автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.04, диссертация на тему:Синхронная передача информации в системах определения местоположения абонентов сетей подвижной сотовой связи

На правахрукописи

Поповский Александр Валерьевич

Синхронная передача информации в системах определения местоположения абонентов сетей подвижной сотовой связи

Специальность 05.12.04 «Радиотехника, в том числе системы и устройства радионавигации, радиолокации и телевидения»

е ученой степени кандидата технических наук

АВТОРЕФЕРАТ

Москва 2004

Работа выполнена в Московском авиационном институте (государственном техническом университете) на кафедре радиосистем передачи информации и управления. Научный руководитель

- доктор технических наук, Громаков Юрий Алексеевич. Официальные оппоненты

- доктор технических наук, Тепляков Игорь Михайлович, профессор Радиотехнического института им. академика А.Л. Минца

- кандидат технических наук, Савинов Валентин Александрович, доцент кафедры радиосистем передачи информации и управления МАИ

Ведущая организация НИИ Радио г. Москва.

Защита диссертации состоится "_"_2004 года на

заседании диссертационного совета Д 212.125.02 при Московском авиационном институте (государственном техническом университете).

Автореферат разослан "_"_2004 года.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского авиационного института

Отзыв на автореферат в 2 экз., заверенный печатью организации, просим направить по адресу института:

125993, Москва, А-80, ГСП, Волоколамское шоссе, д.4, Ученый совет

МАИ

Ученый секретарь кандидат технических наук, доцент

М. И. Сычев.

Общая характеристика работы

Актуальность. Во многих современных распределенных информационных системах ключевую роль играет информация о местоположении различных подвижных объектов. К таким системам относятся системы диспетчеризации и мониторинга подвижных объектов, интеллектуальные транспортные системы, системы подвижной сотовой радиосвязи и др. По прогнозам ITU в ближайшие пять лет рост рынка таких систем будет составлять около 25% в год. Растущий интерес к системам определения местоположения подвижных объектов не в последнюю очередь обусловлен широким распространением сетей подвижной сотовой связи (в особенности на производстве [6]), для которых принцип определения-местоположения абонента является ключевым, наряду с принципом повторного использования частот. С другой стороны, для внедрения новых приложений в системах сотовой связи поколений 2,5G и 3G необходимо использовать дополнительные ресурсы. Прежде всего, речь идет об использовании информации о местоположении абонента. Согласно многочисленным исследованиям в области развития рынка услуг подвижной связи определение местоположения будет одной из ключевых функций; на базе которой будут формироваться услуги нового поколения.

Сочетание таких факторов, как широкое распространение, приемлемая стоимость услуг и абонентских терминалов, наличие базовых функций определения местоположения," возможность двусторонней передачи данных, обусловило широкое применение сетей сотовой связи в системах определения местоположения подвижных объектов. В настоящей работе рассматриваются сети стандарта GSM, получившие наиболее широкое распространение (свыше 70% абонентов сетей сотовой связи в мире и свыше 90% в России используют именно этот стандарт). Для сетей GSM предлагается множество различных методов и технологий определения местоположения абонентов различным

И'ЛИГ.'ЛЛЬНЛ» < ''М'ЛЯГКХ

С -)

■W-^m

влиянием на инфраструктуру сети и на абонентские терминалы. Различные методы также обладают различной точностью определения местоположения. При. выборе метода определения местоположения необходимо в первую очередь учитывать следующие основные моменты:

- необходимую точность определения местоположения;

- возможность (в практическом смысле) необходимой модернизации сетевой инфраструктуры и абонентских терминалов;

- текущие затраты, связанные с занятием трафиковых и сигнальных каналов сети.

Для широкого класса систем диспетчеризации и мониторинга подвижных объектов с учетом указанных факторов был выбран метод, основанный на применении сигналов спутниковых навигационных систем GPS, GLONASS, Galileo. Поскольку этот метод единственный из существующих обладает достаточной точностью и не требует доработки сети, он используется в таких популярных системах диспетчеризации-подвижных объектов, как «Алмаз», RussGPS, WEB-Locator. Для применения в подобных системах в настоящее время серийно выпускаются различные телематические- модули, сочетающие приемник спутниковой системы, навигации (обычно GPS) и терминал сотовой связи стандарта GSM. Для передачи информации в центр диспетчеризации, в таких системах используются SMS-сообщения. Выбор такой технологии, обусловлен следующими соображениями:

передача SMS не требует выделения каналов трафика, используемых, например, для передачи речи; объем SMS-сообщения - 160 буквенно-цифровых знаков (140 октетов) - вполне достаточен для передачи характерных для телематических систем объемов информации; использование SMS более предпочтительно для абонента по сравнению с передачей речи или данных по финансовым соображениям;

служба SMS реализована в подавляющем большинстве сетей GSM и действует на всей территории покрытия, как базовый сервис, в отличие от службы пакетной передачи данных GPRS, которая пока предлагается только в крупных, городах, как дополнительная услуга с негарантированным качеством; прием и отправка SMS мобильной станцией возможна практически в любые моменты времени (во время разговора, во время сеанса передачи данных), исключение составляют лишь состояния при хендовере и при начале или завершении вызова, возможны одновременный прием и отправление SMS-сообщений мобильной станцией;

для приема и передачи SMS-сообщений на практике требуется меньший, уровень приема сигнала базовой станции, чгйэ увеличивает в этом смысле зону действия сети сотовой связи.

Технология SMS в последнее время становится все более популярной. В частности, в 2000 г. по всему миру передавалось около 1 млрд. SMS-сосбщений в месяц, а в 2002 г. уже свыше 20 млрд. С другой стороны, в телематических системах обнаруживается спрос на более интенсивный информационный обмен. Между тем, хотя технология SMS предусматривает гарантированную доставку SMS-сообщений без искажений, данная тоснология не гарантирует каких-либо временных параметров доставки SMS-собщений, что крайне неудобно в телематических системах, где требуется пер давать, различные экстренные сообщения. Для. обеспечения неоС'.одимых характеристик времени доставки SMS-сообщений необходимо оптшизировать алгоритм отсылки сообщений терминальными модулями и друпии абонентами сети. Решение этой задачи усложняется следующими

факторми:

необходимость передачи SMS-сообщений в силу характера пользования этой услугой может возникать в произвольные моменты времени у произвольных абонентов;

загрузка инфраструктуры сети GSM неравномерна во времени и пространстве;

для некоторых классов сообщений-требуется более высокий приоритет, однако стандартом GSM приоритеты при передаче SMS-сообщений не предусмотрены;

стандарт GSM не предусматривает какой-либо синхронизации работы абонентских терминалов;

внесение изменений в программное и аппаратное обеспечение действующих сетей сотовой связи на практике невозможно.

Отсутствие синхронизации осложняет управление потоком сообщений. Однако, в системах определения' местоположения абонентов с использованием систем спутниковой навигации есть надежный' и высокостабильный источник синхронизации - - системное время системы спутниковой радионавигации. Этот источник синхронизации может быть использован для управления передачей SMS-сообщений. Невозможность на практике модернизировать программное и аппаратное обеспечение действующих сетей сотовой связи предлагается преодолеть путем внедрения -управления передачей SMS-сообщений не на канальном или сеансовом уровнях модели межсетевого взаимодействия, а на высоком уровне,- т. е. на уровне приложения. В этом случае, изменения потребуется вносить только в логику работы программного обеспечения абонентских терминалов.

Цель работы. Разработка научно-обоснованного способа управления передачей SMS-сообщений, обеспечивающего характеристики времени передачи, требуемые в системах диспетчеризации и мониторинга подвижных объектов, и расчет характеристик времени передачи SMS-сообщений при обычном и вновь разработанном способах передачи.

Задачи исследования:

1. . исследование методов определения местоположения абонентов сетей сотовой связи и существующих стандартов на системы определения местоположения, анализ

действующих систем диспетчеризации и мониторинга подвижных объектов, анализ методов управления множественным доступом к среде передачи.

2. разработка способа управления передачей SMS-сообщений по асинхронной сети сотовой связи стандарта GSM с синхронизацией по системному времени спутниковой системы. навигации GPS, разработка функциональных схем телематического модуля и центра диспетчеризации для осуществления' синхронизированной передачи» SMS-сообщений. Разрабатываемый способ управления передачей SMS-сообщений не должен предусматривать изменений в программном и аппаратном обеспечении сети сотовой связи.

3. разработка методик и алгоритмов расчета характеристик времени передачи SMS-сообщений в асинхронном- и синхронизированном режиме, разработка имитационных моделей для проверки полученных результатов.

4. анализ и экспериментальная проверка полученных результатов.

Методы исследования. Для получения характеристик времени передачи SMS-сообщений в работе используется математический аппарат теории массового обслуживания, в частности, методы вложенных цепей Маркова, теория марковских и полумарковских процессов. Алгоритмы расчета характеристик, для которых не удается получить аналитическое выражение в явном виде, реализованы на языке MATLAB. Для проверки полученных результатов методами имитационного моделирования использована система GPSS World.

Научная новизна работы заключается в следующем: - предложены методики точного расчета характеристик одноканальных

систем с повторными заявками и с временным разделением канала с

учетом влияния нагрузки от внешних источников;

- предложены методики и разработаны алгоритмы численного расчета характеристик многоканальных систем с повторными попытками и с временным разделением канала;

- получено в аналитической форме выражение для плотности распределения времени, оставшегося до начала окна передачи в системах с временным разделением канала;

- получена формула для преобразования Лапласа распределения времени пребывания заявок в одноканальной системе с различными распределениями времени обслуживания заявок, застающих систему свободной, и заявок, застающих систему занятой ранее поступившими сообщениями.

Практическая ценность и результаты внедрения. В результате проведенных в данной работе теоретических и экспериментальных исследований разработаны функциональные схемы терминального устройства и центра диспетчеризации системы диспетчеризации и мониторинга подвижных объектов, реализующие описанный выше метод синхронизированного управления передачей SMS-сообщений. Результаты работы внедрены в системе «Алмаз» ЗАО «Новые технологии телематики» и проходят апробацию в ОАО «Мобильные ТелеСистемы». Результаты внедрения подтвердили практическую ценность разработанных моделей, алгоритмов и методов. Имеются соответствующие акты внедрения. По результатам работы подготовлена и направлена заявка на получение патента «Телематическая система с синхронной передачей информации».

Полученные входе подготовки настоящей работы результаты анализа характеристик времени передачи SMS-сообщений используются в ОАО «Мобильные ТелеСистемы» для контроля качества оказываемых услуг сотовой связи. Предложенный способ управления передачей SMS-сообщений с синхронизацией от систем спутниковой навигации может быть также широко применен в системах сотовой связи 2-го и 3-го поколений для оптимизации использования ресурсов сети со стороны широкого круга

абонентов, имеющих жесткие требования к характеристикам времени передачи SMS-сообщений. На защиту выносятся:

1. Способ синхронизированной передачи SMS-сообщений на асинхронной сети сотовой связи стандарта GSM, при котором доля сообщений, время доставки которых превышает среднее, уменьшается от 1,5 до 2,5 раз.

2. Функциональные схемы телематического модуля и центра системы диспетчеризации и мониторинга с синхронизированной, передачей сообщений.

3. Методики и алгоритмы расчета для характеристик времени передачи SMS-сообщений обычным и синхронным способами.

4. Результаты анализа характеристик времени передачи SMS-сообщений асинхронным и синхронным способами.

Апробация работы. Материалы, представленные в настоящей работе докладывались на конференции «Мобильная связь в России» 30-31 марта 2004 г.

Публикации. Результаты диссертации опубликованы в шести печатных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 169 страницах и иллюстрированных 49 рисунками и 9 таблицами, а также библиографического списка использованной литературы из 70 наименований.

Содержание диссертации

Во введении кратко рассмотрены актуальность и практическая значимость работы. Сформулированы цель работы, задачи и методы исследований, научная новизна, практическая ценность, результаты апробации и внедрения данной работы. Приведена структура диссертации и краткое содержание основных разделов.

В первой главе приводится систематизированное описание и анализ методов определения местоположения абонентов сетей подвижной сотовой связи, описываются существующие стандарты в данной области, приводится описание и анализ архитектуры существующих систем определения местоположения. В результате проведенного анализа точности и степени влияния различных методов определения местоположения на сеть и на абонентские терминалы обосновывается целесообразность применения в системах диспетчеризации и мониторинга подвижных объектов методов на основе применения систем спутниковой навигации, в частности GPS. Затем формулируется проблема передачи информации о местоположении посредством SMS-сообщений сети сотовой связи.

Во второй главе на примере одной из систем диспетчеризации и мониторинга подвижных объектов, построенной на комбинации технологий GPS и GSM рассмотрены структурная схема и принципы работы такой системы, приведены функциональные схемы терминального модуля системы и центра диспетчеризации и мониторинга. Подтверждено, что оптимальным способом передачи телематических сообщений в такой системе являются SMS-сообщения. Однако, поскольку сеть GSM не гарантирует соблюдения требуемых характеристик времени передачи SMS-сообщений, принято решение использовать на высшем уровне модели межсетевого взаимодействия - на уровне приложения - один из методов управления

множественным доступом к среде передачи. В данном случае как среду передачи предложено рассматривать сеть GSM. После проведения подробного анализа существующих методов управления множественным доступом к каналам передачи данных для этих целей выбирается метод с временным разделением ресурсов. А именно, предлагается выделить для некоторых групп телематических модулей временные интервалы для передачи сообщений, плюс специальный временной интервал для передачи экстренных сообщений. Временные интервалы (окна) предлагается объединить в системный кадр (рис 1).

Кадр Окно 3 Окно 4 Окно 5 Окно 6

'//А _\

'/УА .... ■ Время

I I I I I I I г\ I I I I I I П I I I—

N К Ы

> Окно 2 \

I 1 - Окно 2 _

Окно 0 Окно 1 0 дпя 0то "ер««»4"

экстренных сообщении экстренных сообщении

Рис. 1. Пример системного кадра

Синхронизацию времени передачи предлагается осуществлять от системных часов GPS, имеющихся в телематических модулях и жестко с высокой точностью синхронизированных с общесистемным временем спутниковой системы навигации GPS. Для этих целей в функциональные схемы телематических модулей и центра диспетчеризации предлагается внести необходимые изменения (рис. 2 и 3).

Терминальный модуль дополнительно оснащается узлом управления системным кадром (рис. 2). Узел управления системным кадром выдает приемопередатчику стандарта GSM разрешение на передачу SMS-сообщения. Синхронизация узла управления системным кадром с общесистемным временем осуществляется от приемника спутниковой системы навигации GPS. Узел управления системным кадром содержит следующие блоки:

генератор 14 тактовых импульсов;

управляемый формирователь 15 временных интервалов; управляемый формирователь 16 системного кадра; блок 17 запуска системного кадра: К двунаправленной шине 1 микроконтроллера узел управления системным кадром подключен первым входом управляемого формирователя 15 временных интервалов, входом блока 17 запуска системного кадра, и входом-выходом управляемого формирователя 16 системного кадра.

При этом выход генератора 14 тактовых импульсов подключен ко второму входу управляемого формирователя 15 временных интервалов, выход которого подключен ко входу управляемого формирователя 16 системного кадра. К третьему входу управляемого формирователя 15 временных интервалов подключен выход блока 17 запуска системного кадра. Блок 17 запуска системного кадра служит для формирования начального импульса, потенциала или начальной кодовой команды в зависимости от программы. Блок 17 может быть выполнен в виде цифровой логической схемы типа дешифратора кода или двухвходового элемента «И», или в виде программного модуля, записанного в микроконтроллер. Блок 17 формирует метку времени,- соответствующую началу каждого системного кадра.

Управляемый формирователь 15 временных интервалов может быть выполнен в виде последовательно соединенных элемента «И» и управляемого счетчика, на первый вход (представляющий собой совокупность его входов) которого предварительно поступает параллельный код длительности временного интервала, на второй вход - тактовые импульсы с генератора 14, и на третий вход - разрешение от блока 17 на начало отсчета. При этом второй и третий входы управляемого формирователя 15 являются входами элемента «И».

ф Дрд, д д д

'—► 4 J 5 6 7 8

.л

11 12 13

Г Т 1

14 15 16 17

10

1 •двунаправленная шина

2 - микрофон аудиоинтерфейса .

3 - телефон аудиоинтерфейса

4 • приемопередатчик GSM"

5 - приемник GPS или «Глонас» -

6 - блок сопряжения с датчиками первичной информации

7 - блок обработки аналоговых сигналов

8 - блох сопряжения с исполнительными устройствами

9 - иммобилайзер •

10 - микроконтроллер

11 - блок питания 220 В.

12 • блок питания 12 В

13 - резервный блок питания

14 - генератор тактовых импульсов

15 - управляемый формирователь временных интервалов

16 - управляемый формирователь системного кадра

17 - блок запуска системного кадра

Рис. 2. Функциоанльная схема терминального модуля "Топаз" с поддержкой синхронизированной передачи сообщений

Управляемый формирователь 16 системного кадра может содержать счетчик временных интервалов, вход которого является входом управляемого формирователя 16, а разрядные выходы через компаратор кодов подключены к входу-выходу управляемого формирователя 16, к которому подключены разрядные входы компаратора (на рисунке не показаны).

В функциональную схему центра диспетчеризации и мониторинга (рис. 3) дополнительно вводится вычислитель 8 параметров системного кадра, который связан с центром управления сетью сотовой связи по выделенной линии, для обеспечения изменения параметров временного кадра в зависимости от нагрузки в сети сотовой связи. Вычислитель 8 параметров системного кадра объединен в сеть с основным 2, резервным 3 и телекоммуникационными 4-6 серверами. Сформированный вычислителем 8

системный временной кадр распространяется на терминальные модули посредством телекоммуникационных серверов. Телекоммуникационный сервер 4 использует сформированный кадр при передаче SMS-сообщений. Телекоммуникационные серверы 5 и 6 также могут использовать синхронную передачу, однако на практике это лишено смысла.

| Центр диспетчеризации и мониторинга

1-1 1-N - автоматизированные рабочие места операторов 2•основной сервер

3 - резервный сервер

4 - сервер взаимодействия с терминалами GSM

5 - сервер взаимодействия с SMS-центром сети GSM

6 - сервер взаимодействия с Интернетом

7 - стационарный(е) терминал(ы) GSM

8 - вычислитель параметров системного кадра

Рис 3. Функциональная схема центра диспетчеризации и мониторинга с поддержкой синхронизированной передачи сообщений

В измененном виде терминальные модули действуют следующим образом. После получения терминальным модулем параметров временного кадра, полученная информация обрабатывается микроконтроллером 10 и в узел управления системным кадром передаются соответствующие коды, формирующие системный кадр заданного вида.

В случае, если при увеличении нагрузки сети сотовой связи необходимо увеличить длительность временных интервалов системного кадра, не изменяя его формы, вычислитель параметров системного кадра,

имеющийся в центре диспетчеризации и мониторинга, связанный с центром управления сетью сотовой связи, определяет новую длительность интервала системного кадра и передает ее на терминальные модули. После получения терминальным; модулем нового значения длительности интервалов системного кадра, микроконтроллер 10 терминального модуля записывает в управляемый формирователь 15 временных интервалов соответствующие коды, формирующие требуемый временной интервал системного кадра. На вход управляемого формирователя 16 системного кадра поступают измененные временные интервалы, что ведет к изменению формата системного кадра.

В третьей главе после краткого введения в аспекты применения теории систем массового обслуживания для анализа характеристик сетей сотовой связи приводится вывод в аналитической форме выражений для среднего времени передачи сообщений в обычном (1) и синхронизированном (2) варианте для случая одноканальной модели с учетом нагрузки, генерируемой другими абонентами сети сотовой связи.

В ходе вывода выражения (2) получается два интересных с точки зрения научной новизны результата. Это выражение для плотности распределения времени, оставшегося до начала окна передачи в системах с временным разделением канала [5]:

Второй важный результат - вариант формулы Хинчина-Полячека для преобразования Лапласа распределения времени пребывания заявок в одноканальной системе с различными распределениями времени обслуживания заявок, застающих систему свободной, и заявок, застающих систему занятой ранее поступившими сообщениями:

Затем после математической подготовки предлагаются алгоритмы для приближенного вычисления характеристик многоканальных систем с повторными попытками для асинхронного и синхронизированного способов передачи. При этом впервые приводится описание подхода к численному расчету характеристик многоканальных систем с множественным доступом с временным разделением канала.

Система с обычной (асинхронной) передачей 8М8-сообщений представляется многоканальной системой с пуассоновским входящим потоком и с повторными попытками. Состояния рассматриваемой системы характеризуются парой чисел (/, к), где/ - число занятых каналов, а к - число сообщений, ожидающих повторной попытки передачи.

Возможны четыре вида событий, переводящих систему из состояния (/, к) в иное состояние:

а) Первичное поступление сообщения переводит систему в состояние 0+\,к), если/ или в состояние (/, £+1), если} — V и к т^п. Если} ~ V и к = п, то при поступлении первичного вызова состояние системы не меняется.

б) Повторная попытка передачи сообщения переводит систему в состояние (/+\,к- \), еслиу если ] — V, то состояние системы не меняется.

в) Уход ожидающего сообщения (например, в связке истечением максимального времени ожидания) переводит систему в состояние (/, к-\).

г) Освобождение канала переводит систему в состояние (/-1, к).

Поскольку входящий поток 8М8-сообщений пуассоновский, интервалы

между повторными попытками передачи распределены по экспоненциальному закону, будем считать,, что все интервалы между любыми двумя из перечисленных событий одного вида также распределены по экспоненциальному закону. Для упрощения расчетов будем полагать среднее время занятия канала равным единице (в последствии можно будет просто умножить все временные характеристики системы на Го). Тогда вероятности наступления соответствующих событий пропорциональны числам:

а) поступление первичного вызова

б) поступление повторного вызова

в) уход ожидающего вызова ко,

г) освобождение каналау.

Числа \ ц, О задаются. Число X - нормализованная интенсивность потока входящих сообщений, - нормализованная интенсивность повторных попыток передачи отложенных сообщений (обратно пропорциональна величине г). Величина а характеризует скорость ухода из системы ожидающих сообщений. В нашей системе б уд е. полагать, что попытки передачи сообщения будут повторяться до момента успешной отправки, поэтому а = 0, и, следовательно, событие типа в) невозможно.

Обозначим р(% к) стационарную вероятность пребывания системы в состоянии (I, к). Вероятности р^', к) удовлетворяют следующей системе алгебраических уравнений локального баланса:

При этом для всехк ««/'^вероятности р(/,к) = 0.

РешаяЛэту систему (с условиями нормировки) численными методами удается ,получить различные характеристики времени передачи 8М8-сообшений в обычном режиме.

При рассмотрении синхронизированной передачи сообщений (многоканальный случай) получение значений стационарных вероятностей системы оказывается более сложным. Для этих целей используется аппарат вложенных цепей Маркова. Процесс передачи сообщений в многоканальной системе с синхронизированной передачей по казан на рис. 4.

Рнс 4. Синхронизированная передача SMS-сообщений (многоканальная система)

Рассмотрим марковскую цепь, вложенную в моменты пТ+—+0,и = 0,1,2К

М

Указанные моменты на рис. 4 показаны кружками. Выбор данных моментов обусловлен тем, что существует простая зависимость между количеством

сообщений в системе в момент пТ+-~+0 и в момент (я + 1)7'+-^-+0. Кроме

того, количество сообщений в системе на интервалах

(ПГ+£;(Л + 1)Г+Г)

может только расти за счет ординарного потока входящих сообщений, в то время как в моменты пТ+количество сообщений в системе может скачкообразно уменьшаться. Число сообщений в системе в моменты определяется простым соотношением: <?.., =mzx{0,qm-N + v)+i,

где v - число сообщений поступивших в систему в интервале времени а V - число сообщений, поступивших в систему в интервале времени + + Величины v и v не зависят от п. Данное

выражение означает следующее:

систему покидают все поступившие за время- + и

имевшиеся в ней сообщения, но не более N сообщений (//- число каналов);

сообщения, поступившие за время

остаются в

системе, как минимум, до начала следующего окна передачи. Выпишем матрицу вероятностей одношаговых переходов

р„ 5 = Ач. =']:

Здесь использованы следующие обозначения: а, - вероятность поступления в систему к сообщений в интервале

времени +

- вероятность поступления в систему к сообщений в интервале

времени

- вероятность поступления в систему к или менее сообщений в

интервале времени

Поскольку входящий поток сообщений пуассоновский, указанные вероятности можно вычислить следующим образом:

Используя матрицу вероятностей одношаговых переходов Р = [р4]

получаем систему уравнений для стационарных вероятностей вложенной марковской цепи.

Теперь необходимо перейти от стационарного распределения вложенной марковской цепи к стационарному распределению рассматриваемой системы. Поскольку входящий поток сообщений пуассоновский, для системы справедлив математический закон стационарной очереди. Таким образом, стационарное распределение системы совпадет со стационарным распределением марковской цепи, вложенной в моменты поступлениял сообщений. Стационарные вероятности того, что вновь поступившее сообщение застает в системе к сообщений могут быть определены из следующих соображений. Наличие в системе к сообщений к моменту поступления сообщения возможно следующими способами:

го

в момент (п + 1)Г+—+0 в системе было к сообщений и до момента М

поступления сообщения других сообщений не поступало; в момент в системе было к-\ сообщений и до

момента поступления сообщения поступило одно сообщение; в момент (л + ^Г+^+О в системе было к-2 сообщений и до момента поступления сообщения поступило два сообщения;

в момент (« + 1)Г+—+0 в системе было ноль сообщений и до

момента поступления сообщения поступило к сообщений. Таким образом, стационарные вероятности р* наличия в системе в момент поступления сообщения к сообщений могут быть выражены в виде:

к

Рк = жкУа+лк-\У\ +К- л„Гк =

1-0

Примем без доказательства, что в вероятностном смысле моменты поступления сообщений стремятся к середине интервала, соответствующего временному кадру. В этом случае вероятности % могут быть определены следующим образом:

Если вероятности рк известны, то среднее время передачи сообщения можно определить воспользовавшись теоремой Литтла:

Таким образом, для вычисления среднего времени передачи требуется решить систему уравнений для стационарных вероятностей. К сожалению, получить аналитическое решение данной бесконечной системы уравнений не удается. Однако, ограничив количество состояний системы (а значит и

г/

уравнений) некоторым достаточно большим числом, систему можно решать численно. Критерием достаточности может быть количество значащих разрядов в значении вероятности состояния с максимальным количеством сообщений в системе.

Для получения численных решений в рамках настоящей работы разработаны алгоритмы на языке MATLAB.

В последнем разделе главы на графиках приводятся результаты имитационного моделирования указанных систем массового обслуживания в сравнении с результатами расчетов. Анализ подтверждает точность полученных аналитических выражений и точность расчетов, проведенных в соответствии с предложенными алгоритмами приближенных вычислений. В главе также приводятся описания использованных моделей на языке GPSS.

В чегвертой главе приводится анализ полученных в третьей главе результатов. После анализа существующих в реальных сетях GSM граничных условий (количества каналов, времени доставки SMS-сообщений и др.) приводятся и анализируются сравнительные графики» следующих характеристик времени передачи SMS-сообщений при обычной и синхронизированной передаче:

среднее время передачи SMS-сообщений; коэффициент вариации времени передачи SMS-сообщений; доля сообщений, время доставки которых превышает среднее время доставки сообщений.

Указанные характеристики анализируются в зависимости от следующих параметров:

интенсивность потока сообщений;

интенсивность нагрузки от других абонентов сети сотовой связи;, t

количество окон, составляющих системный кадр (при синхронизированной передаче).

Анализ графиков приводит к следующим результатам:

в актуальном с практической точки зрения диапазоне параметров среднее время синхронизированной передачи сообщений оказывается ниже и остается более стабильным с ростом нагрузки на сеть от прочих абонентов; однако, синхронизированная передача остается эффективной, когда количество телематических модулей, конкурирующих за занятие одного SDCCH не превышает 5, то есть кадр должен содержать не более пяти окон;

с точки зрения функционирования систем диспетчеризации и мониторинга подвижных объектов более важную роль играет не значение, а стабильность задержки передачи сообщений; анализ приведенных графиков зависимости коэффициента вариации времени доставки показывает, что степень разбросанности или нестабильности времени доставки в асинхронном и синхронизированном режимах сопоставима; доля SMS-сообщений, время доставки* которых превышает среднее в синхронных системах растет с ростом нагрузки существенно медленнее, чем при обычной передаче; в частности для случая с кадром из десяти временных окон доля SMS-сообщений, которые доставляются дольше среднего, превышает 20% при интенсивности потока входящих сообщений в 2,5 раза (при 5-ти доступных SDCCH, рис. 5) превышающей аналогичный порог для асинхронного режима передачи; с ростом количества доступных SDCCH это соотношение уменьшается; при ¡V = 10, оно приближается к двум, а при 50, оно приближается к 1,5; при любом количестве окон в кадре, в синхронизированном режиме время передачи SMS-сообщений при широком диапазоне нагрузок не будет существенно превышать

гз

определенное среднее время передачи, что позволит гарантировать потребителям некоторое заданное качество обслуживания.

Рис 5. Вероятность передачи SMS-сообщения дольше среднего времени передачи для системы с 5-тью

доступными SDCCH

Приведенные в заключении данной главы результаты эксперимента, проведенного в условиях реальной сети GSM подтверждают эффективность синхронизированной передачи SMS-сообщений с точки зрения стабильности времени передачи.

В заключении описаны основные результаты работы и выводы по ней.

гч

Основные результаты работы

В результате проведенных в рамках данной диссертационной работы исследований получены следующие основные результаты:

1. Проведенный анализ архитектуры систем определения местоположения абонентов сетей- подвижной сотовой связи и методов определения местоположения показал, что на данном этапе развития указанных систем для применения в системах диспетчеризации и мониторинга подвижных объектов наиболее подходит метод, основанный на применении систем спутниковой радионавигации, таких как GPS.

2. Анализ таких систем показал актуальность проблемы улучшения характеристик времени передачи информации о местоположении и другой телематической информации посредством SMS-сообщений сетей сотовой связи.

3. Для решения данной проблемы разработаны научно-обоснованные способ и алгоритмы синхронной передачи информации' на асинхронной сети сотовой связи стандарта GSM. В частности, предложено выделить телематическим модулям системы временные-окна для передачи сообщений и для экстренных сообщений выделить отдельное временное окно; указанные окна объединить в системный кадр; синхронизацию передачи сообщений осуществлять от системных часов системы спутниковой навигации GPS.

4. Для обеспечения синхронизированной передачи SMS-сообщений разработаны новые функциональные схемы телематических модулей и центра диспетчеризации системы мониторинга подвижных объектов. Указанные функциональные схемы внедрены в системе «Алмаз» разработки. ЗАО «Новые Технологии Телематики».

Z5

5. С целью анализа целесообразности внедрения описанного способа синхронизированной передачи сообщений методами теории систем массового обслуживания были разработаны методики и получены аналитические выражения и алгоритмы расчетов среднего времени передачи SMS-сообщений обычным и синхронизированным способом; справедливость полученных решений подтверждена посредством имитационного моделирования в среде GPSS World.

6. Проведен анализ протоколов передачи SMS-сообщений в сетях GSM, который позволил определить, что технологически минимальное время доставки SMS-сообщений составляет около 2,5 с. Результаты данного анализа внедрены в ОАО «Мобильные ТелеСистемы» для обеспечения контроля качества работы сети.

7. Целесообразность внедрения синхронизированной передачи SMS-сообщений подтверждена данными эксперимента, проведенного в условиях реальной сети сотовой связи кировского филиала ОАО «Мобильные ТелеСистемы».

Анализ полученных в работе методами теории систем массового обслуживания результатов для характеристик времени передачи SMS-сообщений в обычном и синхронизированном режиме показал целесообразность применения синхронизированной передачи в условиях реальных сетей GSM по следующим причинам:

в реальных граничных условиях системы с синхронизированной передачей обладают меньшим коэффициентом вариации времени передачи сообщений, при этом доля сообщений, время доставки которых превышает среднее, существенно меньше (равные значения доли достигаются при синхронной передаче при интенсивности сообщений большей в 1,5 - 2,5 раза); в системах с синхронизированной передачей сообщений среднее время доставки в условиях повышения нагрузки на

систему от прочих абонентов сети сотовой связи оказывается более стабильным.

Таким образом, применение синхронизированной передачи 8МБ-сообщений позволяет с большей надежностью обеспечивать необходимое для телематических систем качество обслуживания (особенно в условиях перегрузки сети) и гибко управлять объемом ресурсов сети, предоставляемых различным потребителям.

Учитывая практическую ценность полученных результатов по материалам работы подготовлена и направлена заявка на получение патента «Телематическая система с синхронной передачей информации» [1]. Также имеются соответствующие акты внедрения.

04"14959

Литература

* 1. Громаков Ю. А., Дьяков В. С, Иванов А. А., Поповский А. В.

Телематическая система с синхронной передачей информации. Заявка на изобретение.

2. Громаков Ю. А., Поповский А. В. Стандарты определения местоположения абонентов в системах подвижной связи второго и третьего поколений. // 5-я международная конференция «Мобильная связь в России. Тенденции и перспективы развития». Материалы конференции. - М.: ЗАО «Экспо-телеком», 2004. - 94 с.

3. Громаков Ю. А., Поповский А. В. Технологии определения местоположения абонентов в системах сотовой связи третьего поколения. // Мобильные системы, 2003, №12

4. Громаков Ю. А., Поповский А. В. Факторы, влияющие на время доставки коротких сообщений в сетях GSM. // Мобильные системы, 2003, №10

5. Поповский А. В. Анализ задержки передачи данных при использовании множественного доступа с временным разделением канала (TDMA) // Вестник Вятского научного центра Верхневолжского отделения Академии технологических наук Российской Федерации, 2003, Выпуск 1(4).

6. Поповский А. В. Мобильная связь на современном предприятии. // Товар-деньги-товар, 2002, №14.

7. Поповский А. В. Экономичное решение проблемы местоопределения в сетях GSM. // Вестник Вятского научного центра Верхневолжского отделения Академии технологических наук Российской Федерации, 2002, Выпуск 1(3).

МАИ Заказ от ДОо£.0Ч-\' 2.8 Тираж 100 экз.

Введение.

1. Системы определения местоположения абонентов в сетях подвижной сотовой связи.

1.1 Методы определения местоположения абонентов сетей сотовой связи стандарта GSM.

1.2 Влияние систем определения местоположения на сеть сотовой связи и на мобильные терминалы.

1.3 Системы определения местоположения на основе GPS.

Выводы.

2. Передача информации в системах диспетчеризации и мониторинга подвижных объектов.

2.1 Структурные схемы диспетчерского центра системы и терминальных модулей.

2.2 Методы управления множественным доступом к среде передачи данных.

2.3 Синхронизированная передача SMS-сообщений.

Выводы.

3. Анализ эффективности синхронизированной передачи SMS-сообщений '$> методами теории систем массового обслуживания.

3.1 Элементы теории систем массового обслуживания.

3.2 Расчет среднего времени передачи SMS-сообщений в сети GSM.

3.3 Расчет среднего времени синхронизированной передачи SMS-сообщений в сети GSM.

3.4 Анализ полученных аналитических результатов средствами имитационного моделирования.

Выводы. 4. Результаты использования синхронизированной передачи SMS-сообщений

4.1 Оценка времени доставки SMS-сообщений в сети GSM.

4.2 Оценка нагрузки на каналы сигнализации в сети GSM.

4.3 Анализ длительность доставки телематических сообщений при обычном и синхронизированном способе доставки.

4.4 Анализ степени вариации длительности доставки телематических сообщений при обычном и синхронизированном способе доставки.

4.5 Результаты эксперимента по использованию синхронизированной передачи SMS-сообщений.

Выводы.

Во многих современных распределенных информационных системах ключевую роль играет информация о местоположении различных подвижных объектов. К таким системам относятся системы диспетчеризации и мониторинга подвижных объектов, интеллектуальные транспортные системы [53], системы подвижной сотовой радиосвязи и др. По прогнозам ITU в ближайшие пять лет рост рынка таких систем будет составлять около 25% в год. Растущий интерес к системам определения местоположения подвижных объектов не в последнюю очередь обусловлен широким распространением сетей подвижной сотовой связи (в особенности на производстве [39]), для которых принцип определения местоположения абонента является ключевым, наряду с принципом повторного использования частот. С другой стороны, для внедрения новых приложений в системах сотовой связи поколений 2,5G и 3G необходимо использовать дополнительные ресурсы. Прежде всего, речь идет об использовании информации о местоположении абонента. Согласно многочисленным исследованиям в области развития рынка услуг подвижной связи [51, 36, 23, 31] определение местоположения будет одной из ключевых функций, на базе которой будут формироваться услуги нового поколения.

Сочетание таких факторов, как широкое распространение, приемлемая стоимость услуг и абонентских терминалов, наличие базовых функций определения местоположения, возможность двусторонней передачи данных, обусловило широкое применение сетей сотовой связи в системах определения местоположения подвижных объектов. В настоящей работе рассматриваются сети стандарта GSM, получившие наиболее широкое распространение (свыше 70% абонентов сетей сотовой связи в мире и свыше 90% в России используют именно этот стандарт). Для сетей GSM предлагается множество различных методов и технологий определения местоположения абонентов [12, 13]. Эти методы отличаются различным влиянием на инфраструктуру сети и на абонентские терминалы. Различные методы также обладают различной точностью определения

Р' местоположения. При выборе метода определения местоположения необходимо в первую очередь учитывать следующие основные моменты:

- необходимую точность определения местоположения;

- возможность (в практическом смысле) необходимой модернизации сетевой инфраструктуры и абонентских терминалов;

- текущие затраты, связанные с занятием трафиковых и сигнальных каналов сети.

Для широкого класса систем диспетчеризации и мониторинга подвижных объектов с учетом указанных факторов был выбран метод, основанный на &' применении сигналов спутниковых навигационных систем GPS, GLONASS,

Galileo. Поскольку этот метод единственный из существующих обладает достаточной точностью и не требует доработки сети, он используется в таких популярных системах диспетчеризации подвижных объектов, как «Алмаз» [9, 11], RussGPS, WEB-Locator [30]. Для применения в подобных системах в настоящее время серийно выпускаются различные телематические* модули, сочетающие приемник спутниковой системы навигации (обычно GPS) и терминал сотовой связи стандарта GSM [48, 32]. Для передачи информации в центр диспетчеризации в таких системах используются SMS-сообщения. *' Выбор такой технологии обусловлен следующими соображениями:

В настоящей работе используются термины «телематическая система» и «телематический модуль». Под «телематическим модулем» понимается терминальное устройство «телематической системы». Понятие «телематическая система» пока жестко не определено [50], хотя широко используется в литературе. В данной работе и в использованных литературных источниках под «телематическими системами» понимаются системы дистанционного управления и мониторинга. передача SMS не требует выделения каналов трафика, используемых, например, для передачи речи; объем SMS-сообщения — 160 буквенно-цифровых знаков (140 октетов) — вполне достаточен для передачи характерных; для телематических систем объемов информации; использование SMS более предпочтительно для абонента по сравнению с передачей речи или данных по финансовым соображениям; служба SMS реализована в подавляющем большинстве сетей GSM и действует на всей территории покрытия, как базовый сервис, в отличие от службы пакетной передачи данных GPRS, которая пока предлагается только в крупных городах, как дополнительная услуга с негарантированным качеством; прием и отправка SMS мобильной станцией возможна практически в любые моменты времени (во время разговора, во время сеанса передачи данных), исключение составляют лишь состояния при хендовере и при начале или завершении вызова, возможны одновременный прием и отправление SMS-сообщений мобильной станцией; для приема и передачи SMS-сообщений на практике требуется меньший уровень приема сигнала базовой станции, что увеличивает в этом смысле зону действия сети сотовой связи.

Технология SMS в последнее время становится все более популярной. В частности, в 2000 г. по всему миру передавалось около 1 млрд. SMS-сообщений в месяц, а в 2002 г. уже свыше 20 млрд. [43]. С другой стороны, в телематических системах обнаруживается спрос на более интенсивный информационный обмен [36]. Между тем, хотя технология SMS предусматривает гарантированную доставку SMS-сообщений без искажений, данная технология не гарантирует каких-либо временных параметров доставки SMS-сообщений, что крайне неудобно в телематических системах, где требуется передавать различные экстренные сообщения. Для обеспечения необходимых характеристик времени доставки SMS-сообщений необходимо упорядочить процесс отсылки сообщений терминальными модулями и другими абонентами сети. Решение этой задачи усложняется следующими факторами: необходимость передачи SMS-сообщений в силу характера пользования этой услугой может возникать в произвольные моменты времени у произвольных абонентов; загрузка инфраструктуры сети GSM неравномерна во времени и пространстве; для некоторых классов сообщений требуется более высокий приоритет, однако стандартом GSM приоритеты при передаче SMS-сообщений не предусмотрены; стандарт GSM не предусматривает какой-либо синхронизации работы абонентских терминалов; внесение изменений в программное и аппаратное обеспечение действующих сетей сотовой связи на практике невозможно.

Отсутствие синхронизации осложняет управление потоком сообщений. Однако, в системах определения местоположения абонентов с использованием систем спутниковой навигации [45] есть надежный и высокостабильный источник синхронизации — системное время системы спутниковой радионавигации. Этот источник синхронизации может быть использован для управления передачей SMS-сообщений. Невозможность на практике модернизировать программное и аппаратное обеспечение действующих сетей сотовой связи предлагается преодолеть путем внедрения управления передачей SMS-сообщений не на канальном или сеансовом уровнях модели межсетевого взаимодействия, а на высоком уровне, т. е. на уровне приложения. В этом случае, изменения потребуется вносить только в логику работы программного обеспечения абонентских терминалов.

Цель работы. Разработка научно-обоснованного способа управления передачей SMS-сообщений, обеспечивающего характеристики времени передачи, требуемые в системах диспетчеризации и мониторинга подвижных объектов, и расчет характеристик времени: передачи SMS-сообщений при обычном и вновь разработанном способах передачи.

Задачи исследования:

1. исследование методов определения местоположения абонентов сетей сотовой связи и существующих стандартов на системы определения местоположения, анализ действующих систем диспетчеризации и мониторинга подвижных объектов, анализ методов управления множественным доступом к среде передачи.

2. разработка способа управления передачей SMS-сообщений по асинхронной сети сотовой связи стандарта GSM с синхронизацией по системному времени спутниковой системы навигации GPS, разработка функциональных схем телематического модуля; и центра диспетчеризации для осуществления синхронизированной передачи SMS-сообщений. Разрабатываемый способ управления передачей SMS-сообщений не должен предусматривать изменений в программном и аппаратном обеспечении сети сотовой связи. ■

3. разработка методик и алгоритмов расчета характеристик времени передачи SMS-сообщений в асинхронном и синхронизированном режиме, разработка имитационных моделей для проверки полученных результатов.

4. анализ и экспериментальная проверка полученных результатов.

Методы исследования. Для получения характеристик времени передачи SMS-сообщений в работе используется математический аппарат теории массового обслуживания, в частности, методы вложенных цепей Маркова, теория марковских и полумарковских процессов. Алгоритмы расчета характеристик, для которых не удается получить аналитическое выражение в явном виде, реализованы на языке MATLAB [1]. Для проверки полученных результатов методами имитационного моделирования использована система GPSS World [26].

Научная новизна работы заключается в следующем: предложены методики точного расчета характеристик одноканальных систем с повторными заявками и с временным разделением канала с учетом влияния нагрузки от внешних источников; предложены методики и разработаны алгоритмы численного расчета характеристик многоканальных систем с повторными попытками и с временным разделением канала; получено в аналитической форме выражение для плотности распределения времени, оставшегося до начала окна передачи в системах с временным разделением канала; получена формула для преобразования Лапласа распределения времени пребывания заявок в одноканальной системе с различными распределениями времени обслуживания заявок, застающих систему свободной, и заявок, застающих систему занятой ранее поступившими сообщениями.

Практическая ценность и результаты внедрения. В результате проведенных в данной работе теоретических и экспериментальных исследований разработаны функциональные схемы терминального устройства и центра диспетчеризации системы диспетчеризации и мониторинга подвижных объектов, реализующие описанный выше метод синхронизированного управления передачей SMS-сообщений. Результаты работы внедрены в системе «Алмаз» ЗАО «Новые технологии телематики» и проходят апробацию в ОАО «Мобильные ТелеСистемы». Результаты внедрения подтвердили практическую ценность разработанных моделей, алгоритмов и методов. Имеются соответствующие акты внедрения. По результатам работы подготовлена и направлена заявка на получение патента «Телематическая система с синхронной передачей информации».

Полученные входе подготовки настоящей работы результаты анализа характеристик времени передачи SMS-сообщений используются в ОАО «Мобильные ТелеСистемы» для контроля качества оказываемых услуг сотовой связи. Предложенный метод управления передачей SMS-сообщений с синхронизацией от систем спутниковой навигации? может быть также широко применен в системах сотовой связи 2-го и 3-го поколений для оптимизации использования ресурсов сети со стороны широкого круга абонентов, имеющих жесткие требования к характеристикам времени передачи SMS-сообщений.

Апробация работы. Материалы, представленные в настоящей работе докладывались на конференции «Мобильная связь в России» 30-31 марта 2004 г.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 169 страницах и иллюстрированных 49 рисунками и 9 таблицами, а также библиографического списка использованной литературы из 70 наименований.

Выводы

В данной главе приводится анализ полученных в третьей главе результатов. После анализа существующих в реальных сетях GSM граничных условий (количества каналов, времени доставки SMS-сообщений и др.) приводятся и анализируются сравнительные графики различных характеристик времени передачи SMS-сообщений при обычной и синхронизированной передаче.

Указанные характеристики анализируются в зависимости от следующих параметров: интенсивность потока сообщений; интенсивность нагрузки от других абонентов сети сотовой связи; количество окон, составляющих системный кадр (при синхронизированной передаче).

- обычный режим (теория, /i£=8, Т =2,Ъ) — синхр. режим (теория, N=b, Г=2,5) и х обычный режим (эксперимент) о синхр. режим (эксперимент) с>-е-в-в-в-о £.

Приведенные в заключении данной главы результаты эксперимента, проведенного в условиях реальной сети GSM подтвердили эффективность синхронизированной передачи SMS-сообщений с точки зрения стабильности времени передачи.

Заключение

В результате проведенных в рамках данной диссертационной работы исследований получены следующие основные результаты:

1. Проведенный анализ архитектуры систем определения местоположения абонентов сетей подвижной сотовой связи и методов определения местоположения показал, что на данном этапе развития указанных систем для применения в системах диспетчеризации и мониторинга подвижных объектов наиболее подходит метод, основанный на применении систем спутниковой радионавигации, таких как GPS.

2. Анализ таких систем показал актуальность проблемы улучшения характеристик времени передачи информации о местоположении и другой телематической информации посредством SMS-сообщений сетей сотовой связи.

3. Для решения данной проблемы разработаны научно-обоснованные способ и алгоритмы синхронной передачи информации на асинхронной сети сотовой связи стандарта GSM. В частности, предложено выделить телематическим модулям системы временные окна для передачи сообщений и для экстренных сообщений выделить отдельное временное окно; указанные окна объединить в системный кадр; синхронизацию передачи сообщений осуществлять от системных часов системы спутниковой навигации GPS.

4. Для обеспечения синхронизированной передачи SMS-сообщений разработаны новые функциональные схемы телематических модулей и центра диспетчеризации системы мониторинга подвижных объектов. Указанные функциональные схемы внедрены в системе «Алмаз» разработки ЗАО «Новые Технологии Телематики».

5. С целью анализа целесообразности внедрения описанного способа синхронизированной передачи сообщений методами теории систем массового обслуживания были разработаны методики и получены аналитические выражения и алгоритмы расчетов среднего времени передачи SMS-сообщений обычным и синхронизированным способом; при этом впервые предложена методика получения численных характеристик многоканальных систем с множественным доступом с временным разделением ресурсов; справедливость полученных решений подтверждена посредством имитационного моделирования в среде GPSS World.

6. Проведен анализ протоколов передачи SMS-сообщений в сетях GSM, который позволил определить, что технологически минимальное время доставки SMS-сообщений составляет около 2,5 с. Результаты данного анализа внедрены в ОАО «Мобильные ТелеСистемы» для обеспечения контроля качества работы сети.

7. Целесообразность внедрения синхронизированной передачи SMS-сообщений подтверждена данными эксперимента, проведенного в условиях реальной сети сотовой связи кировского филиала ОАО «Мобильные ТелеСистемы».

Анализ полученных в работе методами теории систем массового обслуживания результатов для характеристик времени передачи SMS-сообщений в обычном и синхронизированном режиме показал целесообразность применения синхронизированной передачи в условиях реальных сетей GSM по следующим причинам: в реальных граничных условиях системы с синхронизированной передачей обладают меньшим коэффициентом вариации времени передачи сообщений, при этом доля сообщений, время доставки которых превышает среднее, существенно меньше равные значения доли достигаются при синхронной передаче при интенсивности сообщений большей в 1,5 - 2,5 раза); в системах с синхронизированной передачей сообщений среднее время доставки в условиях повышения нагрузки на систему от прочих абонентов сети сотовой связи оказывается более стабильным.

Таким образом, применение синхронизированной передачи SMS-сообщений позволяет с большей надежностью обеспечивать необходимое для телематических систем качество обслуживания (особенно в условиях перегрузки сети) и гибко управлять объемом ресурсов сети, предоставляемых различным потребителям.

Учитывая практическую ценность полученных результатов по материалам работы подготовлена и направлена заявка на получение патента «Телематическая система с синхронной передачей информации» [10]. Также имеются соответствующие акты внедрения.

1. Ануфриев И. Е. Самоучитель MatLab 5.3/б.х. СПб.: БХВ-Петербург, 2002. -736 с.

2. Башарин Г. П., Бочаров П. П., Коган А. Я. Анализ очередей в вычислительных сетях. Теория и методы расчета. — М.: Наука, 1989.

3. Богомолова Н. Е. Влияние дополнительных услуг на пропускную способность ОКС №7 в мобильных сетях. // Мобильные системы, 2003, №3

4. Вентцель Е., С. Теория вероятностей: Учебник для вузов. — М.: Высшая школа, 2001. — 575 с.

5. Вишневский В. М. Теоретические основы проектирования компьютерных сетей. — М.: Техносфера, 2003. 512 с.

6. Воробейников JI. А., Сосновиков Г. К. Методические указания для слушателей ФПКП по моделированию систем и сетей связи на GPSS/PC. Часть 1. Основы программирования на GPSS/PC. М.: Московский технический университет связи и информатики, 1993. - 58 с.

7. Гнеденко Б. В., Коваленко И. Н. Введение в теорию массового обслуживания. М.: Наука, 1987. — 336 с.

8. Громаков Ю. А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. М.: Эко-трендз, 1999. - 239 с.

9. Громаков Ю. А., Дьяков В. С., Иванов А. А. Телематическая система. Патент на изобретение №2173888 от 20.09.2001.

10. Громаков Ю. А., Дьяков В. С., Иванов А. А., Поповский А. В. Телематическая система с синхронной передачей информации. Заявка на изобретение.

11. Громаков Ю.А., Иванов А.А. Многофункциональная система диспетчеризации и мониторинга подвижных и стационарных объектов "Алмаз". // Мобильные системы, 2000, №5

12. Громаков Ю. А., Поповский А. В. Технологии определения местоположения абонентов в системах сотовой связи третьего поколения. // Мобильные системы, 2003, №12.

13. Громаков Ю. А., Поповский А. В. Факторы, влияющие на время доставки коротких сообщений в сетях GSM. // Мобильные системы, 2003, №10.

14. Джейсуол, Н. Очереди с приоритетами. М.: Мир, 1973.

15. Жожикашвили В. А., Вишневский В. М. Сети массового обслуживания. Теория и применение к сетям ЭВМ. — М.: Радио и связь, 1988.- 192 с.

16. Карташевский В. Г., Семенов С. Н., Фирстова Т. В. Сети подвижной связи. — М.: Эко-Трендз, 2001. 300 с.

17. Кельганкин О. О., Орехов В. Г. Технология SMS: движение к конвергенции. // Мобильные системы, 2000, №4.

18. Кельганкин О. О., Орехов В. Г., SMS-технология для операторов сотовой связи. // Сети и системы связи, 2000, №1.

19. Клейнрок, JI. Вычислительные системы с очередями. М.: Мир, 1979. - 600 с.

20. Клейнрок, JI. Теория массового обслуживания. М.: Машиностроение, 1979. - 432 е.

21. Коновалов А. X., Рубин Г. 3. Подходы к расчету основных параметров абонентского трафика сотовых сетей поколения 2G+. // Мобильные системы, 200 li, №2.

22. Корсунский А. Где я? // Мобильные телекоммуникации, 2002, №8.

23. Корсунский А. Технологии и платформы определения местоположения к старту готовы? // Мобильные телекоммуникации, 2003, №1.

24. Коэн, Дж., Боксма, О. Граничные задачи в теории массового обслуживания. М.: Мир, 1987. - 272 с.

25. Кудрявцев Е. М. GPSS World. Основы имитационного моделирования различных систем. — М.: ДМК Пресс, 2003. 320 с.

26. Лазарев В. Г., Пийль Е. И., Усманов П. Ю. Анализ протоколов телекоммуникационных сетей. // Электросвязь, 2003, №2

27. Лившиц Б.С., Пшеничников А. П., Харкевич А. Д. Теория телетрафика. — М.: Связь, 1979. — 288 с.

28. Маронос В. Службы SMS: коротко и удобно // Сети, 1999, №4.

29. Муртазин Э. Рынок телематических услуг в России. // Мобильные телекоммуникации, 2004, №2.

30. Муртазин Э. Системы позиционирования в сотовых сетях, принципы и существующие технологии. — публикация в интернете: http://www.mobile-review.com/standard/gps-in-nets.shtml

31. Мюллер Э., Чехранов И., Крещенко А., Панюков В., Дальнов А., Парфенов Р. Применение телематических средств: несколько сценариев. // Мобильные телекоммуникации, 2004, №2.

32. Никодимов И. Ю., Мансырев М. И. Планирование сети GSM. // Сети и системы связи, 1999, №13

33. Николаев В. П. Местоопределение абонентов в сетях сотовой связи. // Специальная техника, 2001, №5.

34. Николаев В. П. Позиционирование подвижных объектов в сетях сотовой связи. // Технологии и средства связи, 2002, №2.

35. Зб.О'Грейди, В. Долгожданные услуги определенияместоположения. // Мобильные коммуникации, 2000, №4.

36. Оптимизация сетей GSM на основе технологии компании Huawei. // MCI/RE, 2001, №№5, 6.

37. Поповский А. В. Мобильная связь на современном предприятии. // Товар-деньги-товар, 2002, №14.

38. Поповский А. В. Экономичное решение проблемы местоопределения в сетях GSM. // Вестник Вятского научного центра Верхне-Волжского отделения Академии технологических наук Российской Федерации, 2002, Выпуск 1(3).

39. Ратынский М. В. Основы сотовой связи. М.: Радио и связь, 2000. -248 с.

40. Саати, Т. Л. Элементы теории массового обслуживания и ее приложения. — М.: Советское радио, 1971. 520 с.

41. Силина А. В. Еще раз об SMS. // Сети и системы связи, 2002, №4.

42. Склотнев И. Позиционирование мобильных телефонов. // Северозападный телеком, 2000, №3.

43. Соловьев Ю. А. Мобильная связь и спутниковые радионавигационные системы. // Мобильные коммуникации, 2000, №7.

44. Соловьев Ю. А. Системы спутниковой навигации. — М.: Эко-Трендз, 2000.-270 с.

45. Харгрейв, Ш. Определение местоположения мобильных телефонов. // Мобильные коммуникации, 2000, №№7, 8.

46. Черханов И. Wireless Modules новые технологии передачи информации. // Электросвязь, 2003, №8.

47. Шрайбер, Т. Дж. Моделирование на GPSS. М.: Мир, 1980. - 592 с.

48. Шталтовная Н. Мобильная телематика: как она есть? // Мобильные телекоммуникации, 2004, №2.

49. Ahonen Т. Т. m-Profits. Making Money from 3G Services. John Wiley & Sons, 2002. - 360 p.

50. An Introduction to SnapTrack Server-Aided GPS Technology. -публикация на веб-сайте SnapTrack: http://www.snaptrack.com

51. Chowdhury M. A., Sadek A. Fundamentals of Intelligent Transportation Systems Planning. Boston: Artech House, 2003. - 190 p.

52. ETSI TS 100 901 (3GPP TS 03.40): "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); Technical realization of the Short Message Service (SMS) Point-to-Point (PP)".

53. ETSI TS 100 942 (3GPP TS 04.11): "Digital cellular telecommunication system (Phase 2+); Point-to-Point (PP) Short Message Service (SMS) support on mobile radio interface".

54. ETSI TS 100 974 (3GPP TS 09.02): "Digital cellular telecommunication system (Phase 2+); Mobile Application Part (MAP) specification".

55. ETSI TR 101 635 (GSM 03.47): "Digital cellular telecommunication system; Example protocol stacks for interconnecting Service Centre(s) (SC) and Mobile-services Switching Centre(s) (MSC)".

56. ETSI TS 101 723 (GSM 02.71): "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); Location Services (LCS); Service description, Stage 1".

57. ETSI TS 101 724 (3GPP TS 03.71): "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); Location Services (LCS); (Functional description) -Stage 2".

58. ETSI TS 125 305 (3GPP TS 25.305): "Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); Stage 2 functional specification^ of UE positioning in UTRAN".

59. Falin G. I., Templeton J. G. С. Retrial queues. — London: Chapman and Hall, 1997.

60. Location Pattern Matching & The RadioCamera™ Network. -публикация на веб-сайте U. S. Wireless: http://www.uswcorp.com/USWCMainPages/our.htm

61. Marotte, M., Simulating Multiple Access Protocols for the Medium Access Control Sublayer using C. // Florida State University. Data and Computer Communications, Spring 2001.

62. Moon, Y., Wong, К., Ho, K., GSM Mobile Phone Based Automobile Security System. // Electronic Letters, March 2000, Vol. 36, Issue 5.

63. Mills, D., Simple Network Time Protocol. IETF RFC 1769. University of Delaware, 1995.

64. Muir, A. Channel Access Protocols Based on Transmission Groups. A dissertation submitted in partial satisfaction of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy in Computer Engineering. University of California. Santa Cruz, 1998.

65. Peersman, G., Cvetkovic, S. The Global System for Mobile Communications Short Message Service. // IEEE Wireless Communications, June 2000, Vol. 7, Issue 3.

66. Sidi, M. Multiply Access Schemes. // Encyclopedia of Electrical and Electronic Engineering, Vol. 13. John Willey and Sons, 1999.

67. Spirito, M., Poykko, S. Experimental Performance of Methods to Estimate the Location of Legacy Handsets in GSM. // Vehicular Technologi Conference, October 2001, IEEE VTS 54th, Volume 4.

68. Um Interface configuration. Lucent Technologies Doc. 401-380-016, Issue 1.0, June 2000. p.p. 2-5 — 2-10.