Передача коротких сообщений (SMS) в системах мобильной связи

Глава 3

Передача коротких сообщений (SMS) в системах мобильной связи

3.1. Алгоритм передачи коротких сообщений. Эффективность в условиях независимых ошибок.

Исходные положения. Сервис доставки коротких сообщений (Short Message Service - КС) в бес­проводных системах - это набор услуг, обеспечивающих возможность получения ограниченного размера сообщений, размером в 48 байт сим­вольного текста от сотового телефона абонента [4]. Сообщение от создателя посылается сначала в центр обработки сообщений (ЦОС). ЦОС выступа­ет в качестве центра управления адресацией КС таким образом, что мо­бильная станция может получать короткие сообщения даже когда она перемещается в сети. Полученные сообщения ЦОС накапливает, обраба­тывает и пытается доставить эти сообщения в соответствии с рекоменда­цией IS-41 в нужный мобильный коммутационный центр. Специальный центр обработки сообщений опрашивает домашний регистр местополо­жения (Home Location Register - HLR), чтобы определить, может ли мо­бильная станция (МС) принять КС и какой текущий адрес мобильной станции.

В число пользователей услуги доставки коротких сообщений входят:

•  мобильные абоненты, пользующиеся услугами голосовой почты и/или носящие пейджер;                                 

•  мобильные абоненты, требующие уведомления об электронной почте, факсе или сообщениях голосовой почты;              

•  сетевые операторы, использующие КС для обеспечения расширенного обмена сообщениями, аварийными сигналами и уведомлениями, пейджингом и информационным обслуживанием.

Применение КС включает: посылку пейджинговых сообщений, по­сылку заранее заданных текстовых сообщений, посылку уведомлений об электронной почте, факсе или голосовой почте к абонентам.

В сотовой системе для доставки КС используются контрольные каналы. Существуют два типа контрольных каналов в сото­вых системах. Аналоговая Североамериканская сотовая система (AMPS) использует аналоговые контрольные каналы. Цифровые контрольные каналы используются в сотовых системах TDMA в соответствии со стан­дартом IS-136. В этом разделе мы не рассматриваем физический уровень системы доставки коротких сообщений и контрольный канал может быта как аналоговым, так и цифровым.

Достоверность доставки КС определяется как вероятность успешной доставки КС  к получателю. Среда передачи беспроводных систем не так надежна как проводная телефонная среда. Переданный сигнал может испытывать сильную интерференцию и замирания, вызы­ваемые многолучевым распространением сигнала и перемещением або­нента. Позиция получателя не может быть точно определена из-за не­ожиданного перемещения абонента. Нужно разработать протокол с по­вторной передачей и подтверждением для увеличения вероятности ус­пешной доставки КС. Стоимость доставки КС определяется как число слов, переданное в прямом контрольном канале, приходящееся на одно КС сообщение. Поскольку прямые контрольные каналы могут быть ис­пользованы другими приложениями (например, пейджингом для речевых вызовов и других контрольных сообщений), загрузка прямого контроль­ного канала очень высока и влияние КС на пропускную способность пе­редачи прямого канала должно быть как можно меньше. Время задержки доставки КС определяется как время от первой передачи КС до его ус­пешной доставки. Наиболее значимая составляющая времени задержки - задержка, обусловленная повторной передачей. Хороший метод доставки КС должен гарантировать, что абонент сможет получить сообщение при минимальной стоимости и минимальном времени задержки. Однако вы­полнить все три требования одновременно трудно.

Успех доставки КС мобильной станции определяется многими факторами:

1) МС в момент передачи КС может быть выключена;

2) Сообщение или ответ может передаваться в период действия зами­раний или интерференции (плохого состояния канала);

3) МС может покинуть соту, где она была зарегистрирована послед­ний раз;

4) МС может перейти в другую соту после того, как система опреде­лила её положение, но ещё не успела послать КС (called rescan - так на­зываемый повторный просмотр).

Исследуемая нами система характеризируется большим числом сот. Каждой соте выделяется группа каналов для передачи голосовых сооб­щений и по крайней мере один контрольный канал. В сотовых системах местоположение мобильной станции определяется путём регистрации и пейджинга, когда МС перемещается в новую область, она посылает ре­гистрационное сообщение коммутационному центру для того, чтобы сообщить о своём местоположении. Если коммутационная станция хочет послать вызов МС, коммутационная станция вызывает область, где мо­бильная станция была зарегистрирована последний раз. Из ответа МС на запрос, коммутационный центр может узнать точное местоположение мобильной станции. Для уменьшения затрат на пейджинг и регистрацию, все соты системы мобильной связи могут быть разделены на несколько зон. Мобильная станция только тогда осуществляет новую регистрацию, если она переместилась в новую зону. В зоне пейджинга пейджинговое сообщение посылается всем сотам в зоне для того, чтобы определить текущую соту, где находится мобильная станция. Рассматриваются следующие четыре алгоритма рис.3.1: