công nghệ thông tin trong đó
thông tin đóng vai trò rất quan trọng. Thông tin vị trí đã được phát triển từ
những năm 70
của thế kỷ trước. Từ khi bắt đầu phát triển cho đến nay, thông tin vị trí phát triển rất
mạnh, khẳng định vai trò quan trọng trong các lĩnh vực đời sống con người. Ngày nay,
với việc đưa vào hoạt động hệ thống định vị toàn cầu GPS thì thông tin vị trí đã được xác
định đơn giản và có độ chính xác cao. Song song với việc phát triển của thông tin vị trí,
mạng thông tin di động cũng phát tri
ển rất mạnh mẽ tạo điều kiện cho các dịch vụ tích
hợp thông tin vị trí với mạng thông tin di động ra đời.
Để hiểu rõ hơn về các dịch vụ tích hợp thông tin vị trí với mạng thông tin di động
em đã quyết định lựa chọn đề tài “Tìm hiểu tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện
thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất”. Bài toán tìm đườ
ng đi ngắn nhất của
em trình bày mới chỉ dừng lại ở mức minh họa cho sự tích hợp bản đồ số trên điện thoại
di động.
Nội dung chính của luận văn gồm:
Chương 1: Giới thiệu đề tài.
Chương 2: Tìm hiểu bản đồ số.
Chương 3: Tìm hiểu mạng thông tin di động.
Chương 4: Tìm hiểu GPS hệ thống GPS.
Ch
ương 5: Tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán
tìm đường đi ngắn nhất.
Trong quá trình làm luận văn tốt nghiệp, mặc dù em đã cố gắng nhiều nhưng do
trình độ có hạn nên không thể tránh khỏi những sai sót, em rất mong nhận được sự phê
bình, hướng dẫn, và sự giúp đỡ của Thầy cô, bạn bè.

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo tậ
n tình của Thầy Phạm Hồng
Nguyên cùng các thầy cô trong khoa Công nghệ Thông tin đã giúp em hoàn thành luận
văn tốt nghiệp.
Tìm hiều tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất

5

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI LUẬN VĂN




Ngày nay cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học, kỹ thuật… nhu cầu
con người ngày vì thế ngày càng được nâng cao cả về chất lượng và số lượng. Thiết bị di
động ngày càng khẳng định vị trí quan trọng của mình trong đời sống con người… Khi
mới ra đời thiết bị di động thật là một kì tích của khoa học, các nhà cung cấp mạng di
động đã giúp con người “xích lại gần nhau hơn”. Chúng ta có thể nghe thấ
y giọng nói của
một người cách mình nửa vòng trái đất mà chỉ cần một chiếc điện thoại di động... rồi là
nhiều tiện ích khác nữa mà thiết bị di động đem đến cho con người: nhắn tin, chơi games,
các dịch vụ WAP(Wireless Application Protocol – giao thức ứng dụng không dây) như
lướt Web trực tuyến, kiểm tra thư Yahoo, nghe nhạc, xem truyền hình trực tuyến... và
một ứng dụng đặc biệt trên thiết b
ị di động mà ta sẽ trình bày trong bài luận văn này đó
là: “tích hợp bản đồ số và GPS trên thiết bị di động” – tức là ta sẽ nghiên cứu sự tích
hợp bản đồ số vào thiết bị di động sau đó dựa vào tín hiệu thu được từ hệ thống GPS -
Global Positioning System (hệ thống định vị toàn cầu) để xử lí, đáp ứng yêu cầu của
người dùng (ví dụ như việc tìm đường đ
i trên thiết bị di động).

Tìm hiều tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất

6
CHƯƠNG 2 TÌM HIỂU BẢN ĐỒ SỐ



2.1 Bản đồ số là gì?

2.2 Tìm hiểu bản đồ số

2.2.1 Dữ liệu bản đồ số

2.2.1.1 Khái niệm dữ liệu không gian

2.2.1.2 Ví dụ về dữ liệu không gian

2.2.2 Phân biệt trường dữ liệu không gian tương
tự và dữ liệu không gian số

2.3 Các định dạng dữ liệu

2.4 Dữ liệu vector trong bản đồ số

2.4.1 Các điểm

2.4.2 Các đường

2.4.3 Các miền

2.4.4 Các thuộc tính của vector dữ liệu

2.4.5 Kiến trúc tầng dữ liệu vector

2.5 Pixel và độ phân giải

2.5.1 Pixel

2.5.2 Độ phân giải

2.6 Ứng dụng của bản đồ số

Nội dung
Tìm hiều tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất

7

2.1 Bản đồ số là gì?
Bản đồ số là loại bản đồ được thành lập dưới dạng cơ sở dữ liệu máy tính trên cơ sở
xử lý số liệu nhận được từ các thiết bị quét chuyên dụng, ảnh hàng không, ảnh vệ tinh,
viễn thám hoặc số hóa các bản đồ được chế tác theo phương pháp cổ điển, trong đó toàn
bộ thông tin về các đối tượng được mã hóa thành dữ liệu số và lư
u giữ trên các băng, đĩa
từ, đĩa quang… Thông tin trong bản đồ số thường được tổ chức quản lý theo các lớp, tập
hợp các dữ liệu có cùng thuộc tính (vùng, đường, điểm, chữ) về các đối tượng cùng loại,
thể hiện một nội dung của bản đồ tổng thể. Số lượng các lớp tùy thuộc vào yêu cầu cụ
thể, nguồn cung cấp dữ liệu (các cơ
sở dữ liệu ảnh quét có thể cho hàng trăm lớp) và khả
năng quản lý của phần mềm chuyên dùng. Tùy theo yêu cầu sử dụng, các lớp thông tin có
thể được hiển thị trên màn hình hoặc in trên giấy với tỉ lệ tùy chọn, riêng biệt hoặc chồng

xếp với nhau tạo thành các bản đồ theo tỉ lệ thích hợp.
Bản đồ số là sự thể hiện những thông tin về không gian xung quanh chúng ta ở dạng
số trong sự liên kết với các thiết bị điện tử khác như máy tính điện tử, hệ thống định vị
toàn cầu GPS.
2.2 Tìm hiểu bản đồ số
2.2.1 Dữ liệu bản đồ số
Dữ liệu bản đồ số chỉ là một ví dụ của dữ liệu số và nó được sử dụng trong việc
tạo ra các bản đồ. Dữ liệu bản đồ số có thể được sử dụng kết hợp các loại khác của dữ
liệu không gian - nó không hoàn toàn là “dữ liệu bản đồ số”. Sau đây ta tìm hiểu một chút
về dữ liệu không gian.
2.2.1.1 Khái niệm dữ liệu không gian
Dữ liệu không gian là dữ liệu có một vài mẫu không gian hoặc địa lý_ chúng được
đặt vào trong không gian hai hay ba chiều.
2.2.1.2 Ví dụ về dữ liệu không gian
• Các bản đồ:
Có thể là các bản đồ giấy, hay số
Tìm hiều tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất

8

Hình 2-1 Bản đồ số Hà Nội

• Các danh sách, các bản dữ liệu, dữ liệu trường…

2.2.2 Phân biệt trường dữ liệu không gian tương tự và dữ liệu không gian số

Bảng 2-1So sánh trường dữ liệu không gian tương tự và dữ liệu không gian số

STT Tương tự Số
1 Bản đồ giấy Bản đồ số

2 Cố định tỉ lệ Thay đổi được tỉ lệu
3 Cần được chuyển sang định dạng
số
Đã ở dạng số
Không tải và không copy được Có thể tải vể hay copy


Tìm hiều tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất

9
2.3 Các định dạng dữ liệu
Bản đồ số thường được lưu trữ dưới một số định dạng dữ liệu, và có các chương trình
phần mềm tương ứng xử lí. Định dạng phổ biến nhất của bản đồ số dựa trên kỹ thuật
Vector, vì thế các định dạng Vector là phổ biến nhất. Dưới đây chúng ta sẽ tìm hiểu qua
về các định dạng này:
• Arc Export: là một định d
ạng chuyển đổi, mã ASCII hay nén vào trong mã nhị phân
sử dụng các file truyền giữa các phiên bản khác nhau của ARC/INFO. Nó chỉ làm
việc với các sản phẩm ESRI( Environmental Systems Research Institute - Viện nghiên
cứu các hệ thống môi trường)
• AutoCAD" Drawing Files (DWG): thực chất là một định dạng riêng dành cho phần
mềm AutoCAD, các phần mềm dành cho thiết kế, biên tập…
• Autodesk’s Data Interchange File (DXF) Format: DXF sử dụng định dạng chuyển đổi
vector dữ liệu. Nó có một số lợi thế r
ất lớn, như nó chứa rất nhiều thông tin mà nhiều
chương trình đồ họa đọc được.
• MapInfo Map Files: có định dạng nhị phân riêng cho nó, được gọi là Map File. Đặc
biệt nó không sử dụng được ngoài hệ thống của MapInfo.
• Digital Line Graphs (DLG): một định dạng chuyển đổi bởi USGS(US Geological
Survey), nó miêu tả các thông tin của vector trên các bản đồ máy in.

• MapInfo" Data Transfer Files (MIF/MID): là một chuyển đổi chuẩn được sử dụng
trong MapInfo, và hệ thố
ng bản đồ màn hình. Nó chứa tất cả 3 loại của GIS
1
: không
gian, thuộc tính và hiển thị. Các thuộc tính liên kết là ẩn trong định dạng file.
• MicroStation Design Files (DGN): đây là một định dạng đóng, được sử dụng bởi một
chương trình CAD do Bentley Systems Inc.’s MicroStation.
• Spatial Data Transfer System (SDTS): là một kiểu định dạng mới được phát triển bởi
chính phủ Mĩ, nó được tạo ra để xử lí tất cả dữ liệu không gian. SDTS có thể là mã
ASCII, nhưng thường là mã nhị phân.
• Topologically Integrated Geographic Encoding and Referencing Files (TIGER): là
mộ
t định dạng được sử dụng bởi US Census Bureau-cục điều tra dân số Mĩ để lưu trữ
bản đồ đường được vẽ trong cuộc điều tra năm 1990. Nó chứa tọa độ không gian, các
đường thẳng, nhưng không chứa các đa giác.

Vector Product Format (VPF): VPF đây là một định dạng nhị phân được sử dụng bởi
US Defense Mapping Agency. Nó mang thông tin không gian và thuộc tính nhưng không
hiển thị dữ liệu.

1
Geographic Information Systems - Hệ thống thông tin địa lý
Tìm hiều tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất

10
2.4 Dữ liệu vector trong bản đồ số
Chúng ta biết rằng bản đồ số được xây dựng dựa trên kỹ thuật vector và theo kỹ thuật
này có thể hiểu bản đồ số được tạo từ các dữ liệu vector, đó là: các điểm, các đường và
các vùng( hay còn gọi là các lớp của bản đồ số).

Hình 2-2 So sánh giữa bản đồ số và bản đồ giấy

Hình bên trái là hình vẽ bằng tay,còn hình bên phải là hình sử dụng trong bản đồ số.
2.4.1 Các điểm
Mỗi một điểm riêng lẻ được biểu diễn bởi 2 tọa độ x, y. Ví dụ điểm A(2,5),B(3,4).

Hình 2-3 Biểu diễn các điểm trong hệ tạo độ

Trong lập trình:

Point

{

Double X;
Double Y;
Tìm hiều tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất

11
}


X,Y là tọa độ của điểm

Còn nhiều điểm MultiPoint thì khai báo như sau:
MultiPoint

{

Double[4] Box;
Integer NumPoints;
Point[NumPoints] Points;
}


Bounding Box được lưu trữ dưới Xmin, Ymin, Xmax, Ymax
NumPoints số các điểm
Points Số điểm trong thiết đặt

2.4.2 Các đường
Tập các điểm có đặc điểm là gần thuộc đường thẳng, các đường thẳng có thể nối
lại với nhau hoặc không


Hình 2-4 Biểu diến đường nối các điểm

Trong lập trình:

PolyLine

{

Double[4] Box;
Integer NumParts;
Integer NumPoints;
Integer[NumParts] Parts;
Tìm hiều tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất

12

Point[NumPoints] Points;
}


Box được lưu trong trình tự Xmin, Ymin, Xmax, Ymax
NumParts số các phần
NumPoints tổng số các điểm
Parts chỉ số của điểm đầu tiên trong một phần
Points các điểm cho tất cả các phần.
2.4.3 Các miền
Là các vùng được giới hạn bởi các đường, như các vùng rừng hay đường biên giới
quốc gia.

Hình 2-5 Miền giới hạn

Trong lập trình các miền được lập trình như dưới đây:

Polygon

{

Double[4] Box;
Integer NumParts;
Integer NumPoints;
Integer[NumParts] Parts;
Point[NumPoints] Points;
}


Box được lưu trong trình tự Xmin, Ymin, Xmax, Ymax

NumParts là số vòng trong miền Polygon
NumPoints tổng số các điểm
Parts chỉ số của điểm đầu tiên trong một phần
Points các điểm cho tất cả các phần
• Các ví dụ
Tìm hiều tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất

13
Các điểm, đường, vùng như:
- Các điểm:
Các bốt điện thoại, trạm làm việc…
- Các đường:
Đường bộ, đường tàu…
- Các miền:
Đường biên của tòa nhà, đồng ruộng…

2.4.4 Các thuộc tính của vector dữ liệu



Hình 2-6 Bản đồ số về đường Hà Nội

Có thể hiểu thuộc tính của vector dữ liệu là các những thông tin về một điểm, một
đường, hay một vùng nào đó…
Ví dụ, một căn nhà thì có số nhà, số điện thoại, ngõ, quận huyện, tỉnh thành mà căn
nhà đó ở…
Tìm hiều tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất

14
Các thuộc tính dễ dàng sửa đổi và thêm, xóa... ví dụ chúng ta có thể thay đổi số điện

thoại, tên tuyến phố mà nó thuộc (ít xảy ra…)

2.4.5 Kiến trúc tầng dữ liệu vector
Kiến trúc tầng là một thành phần quan trọng trong dữ liệu vector. Nó chỉ ra sự “thông
minh” của dữ liệu vector. Nó gồm có 3 thành phần:

• Liên kết:
Các đặc tính trong dữ liệu có thể được liên kết lại với nhau. Trong mô hình dữ li
ệu
vector, thông tin về các liên kết có thể được cất dữ và sử dụng trong việc phân tích
của các mạng.( ví dụ: hệ thống mạng lưới đường ống dẫn nước hay dòng sông).
• Sự liền kề:
Một dãy nhà liền kề dùng chung một vách ngăn có thể là một ví dụ của sự liền kề.
Cấu trúc của dữ liệu cho phép “vách ngăn” này được lưu trữ trong cùng dữ liệu, với
các thông tin chính là các thông tin thuộc về sự xây dựng ở cả 2 bên “vách ngăn”.
• Chính sách ngăn chặn:
Các hòn đảo và các hồ... cần được mã hóa một cách đặc biệt để chắc chắn rằng nó
được hiển thị và phân tích một cách chính xác.
Tìm hiều tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất

15
2.5 Pixel và độ phân giải
2.5.1 Pixel


Hình 2-7 Bản đồ được chia làm các Pixel

Mỗi Pixel là đơn vị nhỏ nhất của thông tin trong lưới, hiện thị một thuộc tính duy
nhất. Một ảnh được tạo nên từ nhiều Pixel.
2.5.2 Độ phân giải

Đây là một đặc tính quan trọng của dữ liệu khung, nó quyết định cái nhỏ nhất mà
mắt người có thể nhìn thấy trong ảnh.



Hình 2-8 Độ phân giải
Tìm hiều tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất

16
Độ phân giải là đơn vị bản ghi nhỏ nhất hay đặc điểm tối thiểu là có thể vẽ và đo
đạc được. Như ở hình trên độ phân giải của dữ liệu là 10m điều này có nghĩa là bất kì
một đối tượng nào trên mặt đất diện tích dưới 10m
2
sẽ không được hiển thị trên bản đồ.
2.6 Ứng dụng của bản đồ số
Bản đồ số có ứng dụng rất lớn trong quân sự, du lịch, phục vụ các nhu cầu của con
người rất lớn…
• Bản đồ số phục vụ đời sống con người
Chỉ với chiếc máy có hỗ trợ hệ thống GPS(Global Positioning System) - hệ thống
định vị toàn cầu, kết hợp với cái bản đồ số trong thiết bị bạn có thể biết đượ
c vị trí nơi
bạn cần đến đi theo đường nào là thuận lợi nhất( ví dụ đường đi ngắn nhất), Hay sản
phẩm xác định vị trí qua vệ tinh bằng quần lót GPS sản phẩm của hãng Panchira (Nhật)
sử dụng hệ thống định vị pantyMap, nhúng vào các sợi vải một cách tinh vi khiến người
mặc không thể phát hiện. Những ông chồng hay ghen hoặc các ông bố khó tính có thể
mua cho vợ và con gái để bả
o vệ “hàng nhà”, những chiếc xe ô tô được lắp đặt hệ thống
dẫn đường có gắn hệ thống GPS giúp cho việc đi lại trong thành phố dễ hơn nhiều, và
không sợ bị lạc... đương nhiên là bản đồ số được áp dụng tối đa trong trường hợp này.
Việt Nam có bản đồ số địa hình tỉ lệ 1:50.000, 573 mảnh bản đồ số. Ngoài ra còn có 98

mảnh bản đồ địa hình biên gi
ới Việt - Lào, Việt Nam - Trung Quốc, và 69 mảnh bản đồ
địa hình đáy biển. Các mảnh bản đồ số này bao gồm 7 tập tin cho phép người sử dụng có
thể tìm hiểu thông tin về cơ sở toán học, thủy hệ, địa hình, giao thông, dân cư, ranh giới,
thực vật và có thể tạo mô hình không gian 3 chiều cho bề mặt địa hình.
Bản đồ, lưới toạ độ quốc gia và các trạm GPS là những tài liệu điều tra c
ơ bản được
xây dựng theo chuẩn thống nhất, đảm bảo cung cấp thông tin nhanh, chính xác cho mọi
hoạt động quản lý nhà nước, phát triển kinh tế, xã hội, bảo vệ đất nước, nghiên cứu khoa
học...
• Bản đồ số phục vụ quân đội
Trong quân sự bản đồ là cực kì quan trọng, đặc biệt là bản đồ số. Bởi tính chính xác
rất cao cũng như khả năng kế
t hợp với hệ thống GPS… đã là một thứ vũ khí lợi hại trong
quân sự. Các trận đánh trở nên hiệu quả hơn, mục tiêu chính xác rất cao…

Tìm hiều tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất

17
CHƯƠNG 3
TÌM HIỂU VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG






3.1 Thông tin di động là gì?

3.2 Cấu trúc mạng thông tin di động số Cellular (Tế bào)

3.3 Sơ lược quá trình phát triển của hệ thống di động

3.4 Một số kỹ thuật đa truy nhập

3.4.1 TDMA - Time Domain Multiple Access (Dải băng
hẹp)

3.4.1.1 Tổng quan TDMA

3.4.1.2 Loại hệ thống TDMA Bắc Mỹ

3.4.1.3 GSM- Group Special Mobile (Hệ thống truyền
thông di động toàn cầu)

3.4.2 CDMA - Code Division Multiple Access (Dải
băng rộng hay quang phổ lớn)

3.4.2.1 Giới thiệu CDMA

3.4.2.2 Thủ tục phát/thu tín hiệu

3.4.2.3 Một số đặc tính của CDMA

Nội dung
Tìm hiều tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất

18
3.1 Thông tin di động là gì?
Trước hết chúng ta cần biết rằng thuật ngữ “Thông tin di động” đã có từ lâu và được

hiểu như là có thể cung cấp một cách lưu động trong quá trình thông tin. Thông tin di
động có thể thực hiện được nhiều dịch vụ di động như: truyền thoại, truyền số liệu, Fax,
nhắn tin... Trước đây mạng lưới thông tin di động chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực
quân sự và ngày nay đã
được thương mại hóa và được đưa vào sử dụng rộng rãi.
3.2 Cấu trúc mạng thông tin di động số Cellular (Tế bào)
Toàn bộ vùng phục vụ của hệ thống điện thoại di động Cellular được chia thành nhiều
vùng phục vụ nhỏ, có dạng một tổ ong hình lục giác. Trong mỗi cell
2
có một trạm gốc
BTS (Base Transceiver Station). BTS liên lạc vô tuyến với tất cả các máy thuê bao di
động MS (Mobile Station) có mặt trong cell. MS có thể di động giữa các cell và nó phải
được chuyển giao để làm việc với một BTS liền kề mà nó hiện đang trong vùng phủ song
mà không làm gián đoạn cuộc gọi.
Hình 3-1 đưa ra một mạng điện thoại di động tổ ong bao gồm các trạm gốc (BTS).
Vùng phục vụ của một BTS được gọi là cell và nhiều cell được k
ết hợp lại thành vùng
phục vụ của hệ thống.


Hình 3-1 Hệ thống điện thoại di động



2

Vùng phục vụ của một BTS

Tìm hiều tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất

19
Cấu trúc mạng thông tin số Cellular:

Hình 3-2 Hệ thống điện thoại di động

NSS: Network Switching Subsystem: Hệ thống chuyển mạch
MSC: Mobile Service Switching Centre: Trung tâm chuyển mạch các nghiệp vụ di động.
HLR: Home Location Register: Bộ ghi định vị thường trú.
VLR: Visitor Location Register: Bộ ghi định vị tạm trú.
ÃUC: Authentication Centre: Trung tâm nhận thực.
EIR: Equipment Indentification Register: Thanh ghi nhận dạng thiết bị.
BSS: Base Station System: Hệ thống trạm gốc.
BSC: Base Station Controller: Đài điều khiển trạm gốc.
BTS: Base Transceiver Station: Trạm thu phát gốc.
OSS: Operation & Support Station: Hệ thống con khai thác và bảo dưỡng.
NMC: Network Management Centre: Trung tâm quản lý mạng.
PSTN: Public Swiched Telephone Network: Mạng điện tho
ại chuyển mạch công cộng.
PLMN: Public Land Mobile Network: Mạng di động mặt đất.
ISDN: Integrated Switched Digital Network: Mạng số liên kết đa dịch vụ.
MS: Mobile Station: Trạm di động.

Hệ thống khái thác và bảo dưỡng OSS mặc dù không thuộc thành phần của mạng
thông tin di động nhưng nó liên quan chặt chẽ với mạng đó là trạm di động MS thuộc
người sử dụng.

Trong mỗi một BSS có một bộ điều khiển trạm gốc BSC điều khiển một nhóm
BTS về các chức năng như chuyển giao và điều khiển công suất.

Tìm hiều tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất

20
Trong mỗi SS, một trung tâm chuyển mạch của PLMN, gọi tắt là tổng đài di động
MSC phục vụ nhiều BSC hình thành cấp quản lý vùng lãnh thổ gọi là vùng phục vụ MSC
bao gồm nhiều vùng định vị.

Do yêu cầu quản lý về nhiều mặt đối với MS của mạng di động Cellular (tế bào)
dẫn đến cơ sở dữ liệu lớn. Bộ ghi định vị thường trú HLR chứa các thông tin về thuê bao
như các dịch mà thuê bao lựa chọn và các thông tin số nhận thực. Vị trí hiện thời của MS
được cập nhật qua bộ ghi định vị tạm trú VLR cũng được chuyển đến HLR.

Trung tâm nhận thực AUC có chức năng cung cấp cho HLR các thông số nhận
thực và các khoá mật mã. Mỗi MSC có một VLR.

Khi MS di động vào một vùng phục vụ MSC mới thì VLR yêu cầu HLR cung cấp
các số liệu về MS này đồng thời VLR cũng thông báo cho HLR biết MS nói trên đ
ang ở
vùng phục vụ nào. VLR có đầy đủ các thông tin để thiết lập cuộc gọi theo yêu cầu của
người sử dụng. Một MSC đặc biệt (gọi là MSC cổng) đươợ PLMN giao cho chức năng
kết nối giữa PLMN với các mạng cố định.
3.3 Sơ lược quá trình phát triển của hệ thống di động
Kể từ khi có sự ra đời của điện thoại di động, vị trí của nó trong thị trường đã phát
triển một cách chóng mặt bắt đầu từ một thiết bị sơ khai, một vật chuyên biệt, rồi trở
thành một vật dụng thực sự cần thiết đối với việc giải trí và kinh doanh. Khoảng từ những
năm 80 trở lại đây, kết hợ
p với sự giảm đáng kể chi phí cho hoạt động và sự phát triển
của những ứng dụng và dịch vụ mới lạ, sự tiến triển trong công nghệ di động đã khẳng
định một thị trường lớn mạnh. Vào khoảng giữa năm 2000, ở châu Âu có trên 220 triệu
thuê bao di động, và trên toàn cầu, con số này là 580 triệu. Ở Vương Quốc Anh, cứ 2
người thì có một người sở hữu máy đ

iện thoại di động; trong khi đó ở Phần Lan, số lượng
máy điện thoại di động tính theo đầu người đã vượt quá số hộ sử dụng điện thoại cố định.



Hình 3-3 Sự phát triển của hệ thống di động

Tìm hiều tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất

21
Sự tiến triển của công cuộc truyền thông di động có thể phân ra làm hai thế hệ phát
triển. Hiện tại, chúng ta đang bước vào thế hệ thứ ba (3G) của những hệ thống di động.

- Thế hệ 1G
Có thể nói rằng những hệ thống của thế hệ thứ nhất (1G) là mũi tên chỉ đường cho các
thế hệ sau, và nhìn chung, những hệ thống này được xếp vào loại nh
ững mạng quốc gia
dựa trên nền tảng công nghệ tương tự. Vào những năm 1980, những mạng kiểu đó đã
được chuyển biến thành loại hình dịch vụ. Những mạng đó được thiết kế để cung cấp cho
các thuê bao di động những truyền thông chuyển tải giọng nói. 1G là công nghệ điện
thoại cầm tay ra đời sớm nhất với tín hiệu truyền là analog. Một máy đi
ện thoại sẽ sử
dụng hai kênh trong suốt cuộc gọi một cho tín hiệu giọng nói và một cho tín hiệu điều
khiển.


- Thế hệ 2G
Những hệ thống của thế hệ thứ hai (2G) được xếp vào loại công nghệ kỹ thuật số.
Những hệ thống như thế này được sự giúp đỡ ủng hộ của những Công ước Quốc tế
chung, tạo đà cho khả năng vận hành một chiếc máy điện thoại di động vượt qua khỏi

biên giới của một quố
c gia. Bên cạnh lĩnh vực viễn thông truyền giọng nói bằng kỹ thuật
số, với sự góp mặt của những hệ thống 2G, một loạt các dịch vụ số mới với tốc độ truyền
dữ liệu thấp đã trở nên phong phú và đa dạng, bao gồm “mobile fax” (chuyển fax di
động), gửi thư giọng nói, và dịch vụ gửi tin nhanh (short message service – SMS). Cũng
tại khoảng thờ
i gian trong giai đoạn phát triển này, những thể loại hệ thống mới bắt đầu
nổi dậy phục vụ cho những thị hiếu riêng biệt; không những đó là những mạng di động
mà còn có những giải pháp cho vô tuyến điện (cordless), radio di động cho công cộng, vệ
tinh, và mạng vô tuyến cục bộ (W-LAN). Những hệ thống của thế hệ thứ hai (2G) đồng
nghĩa với sự toàn c
ầu hoá các hệ thống di động, và trên quan điểm đó, tầm quan trọng của
chuẩn hoá là rất rõ. Ví dụ, GMS, chuẩn hoá tại châu Âu bởi Tổ chức Tiêu chuẩn Viễn
thông Châu Âu (ETSI), hiện đang được coi là một tiêu chuẩn toàn cầu dưới sự thừa nhận
của hầu hết các quốc gia trên thế giới. Trong việc nhận ra tầm quan trọng của Internet và
đồng thời là một bước tiến tiếp tới ngưỡng c
ửa của công nghệ thế hệ thứ ba (3G), giai
đoạn phát triển cuối của loại mạng 2G đã cho ra đời những dịch vụ đa phương tiện di
động.

Trong một vài năm tới, người ta hi vọng rằng những người sử dụng hệ thống di động sẽ
có xu hướng truy cập vào các dịch vụ đa phương tiện băng rộng, ví như những gì đã có ở
Tìm hiều tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất

22
các mạng cố định. Yêu cầu về những dịch vụ có băng thông rộng được đưa ra do sự cần
thiết phải cung ứng những dịch vụ và ứng dụng tương đương với những gì đã có cho máy
tính cá nhân. Sự trưởng thành đầy kinh ngạc của Internet, với hơn 500 triệu người sử
dụng theo dự đoán đến trước năm 2005, mô tả hoàn hảo nhu cầu truy nhập vào các ứ
ng

dụng và dịch vụ băng rộng. Những loại dịch vụ này nằm ngoài khả năng của các hệ thống
thuộc thế hệ 2G đương thời, là những dịch vụ mà chỉ cung cấp các dịch vụ thoại có tốc độ
dữ liệu thấp. Sự hội tụ của những công nghệ dựa trên các giao thức Internet và di động
ngày nay là động lực chính cho sự phát triển của các hệ th
ống thuộc 3G.

- Thế hệ 3G
Những hệ thống truyền thông di động 3G sẽ có khả năng phân phối các ứng dụng và
dịch vụ với tốc độ dữ liệu lên tới và có thể vượt quá 2Mb/s Việc tiêu chuẩn hoá các hệ
thống 3G thực hiên bởi Liên đoàn Viễn thông Quốc tế. Trên phương diện toàn cầu, người
ta sẽ nhìn nhận ra đây là hệ thống Viễn thông Di động Quốc tế
2000 (IMT-200), và vấn
đề này sẽ bao hàm những hệ thống trong hộ gia đình mà cung ứng các dịch vụ tế bào, vô
tuyến điện, W-LAN, và vệ tinh. Ở châu Âu, hệ thống 3G này sẽ được coi là Hệ thống
Viễn thông Di động Toàn cầu (UMTS). Cho dù thoại vẫn có thể là ứng dụng chiếm ưu
thế trong mấy năm đầu của mạng hệ 3G, những cũng sẽ có khả năng mạng vận hành
những h
ệ thống với những ứng dụng đa phương tiện di động, chẳng hạn như điện thoại
truyền hình ảnh, truy nhập file bằng ftp, tra cứu trang Web… Khi công nghệ 3G mở ra,
những ứng dụng mới với băng thông rộng sẽ thâm nhập thị trường theo một khuynh
hướng mà việc chuyển phát dữ liệu sẽ cho ra thông lượng lớn nhất.

-Thế hệ 4G???
Công cuộc nghiên cứ
u ngày này đang nhằm vào những đòi hỏi phải có sự ra đời của
mạng di động thế hệ thứ tư (4G). Tốc độ dữ liệu di động trên 2Mb/s, và có khả năng lên
tới 155Mb/s trong một số môi trường nhất định, sẽ tiếp tục mở rộng các dịch vụ và ứng
dụng trong khả năng phân phối. Sự cải thiện về chất lượng dịch vụ (QoS), hiệ
u dụng
băng thông, và sự tiến tới một môi trường hướng gói tin và dựa hoàn toàn vào giao thức

mạng (IP) có thể được xem xét dựa trên các chuẩn nổi trội của giao thức mạng di động
(Mobile IP), dưới sự triển khai của Lực lượng Công tác Kỹ thuật Internet (IETF).

Nếu ta đứng về phương diện các kỹ thuật áp dụng trong hệ thống thông tin di động
thì quá trình phát triển của hệ thống thông tin di động có thể được xem xét qua các k
ỹ
thuật chủ yếu sau:
Tìm hiều tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất

23
3.4 Một số kỹ thuật đa truy nhập
3.4.1 TDMA -
Time Domain Multiple Access (Dải băng hẹp)
3.4.1.1 Tổng quan TDMA

Trong thông tin TDMA thì nhiều người sử dụng một sóng mang và trục thời gian
được chia thành nhiều khoảng thời gian nhỏ để giành cho nhiều người sử dụng sao cho
không có sự chồng chéo.

TDMA được chia thành TDMA băng rộng và TDMA băng hẹp. Mỹ và Nhật sử
dụng TDMA băng hẹp còn Châu Âu sử dụng TDMA băng rộng nhưng cả 2 hệ thống này
đều có thể được coi như là sự tổ hợp của FDMA và TDMA vì người sử d
ụng thực tế
dùng các kênh được ấn định cả về tần số và các khe thời gian trong băng tần.

Băng tần
Người sử dụng 1 Người sử dụng 2 Người sử dụng 3
Khe thời
gian 1
Khe thời

gian 2
Khe thời
gian 3
Khe thời
gian 4
Khe thời
gian 5
Khe thời
gian 6



Hình 3-4 PhổTDMA
3.4.1.2 Loại hệ thống TDMA Bắc Mỹ
Loại hệ thống TDMA Bắc Mỹ sử dụng băng tần (869 - 894) MHz và (824 - 849)
MHz giống như hệ thống AMPS. Khoảng cách sóng mang là 30 KHz và mỗi kênh tần số
được chia thành 6 khe thời gian.
Hệ thống AMPS hiện tại có khả năng chuyển vùng với cấu trúc khung và cấu trúc
khe thời gian được chỉ ra trên hình 3-7 và hình 3-8.
Hệ thống này mã hoá tín hiệu thoại theo mã VSELP (dự đoán tổng vectơ tuyến
tính t
ồn tại), điều chế /4 DQPSK và hoạt động theo kiểu cặp đôi.

6 thuê bao với một nửa tốc độ trên một kênh.




30 KHz
1 khung = 972 ký hiệu (1944 bit) = 40 ms

Tìm hiều tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất

24
Người sử
dụng 1
Khe thời
gian 0
Người sử
dụng 2
Khe thời gian
1
Người sử
dụng 3
Khe thời gian
2
Người sử
dụng 1
Khe thời gian
3
Người sử
dụng 2
Khe thời gian
4
Người sử
dụng 3
Khe thời gian
5

Người sử
dụng 1
Khe thời
gian 0
Người sử
dụng 2
Khe thời gian
1
Người sử
dụng 3
Khe thời gian
2
Người sử
dụng 1
Khe thời gian
3
Người sử
dụng 2
Khe thời gian
4
Người sử
dụng 3
Khe thời gian
5

Hình 3-5 Cấu trúc khung

a) Dạng khe thời gian từ máy di động đến trạm gốc

b) Dạng khe thời gian từ trạm gốc tới máy di động

Với : 324 bit = 162 ký hiệu = 40/6 ms = 6,67 ms
G - thời gian guard
R - thời gian ramp
SACCH - kênh điều khiển liên kết chậm
CDVCC - mã xác minh màu số đã mã



6
G
6
G
16
DATA
28
TRAINING
122
DATA
12
SACCH
12
CDVCC
122
DATA

Hình 3-6 Dạng khe thời gian từ máy di động đến trạm gốc

28
TRAINING
12
SACCH
130
DATA
12
CDVCC
130
DATA
12
REVERVED
000.00
3 thuê bao số với tốc độ cao nhất trên một kênh
1 khung = 972 ký hiệu (1944 bit) = 40 ms
324 bit
324 bit
Tìm hiều tích hợp bản đồ số, hệ thống GPS trên điện thoại di động và bài toán tìm đường đi ngắn nhất

25

Hình 3-7 Dạng khe thời gian từ trạm gốc tới máy di động

với 324 bit = 162 ký hiệu = 40/6 ms = 6,67 ms
G - thời gian guard
R - thời gian ramp
SACCH – kênh điều khiển liên kết chậm
CDVCC – mã xác minh mẫu số đã mã
3.4.1.3 GSM - Group Special Mobile (Hệ thống truyền thông di động toàn cầu)

Theo một đề nghị của hãng Nordic Telecom (Viễn thông Bắc Âu) và của
Netherlands PTT( một công ty về truyền thông của Hà Lan), nhóm nghiên cứu Group
Special Mobil (GSM) đã được hình thành vào năm 1982 bởi CEPT(European Conference
of Posts and Telecommunications Administrations – Hội nghị châu Âu của các cơ quan
quản lý bưu điện). Mục tiêu c
ủa nhóm nghiên cứu này là tìm ra một hệ thống mobile trên
đất liền công cộng xuyên châu Âu.

Cho đến giữa những năm 1980, ngành mobile đã tập trung sự chú ý vào nhu cầu thiết
lập thêm các dịch vụ kiểu kỹ thuật số thế hệ 2G có hiệu quả hơn về mặt quang phổ, cung
cấp một số các ưu điểm quan trọng bao gồm sức kháng nhiễu lớn hơn, an ninh gia tăng,
và khả năng cung cấp m
ột loạt rộng rãi các dịch vụ. Không giống như sự trưởng thành
của AMPS Bắc Mỹ, hệ thống mà sẽ được bàn đến ngắn gọn sau, việc thiết lập GSM kéo
theo một quá độ cải cách tới vấn đề thiết kế và thiết lập.

Vào năm 1987, 13 nhà khai thác và quản lý đã ký kết hiệp định giác thư thoả thuận sơ
bộ (MoU - Memorandum of Understanding) của GSM và tên gọi ban đầu theo tiếng Pháp
đ
ã được thay thành tên mới mô tả đầy đủ chức năng hơn; đó là Hệ thống Toàn cầu
Truyền thông Di động (GSM), mặc dù vẫn là những chữ cái viết tắt như thế. Cho đến
năm 1999, 296 nhà vận hành khai thác và quản lý từ 110 quốc gia đã ký kết GSM MoU.
Đặc biệt, vào năm 1987, theo sự đánh giá của một số những nền công nghệ dự tuyển
thông qua thí nghiệm và thực nghiệm, hiệp ước đ
ã được để ý tới về việc sử dụng một bộ
mã dự đoán đặc tuyến kích xung chính tắc (gọi là RPE - LPC) đối với việc mã hoá âm
thoại và TDMA đã được chọn làm phương thức đa truy nhập.

Vào năm 1989, trách nhiệm đối với tiêu chuẩn kỹ thuật GSM đã được chuyển nhượng
cho ETSI(European Telecommunications Standards Institute- Viện chuẩn viễn thông