Введение к работе
1. Актуальность темы
Проблемы взаимодействия сетей передачи данных общего пользования в настоящее время весьма актуальны. На российском рынке многоадресных систем подвижной радиосвязи существует большое множество всевозможных сетей связи. Это, в первую очередь, сотовые системы связи различных стандартов, пейджинговые системы, использующие различные протоколы передачи, транкинговые системы связи, спутниковые системы и большое множество офисных мини АТС, использующих цифровые принципы передачи данных (например, DECT).
В идеале, необходимо объединить все выше перечисленные сети и системы связи в Единую Федеральную сеть Связи и Оповещения (ЕФСО). Один из принципов такого объединения и алгоритм решения данной задачи рассматривается в данной диссертации. В общем случае услуги, предоставляемые большинством пеиджинговых компаний, можно представить на рис. 1.
X
Услуги связи пейджинга
С компьюте-pa(Modem. In-temet, E-Mail)
С радиотеле -фонов
С телефонов ГТС (с телефона DTMF е функцией "го-лосового почтового ящика")
С удаленных терминалов
Сигнальные системы с извеице-нием на пейджер
Исполнительные устройства
' Рис.1. Сервис, предлагаемый абонентам
Для объединения сетей подвижной радиосвязи при организации Единой Федеральной сети (ЕФСО) помимо речевого обмена важна передача данных, поэтому необходимо выполнение следующих требований:
наличие научно обоснованной и официально утвержденной схемы перехода на Федеральную сеть;
использование для всех обслуживаемых зон единого номинала радиочастот;
обеспечение подвижной связью всех городов - центров субъектов РФ;
осуществление роуминга на территории России;
организация мобильной связи в чрезвычайных условиях;
применение единого принципа кодирования сигнала;
наличие единого плана нумерации абонентов и биллинга;
применение современного перспективного стандарта.
В настоящее время решены далеко не все вопросы данного перечня, однако в этом направлении ведется активная работа. Помимо чисто технических проблем (таких
lyspgg,
I 'Iff
,ЬС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА С. О»
как новое программное обеспечение, перевод сетей на новый стандарт и т. д) перед операторами стоит проблема "выживания" в условиях динамичного роста рынка альтернативных услуг связи (в частности, сотовой) и координации своей деятельности -причем не только при предоставлении роуминга, но и при определении перечня и структуры и качества услуг.
Наряду с поступательным развитием традиционной телефонии и бурным натиском мобильных сотовых и радиотелефонов для российских условий использование систем персонального радиовызова (пейджинга) целесообразно с позиций:
удобства пользования (отложенный вызов, информационная достаточность, защита от несанкционированного доступа к услугам связи, информации от перехвата);
ресурсосбережения (радиочастотный ресурс, затраты на оборудование, сохранность от хищения, низкая абонентская плата);
экологичности (влияние СВЧ излучения на мозги др);
обеспечения функции экстренного вызова (общего, группового и индивидуального) в экстремальных условиях.
Все вышесказанное определяет актуальность и необходимость выбора, анализа и разработки рекомендаций для построения сетей взаимодействия различных систем подвижной связи общего пользования для передачи данных.
2. Цель работы
В основе решаемой задачи - исследование вариантов сетей передачи данных в подвижной радиосвязи- можно выделить следующие проблемы:
На сегодняшний момент времени в России существует множество различных сетей передачи данных и систем подвижной радиосвязи. Взаимодействие происходит, в основном, между сотовыми системами связи на уровне заключений соглашений между компаниями по предоставлению услуг связи при посещении абонентом «чужой» сети. С целью упорядочения указанного взаимодействия в работе определяются критерии межсистемной передачи сообщений (данных) с целью определения необходимых требований для выбора вариантов построения межсистемной сети.
Подобно сотовым системам связи, пейджинговые системы также объединяются в сети на основе использования одинаковых несущих частот и заключения договоров на предоставление услуг роуминга. В этом случае, полностью автоматического роуминга не происходит, так как необходимо заранее информировать оператора о выезде в «чужую» сеть и о сроке своего пребывания в ней. Одной из целей диссертации является исследование по реализации роуминга как систем одного класса, так и при возможных вариантах межсистемного взаимодействия для передачи данных мобильных абонентов.
Взаимодействия между различными системами связи, в настоящее время, осуществляется только на уровне переадресаций с использованием почтовых или голосовых ящиков с применением сети Internet. Это происходит произвольно по мере необходимости без учета перспектив развития межсистемного взаимодействия. Поэтому важны разработки рекомендаций и вариантов сетевого построения, которые на научной, технической и экономической основе решают эти задачи.
3. Методы исследования
Для решения задач межсистемного взаимодействия важен инженерный анализ алгоритмов действия различных адресных систем подвижной связи и передачи данных. На основе анализа были разработаны алгоритмы взаимодействия систем с применением методов программирования и моделирования сетевого построения. Проводились эксперименты и исследования на действующих сетях сотовой связи и пейджинга.
; tx* u* »>(і !
Использовались методы статистического анализа трафика систем, теории вероятностей, математической статистики, теории сетей связи.
Для более быстрого и качественного взаимодействия систем возникла необходимость в разработке и внедрении кодирующих устройств, позволяющих передавать любые данные в заданном стандарте. Для этих целей использовались методы многопараметрического анализа действия систем, надежности связи с целью получения результатов доступных для интерфейсного межсистемного оборудования.
4. Научная новизна
Выявлены рациональные пути развития роуминга при передаче данных для различных систем подвижной связи общего пользования.
Показано, что при создании Единой Федеральной сети связи и оповещения (ЕФСО) одним из направлений развития пейджинга - систем персонального радиовызова (СПРВ) является объединение региональных систем в единую сеть страны с предоставлением абонентам такой сети автоматического роуминга.
Сформулирована задача рационального построения сети связи между региональными СПРВ с перспективой взаимодействия на межгосударственном уровне. Подобная задача роуминга рассматривается также для Службы коротких сообщений (SMS связи) как варианта передачи сообщений (данных) в сотовых системах радиосвязи.
Разработаны алгоритмы межсетевого взаимодействия различных систем подвижной связи общего пользования при работе в режимах передачи данных. При этом были использованы накопленные результаты статистической оценки трафиков оперативно-диспетчерских служб массового обслуживания и проанализированы типовые варианты обмена сообщениями:
о через пейджингового оператора на терминалы компаний сотовой связи;
о при использовании укороченного набора мобильных телефонов можно соединяться с
пейджинговым оператором, либо отправлять сообщения непосредственно на пейджер.
Показана возможность повышения общей доступности абонентов обеих систем (пользователь имеет и мобильный телефон, и пейджер). SMS-центр функционирует как маршрутизатор сообщений, т.е. ему можно задавать схемы пересылки сообщений на те или иные приемные терминалы. В качестве примера приведем ситуацию, когда мобильный телефон становится недоступным (выход из зоны обслуживания, временное отключение трубки), и пользователь дает указание о перенаправлении -дублировании сообщений на пейджер. Возможна также и обратная ситуация.
Выявлен и обоснован определяющий показатель качества предоставляемых услуг радиотелефонии и персонального радиовызова в зависимости от пропускной способности каналов связи, емкости и скорости обработки данных серверов объединяемых компаний - время задержки передаваемых сообщений.
Предложены рекомендации по повышению эффективности SMS передачи с сотовых телефонов.
Ь.Практическаяценностьрезультатовработы
В настоящее время в Нижнем Новгороде практически реализован фрагмент ЕФСО - объединение пейджинговой системы «Радуга Поиск», цифровой системы связи стандарта GSM «Нижегородская сотовая связь» и аналоговой системы связи стандарта NMT-450i компании «Сотел».
Многолетний опыт эксплуатации выявил специфику взаимоотношений операторов и пользователей, информационно-аппаратного взаимо-действия серверов и абонентских терминалов.
Результаты исследований, полученные соискателем лично и в сотрудничестве, можно использовать при внедрении ЕФСО в других регионах. Формирование интеллектуального научно-технического и социально-экономического фундамента ЕФСО обеспечивается Ассоциацией Операторов Пеиджинговои Связи в Нижнем Новгороде.
6. Апробация результатов работы
Основные результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на Ассоциации операторов пеиджинговои связи в 2002 г. в Нижнем Новгороде, на НТК профессорско-преподавательского, научного и инженерно-технического состава МТУСИ (2000, 2004 г.), на Международных НТК «Перспективные технологии в средствах передачи информации» во Владимире (1999, 2003 г.), на Межрегиональных конференциях МНТОРЭС им. А.С. Попова «Обработка сигналов в системах телефонной связи и вещания» (2002,2004 г)
7. Публикации
По теме опубликовано 15 работ, в том числе депонированных статей три.
8. Объемработы.
Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения. Работа содержит 145 с.
