MOBILITE – De quoi demain sera fait ?

Services à localisation et communications d'urgence avec les IMT-2000

Jorge M. Pereira 
Chargé des questions scientifiques, Direction générale de la société de l'information, Commission européenne

Les techniques de localisation dans le service mobile offrent d'énormes possibilités pour les nouveaux services et les nouvelles applications hertziennes. Citons par exemple les services d'urgence (E911 aux Etats-Unis et E112 en Europe), les services commerciaux ciblant les utilisateurs finals (pages jaunes des annuaires locaux), ou encore les services d'entreprise, dont les applications les plus connues sont la gestion des flottes de véhicules et l'optimisation des réseaux, avec notamment, les transferts en fonction du lieu.

La possibilité d'appeler un taxi à l'aéroport sans avoir besoin de connaître le numéro local ou d'appeler une ambulance lorsque l'on est témoin d'un accident de la route dans une région isolée que l'on ne connaît même pas, ou encore d'obtenir des informations sur les itinéraires de dégagement en cas d'embouteillage, ou de connaître le parking le plus proche en appuyant simplement sur une touche — ces quelques exemples suffiront à illustrer la grande diversité des nouvelles prestations qui sont à l'origine de l'engouement des consommateurs pour les services à localisation. La plupart de ces services ont une caractéristique commune, qui les différencie des services de radiocommunication «courants»: dans tous les cas, la position géographique du demandeur est connue, et le service est assuré en conséquence.

Compte tenu de la portée véritablement universelle des systèmes IMT-2000 (désignation officielle, à l'UIT, des systèmes de communication mobile personnelle de la troisième génération [3G]), et de l'importante croissance des services à localisation, il devient impératif d'harmoniser les normes réglementaires nationales applicables aux communications d'urgence et de garantir l'interopérabilité des systèmes au moyen de normes techniques définies à l'échelle mondiale afin d'assurer la totale transparence de transfert d'un ensemble minimal de services de ce type et de résoudre les problèmes juridiques complexes qui se posent au niveau de la responsabilité et de la confidentialité.

Etats-Unis, Europe: mêmes effets, mais causes différentes

Au départ, les services à localisation n'ont pas été imaginés dans une optique économique (perspectives de recettes) ou en réponse à une demande évidente du marché: ils sont plutôt la conséquence naturelle des réglementations nationales applicables aux services d'urgence. Aux Etats-Unis par exemple, l'obligation réglementaire d'assurer les communications d'urgence dans les services cellulaires remonte à 1996, avec l'adoption par la Federal Communications Commission (FCC) d'une nouvelle réglementation concernant l'indicatif 911 dans le service radioélectrique (www.fcc.gov/e911), réglementation applicable à la totalité des services de communication personnelle cellulaire large bande et à certains services de radiocommunication mobiles spécialisés.

Il est largement admis qu'en cas d'urgence un radiotéléphone peut être un précieux auxiliaire, que l'on peut emmener pour ainsi dire partout. Pour certains utilisateurs, la possibilité de contacter les secours est le principal motif d'acquisition d'un radiotéléphone. Mais les secours peuvent ne jamais arriver, ou arriver trop tard, si l'appel 911 n'aboutit pas ou si les équipes de secours ne peuvent pas localiser le demandeur rapidement. En 1995, on dénombrait aux Etats-Unis 34 millions d'abonnés à la radiotéléphonie, et, selon les statistiques de la Cellular Telecommunications and Internet Association, 20 millions d'appels 911 ont été effectués cette année-là dans ce pays. Actuellement, le pays compte plus de 116 millions d'abonnés au cellulaire, et le nombre d'appels 911 réalisés à partir d'un portable aurait largement doublé, se chiffrant à plus de 50 millions par an.

A cet égard, la nouvelle réglementation E911 applicable à la radiotéléphonie a pour objet d'améliorer la fiabilité des communications 911 en radiotéléphonie et de donner aux personnels des équipes qui assurent la permanence des diverses antennes de secours Public Safety Answering Point (PSAP) les informations requises pour localiser les utilisateurs beaucoup plus rapidement et s'acquitter ainsi de leur tâche de façon plus efficace et plus efficiente. Les opérateurs de services de radiotéléphonie seront tenus d'assurer dès le 1^er octobre 2001 l'identification automatique du lieu.

Toutefois, selon certains rapports émanant précisément des exploitants de services de radiocommunication (www.fcc.gov/wtb/e911), il apparaît que l'industrie éprouve certaines difficultés à répondre au cahier des charges E911 en raison de la réticence des principaux fabricants de téléphones portables, pour qui la mise en place de nouveaux microcircuits est trop onéreuse, et qui estiment souvent que, dans de nombreux cas, la nécessité de la fonction de localisation n'est pas encore très claire.

En Europe, l'étude réalisée en 1999 donne aux exploitants jusqu'au 1^er janvier 2003 pour assurer des services 112 améliorés: «Il est possible, et de l'intérêt général, d'arrêter une date à laquelle tous les opérateurs de services fixes ou mobiles devront être en mesure de fournir aux services de secours officiels, en cas d'urgence, un certain nombre d'informations permettant de localiser la personne qui appelle. Mais du fait que la communication de données de localisation peut poser des problèmes de protection de la sphère privée de l'utilisateur du service mobile, il est indispensable d'élaborer des mesures de sauvegarde appropriées, pour assurer la protection des données personnelles et de la confidentialité et respecter ainsi la réglementation de l'Union européenne. Compte tenu de l'importance d'un tel service pour les citoyens de l'Europe, et du niveau de développement des techniques, il conviendrait que les données de localisation soient à la disposition des services de secours à partir du 1^er janvier 2003».

A l'inverse de ce que l'on peut observer aux Etats-Unis, il n'y a pas de distinction entre les obligations des opérateurs de services mobiles et celles des opérateurs de services fixes, et aucun niveau de précision ou d'exactitude n'est prescrit, mais la confidentialité est absolument critique. Par ailleurs, l'importance du multilinguisme a été reconnue par le Conseil de l'Europe à Lisbonne en mars 2000 et spécifiquement mentionnée dans «eEurope — Une société de l'information pour tous», document dans lequel il est spécifié que pour la fin de l'année 2001 «tout citoyen voyageant en Europe devrait bénéficier partout d'une assistance multilingue, d'une localisation des appels et de services d'urgence en composant le 112».

Le 5 mai 2000, la Commission européenne (CE) a créé un Groupe de coordination sur l'accès des services d'urgence aux informations de localisation (CGALIES). Le groupe a pour objet de fournir un appui et une aide spécialisée pour l'élaboration du futur service d'urgence à localisation européen, en tenant compte de tous les aspects de la mise en place d'un tel service: besoins des utilisateurs, questions institutionnelles, techniques et technologiques, problèmes de convergence avec les autres applications.

La Communauté européenne a proposé cette amélioration des services d'urgence 112 dans le cadre de ses propositions concernant le nouveau cadre réglementaire qui doit entrer en vigueur en 2002 ou en 2003. Toutefois, l'amélioration du niveau de la sécurité et de la sûreté ne peut pas s'obtenir au prix de compromis dans le domaine de la confidentialité, et la Communauté européenne a proposé à cet égard un certain nombre de mesures propres à assurer la protection des données et de la confidentialité dans l'utilisation des informations de localisation.

Dans le domaine de la localisation des mobiles et des services d'urgence, l'approche européenne de la réglementation est une approche minimaliste, fondée sur des règles génériques (directives relatives à la protection des données à caractère personnel et règles applicables à la concurrence) et sur le principe de subsidiarité, selon lequel l'indicatif E112 relève des services de secours nationaux — quelques pays envisageant déjà de promulguer, ou ayant déjà promulgué, des ordonnances E112.

Pour résumer, alors que le développement des services à localisation en Amérique du Nord semble résulter d'une poussée technologique (réglementation E911), en Europe, l'évolution procède essentiellement de l'acceptation des services à valeur ajoutée à localisation (induction par le marché) — le service d'urgence E112 ne figurant à l'ordre du jour politique que depuis une époque très récente.

 

Le Japon présente un cas bien particulier. Ce pays est connu pour ses problèmes chroniques de circulation urbaine. Les noms de rue sont de moins en moins rares, mais sont loin d'être universels. Traditionnellement, les adresses sont composées par référence aux «chome», c'est-à-dire aux circonscriptions urbaines. Pour cette raison, les systèmes de navigation embarqués à bord des automobiles et les systèmes cartographiques sont très populaires. Mais cette application dépasse aujourd'hui le simple domaine de la circulation automobile: NTT DoCoMo offre depuis janvier 2000 un système de localisation personnelle mobile de type GPS dénommé DokoNavi. On accède au service de localisation DokoNavi à l'aide d'un simple téléphone cellulaire relié à un assistant numérique personnel (le Naviewn de Denso), et le système fonctionne dans un grand nombre d'environnements. Les utilisateurs du DokoNavi ont accès à divers services d'information: navigation en ville ou dans un quartier (le système guide l'utilisateur jusqu'au bâtiment recherché: entreprise, restaurant, cinéma, parc d'attractions, musées). L'abonné, après avoir obtenu sa position actuelle, peut aussi spécifier sa destination et obtenir des indications détaillées, avec cartes affichées sur son Naviewn alors même qu'il se déplace.

 

Confidentialité La communication et l'utilisation des données de repérage et de positionnement posent, suite à l`ordonnance «US FCC E911 Report and Order», un certain nombre de problèmes de propriété, de confidentialité et de responsabilité complexes. En fait, l'ordonnance E911 comporte des dispositions additionnelles qui traitent spécifiquement des données de localisation dans le domaine mobile, dispositions qui s'ajoutent au chapitre de la Loi sur les communications qui régit le traitement des informations de réseau client propriétaires (customer proprietary network information — CPNI) et les informations de liste d'abonnés (subscriber list information — SLI). Par ailleurs, la FCC a entamé au début de l'année une procédure d'interprétation et de clarification de ces dispositions. Le principal problème qui se pose dans le nouveau domaine des techniques et des applications radioélectriques à localisation concerne la confidentialité des données à caractère personnel Photo: PhotoDisc (UIT 010568) En Europe, les directives relatives à la protection des données à caractère personnel (95/46/EC et 97/66/EC) prévoient les principes généraux suivants: obtention du consentement explicite de l'abonné; fourniture d'informations complètes sur l'utilisation et le stockage des données; utilisation exclusive des données aux fins déclarées; destruction des données personnelles après utilisation (ou garantie de l'anonymat); possibilité, pour l'utilisateur, de restreindre ou de bloquer la communication de données à caractère personnel; non-communication des données à une tierce partie sans le consentement explicite de l'abonné. Sans aucun doute, le principal problème qui se pose dans ce nouveau domaine des techniques et des applications radioélectriques à localisation concerne la question de la confidentialité des données à caractère personnel. Il s'agit — tâche très difficile — de formuler des compromis judicieux préservant à la fois la confidentialité des données à caractère personnel et les avantages que l'on peut attendre des nouvelles techniques de localisation dans le domaine des radiocommunications. Le Secrétaire général de l'UIT a récemment reçu une lettre du Président du Groupe de travail international sur la protection des données dans le secteur des télécommunications, dans laquelle il est demandé à l'UIT de tenir compte de la position commune des membres de ce groupe en ce qui concerne les données à caractère privé et les données de localisation dans les services de communication mobiles, position adoptée à la 29e réunion du groupe, en février 2001, à Bangalore (Inde).

Le marché des services à localisation

Les services à localisation offrent d'importants débouchés de commercialisation pour les com munications mobiles, et notamment pour les systèmes IMT-2000. Les projections établies par Ovum Research, par exemple, indiquent que d'ici 2005 environ 55% des abonnés au cellulaire auront adopté ces services qui produiront dans le monde, au total, environ 20 milliards USD de recettes. Selon une autre étude (Allied Business Intelligence), le total des recettes générées par les services à localisation dans le monde passera d'environ 1 milliard USD à plus de 40 milliards entre 2000 et 2006.

Mais quels sont donc ces services à localisation? Dans le contexte de la normalisation des systèmes IMT-2000 reposant sur les spécifications 3GPP* (projet de partenariat de troisième génération) on peut dire que, par définition, ces services recouvrent les services à valeur ajoutée, les services d'amélioration des réseaux, les services d'urgence et les services de surveillance légale. Dans la présente section, nous nous intéresserons essentiellement aux services à valeur ajoutée, car les gains que l'on peut attendre de l'utilisation interne (à l'échelle d'un réseau) des informations de localisation sont difficiles à évaluer, alors que la productivité des services de secours se mesure en termes de vies humaines.

Un certain nombre d'études de marché définissent les services à valeur ajoutée de type «à localisation» comme une forme de services professionnels ou de grande consommation de troisième génération permettant à des utilisateurs ou à des machines de localiser d'autres utilisateurs, des véhicules, des ressources, des services ou des machines. Ces services permettent également à leurs utilisateurs de se localiser entre eux, ou encore de déterminer leur propre position à partir de l'identification de leur terminal ou de leur véhicule. L'intérêt des services à localisation, pour l'utilisateur, est double, et réside d'une part dans la personnalisation (meilleure adaptation du service à l'utilisateur) et d'autre part dans l'offre de services totalement nouveaux.

Selon une étude réalisée à la demande de l'UMTS Forum, le total des recettes produites par les services à valeur ajoutée de type «à localisation» devrait se chiffrer à 10 milliards USD d'ici 2010 pour les seuls opérateurs de systèmes 3G, l'Amérique du Nord offrant le plus gros débouché. Ces chiffres ont été publiés en avril 2001 dans un rapport intitulé: The UMTS Third Generation Market — Phase II: Structuring the Service Revenue Opportunities (www.umts-forum.org/reports/report13.pdf). Quelle que soit l'étude considérée, on s'accorde généralement à penser qu'il existe ici un immense marché à exploiter (voir les figures 1 et 2).

Les services à valeur ajoutée à localisation offrent également de très attrayantes possibilités de constituer des alliances stratégiques avec les fournisseurs de contenus, les fournisseurs d'applications hertziennes et d'autres parties. De telles alliances pourraient révéler des débouchés économiques totalement nouveaux, non envisagés à ce jour.

Pour certains analystes, les services à localisation sont à considérer plutôt comme des catalyseurs de prestation que comme des services à part entière, générateurs d'importants volumes de recettes directes. Par exemple, le simple fait d'ajouter une fonction de connaissance de la position à des services tels que les portails vocaux, les services de messagerie brève ou les services de jeux mobiles peut accroître fortement la valeur des services en question sans avoir nécessairement d'incidence au niveau des infrastructures de réseau, des interfaces utilisateurs ou des tarifs. En ce sens, la connaissance de la position accroît la valeur du service radioélectrique dans des proportions intéressantes pour les équipements mobiles. En d'autres termes, la richesse du service va remplacer la richesse du contenu: selon cette conception, pour l'utilisateur mobile, une information pertinente aurait plus d'intérêt que la possibilité de disposer du multimédia parfait (graphismes couleurs). Les services à localisation, en enrichissant les prestations envisageables, vont rapprocher l'industrie du contenu radioélectrique du marché de grande consommation et, au bout du compte, lui offrir de nouveaux débouchés. En la matière, les agents intelligents exploitant les contenus web XML (eXtensible Mark-up Language, soit langage de localisation extensible) sont appelés à jouer un grand rôle.

* Le 3GPP (Third Generation Partnership Project) est un programme de normalisation auquel participent trois groupements japonais, à savoir le CWTS (China Wireless Telecommunication Standard Group), l'ARIB (Association of Radio Industries and Businesses) et le TTC (Telecommunications Technology Committee), la TTA (Telecommunications Technology Association) (République de Corée), le Comité de normalisation T1 des Etats-Unis et enfin l'ETSI (Institut européen des normes de télécommunication). Il est fait référence ici à la «Location Services Stage 1 Specification TS 22.071» (www.3gpp.org). Un groupe industriel complémentaire, connu sous le nom de 3GPP2, est composé de CWTS, ARIB, TTC, TTA, T1 et de Telecommunication Industry Association (TIA) des Etats-Unis (www.3gpp2.org).

Technologies de radiolocalisation

A l'heure actuelle, tous les systèmes de localisation reposent sur des techniques spéci fiques, le plus souvent propriétaires. En conséquence, les opérateurs de réseau et les entreprises désireuses d'investir dans le domaine des services à localisation éprouvent les plus grandes difficultés à faire leur choix, face à cette multitude de systèmes non normalisés. Manifestement, il est impératif de normaliser ce nouveau domaine afin de réaliser des économies d'échelle en intégrant des techniques de localisation et de repérage dans les équipements et les infrastructures mobiles.

Les principales approches technologiques de la localisation

Identification de la cellule ou du secteur. La position de l'équipement hertzien est estimée au moyen des informations disponibles sur la station de base ou le secteur qui assure le service. La précision peut être améliorée lorsque l'on dispose d'informations sur le champ du signal ou d'informations dans le domaine temporel.

Triangulation. Il est possible de déterminer la position par triangulation, lorsque plusieurs stations de base captent l'appel émanant du portable considéré. Différentes techniques sont utilisables en l'occurrence: angle d'incidence (angle-of-arrival (AOA)), différentiel de temps à la réception (time difference-of-arrival (TDOA)), superdifférentiation des valeurs de temps observées (enhanced-observed time difference (E-OTD)).

Microcircuit GPS dans le téléphone. Ici, on estime la position de l'équipement hertzien en mesurant la distance entre les satellites visibles et le récepteur, par détermination de pseudo distances (phases de codage), calcul du temps de réception du signal à partir du contenu du message transmis par le satellite, calcul de la position du satellite par évaluation des données d'éphémérides correspondant à l'heure d'arrivée indiquée, et enfin calcul de la position de l'antenne de réception et de l'erreur d'horloge de réception, sur la base de ces mêmes informations. L'application de cette technique est limitée aux configurations en visibilité directe des satellites, et le système ne fonctionne pas très bien sans assistance à l'intérieur des véhicules ou des bâtiments.

Combinaison de techniques. On peut combiner diverses techniques: renforcement du signal GPS, élévation de l'intensité du signal, avance de synchronisation/de temps aller-retour (timing advance/round trip time (TA/RTT)), etc.

Aucune technique ne donne un fonctionnement optimal dans tous les environnements ou ne permet de desservir tous les terminaux. Les opérateurs sont donc amenés, dans de nombreux cas, à combiner les technologies utilisables dans les réseaux de la deuxième génération et ceux de la troisième génération afin d'être en mesure de proposer des services à valeur ajoutée de type «à localisation» qui se présentent, pour l'usager, de façon parfaitement classique, et accéder ainsi au marché de grande consommation.

IMT-2000 et normalisation

Les fonctions de localisation ont été définies pour les IMT-2000, et sont décrites dans les Recommandations relatives aux services et aux fonctionnalités (série M de l'UIT-R et série Q.1700 de l'UIT-T). L'industrie des services mobiles met l'accent sur la nécessité de disposer de normes universelles communes pour les services à localisation. Il apparaît nécessaire d'étudier les moyens de coordonner les activités des divers organismes qui interviennent dans la normalisation de ces services, à savoir: UIT, projets 3GPP, LIF et OGC. Pour obtenir des résultats tangibles, il faudra dégager un consensus sur le rôle respectif de chaque organisme.

La normalisation détaillée des spécifications des services à localisation a déjà été amorcée dans le cadre des activités 3GPP. C'est ainsi que chacun des groupes concernés a entrepris de définir les interfaces réseau et les autres normes techniques associées aux services à localisation. L'UIT pourrait en la matière s'efforcer d'harmoniser les diverses approches, de favoriser la convergence technologique (tout particulièrement dans le cadre d'un réseau «tout IP») et rendre universelles les diverses spécifications adoptées à l'échelle nationale ou régionale.

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