O Protocolo RRLP

Visão Geral

O protocolo RRLP (Radio Resource Location Services Protocol) como especificado no padrão GSM TS 04.31 é usado para troca de mensagens entre uma estação móvel (EM) e um Centro de Serviços de Localização Móvel (SMLC) com o intuito de prover informações de localização para o caso de chamadas de emergência. Este protocolo foi desenvolvido com o objetivo de cumprir os regulamentos dos serviços de atendimento de chamadas de emergência 911 nos Estados Unidos. Contudo, como o protocolo não requer autenticação, pode ser usado fora do contexto das chamadas realizadas pela EM ou do envio de mensagens SMS, não restringindo seu uso apenas para chamadas de emergência, mas também para que as entidades de segurança pública possam obter a exata localização de uma EM.

Muitos smartphones atuais contam com um receptor GPS e suportam o protocolo RRLP. De acordo com sua especificação, o RRLP habilita a rede a obter a posição atual marcada pelo GPS da EM sem qualquer forma de autenticação.

Todos os aparelhos vendidos nos EUA devem obrigatoriamente suportar LCS, segundo regulamento E911. Pelo menos 90% dos aparelhos em uso nos EUA e Europa atualmente suportam este protocolo. As especificações GSM definem várias técnicas possíveis para se determinar a localização da EM, mas de longe o método mais comumente usado é o GPS assistido (A-GPS)  que será descrito em breve e quase todos os aparelhos celulares que suportam o RRLP suportam o modo A-GPS. Um aparelho com A-GPS incluem receptores GPS embarcados.

Muitos smartphones submetem sua localização GPS para a Operadora Móvel em resposta a uma requisição RRLP. Isto acontece sem qualquer tipo de autenticação. Em todos os telefones conhecidos, a operação RRLP é completamente invisível ao usuário do telefone.

Com o OpenBTS é possível configurar uma requisição RRLP a ser enviada durante a atualização das posições (o qual pode ser configurado sobre um temporizador em tempos  múltiplos de 6 minutos), no começo e fim de uma chamada ou durante atividade SMS. Desde que a precisão da informação de GPS é tipicamente de 5 a 30 metros, via RRLP é possível construir uma mapa detalhado da EM e consequentemente da movimentação de seu usuário.

Em síntese, se você possui um telefone móvel com GPS qualquer um é capaz de determinar sua posição corrente sem o seu consentimento. Operadoras Móveis e outros simplesmente podem enviar requisições ao aparelho sem o conhecimento do usuário. Ressalva-se porém que no Brasil tal protocolo não é implementado por não ainda haver normativa que obrigue o fornecimento de tal informação.

Métodos de Posicionamento RRLP

O protocolo RRLP suporta dois métodos de posicionamento:

•    Diferença no Tempo Observado Aumentado (Enhanced Observed Time Difference – E-OTD), que é baseado nas medições dentro da EM, onde o telefone mede a diferença do tempo de chegada das rajadas enviadas pelas ERBs adjacentes próximas;
•     Sistema de Posicionamento Global (Global Positioning System – GPS) o qual, neste caso, o aparelho deve possuir um receptor embarcado.

Em uma requisição RRLP o tipo de método indica se o posicionamento será assistido por EM ou baseado em EM.

Posicionamento Assistido por EM

Basicamente, a EM realiza as medidas E-OTD ou GPS e as repassa para a rede. A computação da geolocalização é então procedida na rede GSM e não no aparelho. Essencialmente, neste método o cálculo da posição é feita pela rede (SMLC) usando informações do receptor GPS. Isto reduz o esforço computacional da EM.

É definido como uma implementação onde dados assistidos são providos para a EM pela SMLC, tal que a EM pode capturar sinais dos satélites GPS e determinar sua medida correspondente. Estas medidas  dos satélites com rótulos de tempo são retornados para a SMLC, onde a estimativa de localização é então calculada.

Desta forma todas as EMs fazem na verdade é a medida da diferença no tempo e não o cálculo da posição baseado nas equações geodésicas, como são feitos pelos receptores GPS ad hoc. Assim, não precisam decodificar o sinal GPS no todo, o que consome tempo, processamento e banda do canal de comunicação sem fio. A rede móvel (SMLC) pode então computar a posição GPS na medida em que obtêm as informações de tempo para todos os satélites vistos pela EM, uma vez que a rede móvel já conhece todos os outros dados necessários, como o almanaque e as efemérides GPS.

Posicionamento Baseado na EM

A EM realiza as medidas E-OTD ou GPS e sucessivamente implementa a computação do geoposicionamento no próprio telefone. O resultado é então enviado de volta para a Operadora da Rede.

Este modo é definido como uma implementação onde a assistência é provida para a EM, pela SMLC, de tal forma que a EM pode calcular sua própria estimativa de localização.

Esta posição GPS é então comunicada para a SMLC.

A operação para telefones que suportam RRLP e requerem assistência GPS é similar, sendo que o receptor GPS é agora um receptor A-GPS. Um sistema assistido pode resolver os problemas de obtenção do almanaque e das efemérides usando dados disponíveis na rede.

Detalhes Técnicos do RRLP

O protocolo RRLP é definido no GSM TS 04.31. Sobre a interface Um uma mensagem de informação de aplicação sobre recurso de rádio (RR) transporta a mensagem RRLP, como ilustrado na figura abaixo.

Fluxo RRLP entre EM e SMLC

Todos os fluxos de chamadas terminadas no móvel são requisições para a localização corrente das EMs. O SMLC é invocado via uma requisição de localização que contém o tipo de requisição (estimativa da localização), Id da célula, prioridade, QoS, marcação de classe, etc. O SMLC então envia uma mensagem RRLP de requisição de posição medida para a EM contendo o modo de operação (Assistido ou Baseado) e alguma quantidade de dados de assistência como o almanaque e as efemérides.

Abaixo na figura é apresentado o fluxo para o caso assistido:

Fluxo RRLP para o caso assistido

Em seguida se apresenta na figura o caso baseado na EM:

Fluxo RRLP

Nos casos em que o SMLC inicialmente envia dados de assistência incompletos para a EM, este pode requisitar um conjunto explícito destes dados. O SMLC então repetirá a mensagem de requisição com os dados de assistência requeridos, como no diagrama abaixo da figura.

Há três tipos de dados de assistência GPS enviados em broadcast:

• correções de GPS diferenciais (incluindo tempo de referência e localização de referência);
• efemérides e correção do relógio;
• almanaque e outros dados.

O fluxo de chamadas é genérico para ambas as implementações. A mensagem de broadcast é criada na SMLC e a mensagem inteira é transferida da SMLC para a EM. Esta mensagem é descrita no GSM 04.31.

Referência: CRAIG, C. Radio Resource Location Services (LCS) Protocol (RRLP) – The Theory. Disponível em <http://genesysguru.com/blog/blog/2013/04/04/radio-resource-location-services-lcs-protocol-rrlp-the-theory/>. Acessado em 16 out 2013.