Rambler's Top100
 
Статьи ИКС № 9 2007
Владимир МАКСИМЕНКО  М.А. ВАСИЛЬЕВ  16 сентября 2007

Стандартизация LBS для обеспечения качества обслуживания

В широком внедрении услуг LBS заинтересованы все - и государство (в лице МЧС и МВД) как гарант безопасности граждан, и сами граждане, будучи абонентами мобильной связи, и сотовые операторы, которые с помощью персонифицированных LBS смогут осуществлять мониторинг сети, повысить качество услуг и получить конкурентные преимущества. Вот только сделать это пока весьма затруднительно, поскольку не определены показатели, по которым можно было бы оценивать качество предоставления услуг в соответствии с принятыми в телекоме критериями. Однако принципиальная возможность такого определения существует.

Международная организация ETSI провела классификацию услуг мобильной сети на основе определения местоположения абонента - LBS (Location Based Services). Введены стандарты на основные параметры в области качества оказания услуг типа LBS. Однако, как видно из приведенной таблицы, процесс стандартизации еще не завершен и явно недостаточен. По крайней мере для того, чтобы сотовый оператор и (или) провайдер могли выработать требования к элементам системы определения местоположения (СОМ), например с точки зрения требуемой производительности, и управлять качеством этих услуг, если они реализуются с использованием других сервисов (например, с помощью SMS). Для устранения этих недостатков необходимо разработать показатели, характеризующие принятые в отрасли критерии качества услуг связи.

Чтобы оценить возможность такой разработки, рассмотрим процесс предоставления услуг LBS с разных точек зрения.

 

Как ищут мобильный терминал

Информация о местонахождении абонента может быть получена как от спутниковых систем навигации, так и от инфраструктуры, содержащей специально предназначенные для этих целей элементы (рис. 1). Но в обоих случаях для предоставления услуг типа LBS необходимо наличие сервера СОМ.

Партнерство 3GPP (разработчик спецификаций и технических требований сетей GSM и UMTS) предложило логическую модель системы определения местоположения для GSM-сетей, которая практически без изменений может быть рекомендована и для сетей UMTS (рис. 2).

Процесс оказания услуг типа LBS происходит в следующей последовательности:

  • Клиент СОМ запрашивает информацию о местоположении одной или нескольких мобильных станций у сервера системы определения местоположения. (Клиент СОМ - чисто логическое понятие. Он может располагаться как внутри наземной сети сотовой связи, являясь, например, мобильным абонентом, так и вне ее.)
  • Сервер СОМ включает функцию определения местоположения, обрабатывает полученную информацию и передает ее абоненту. Определение местоположения мобильной станции должно производиться с заданным QoS, а ответ на запрос - передаваться в строго определенном, стандартном формате.

Рассмотрим параметры качества предоставления услуг LBS, стандартизованные международной организацией ETSI.

 

Параметры качества предоставления LBS

Горизонтальная точность - абсолютное значение отклонения местоположения в горизонтальной плоскости, предоставляемого сервером абоненту, от истинного местоположения абонента в момент формирования запроса от клиента СОМ.

Для LBS требуемая горизонтальная точность может быть выражена в значениях погрешности измерения местоположения, допустимой для той или иной услуги этого типа. Обеспечивается различными технологиями и зависит от целого ряда факторов, многие из которых по своей природе динамичны (условия распространения радиоволн, включая ослабления и многолучевость сигнала, топология сети в терминах чувствительности базовых станций).

Согласно документу ETSI TS 22.071 v.7.4.0 для услуг и операторов сотовой связи справедливо следующее:

  • необходимая горизонтальная точность зависит от конкретной услуги и определяется базовой технологией сети, а значит, выбором оператора (для разных участков сети требования к горизонтальной точности могут быть различными);
  • система должна обеспечивать требуемую (или максимально близкую) точность местоопределения при условии отсутствия конфликтов с другими параметрами качества.

Вертикальная точность- абсолютное значение отклонения местоположения в вертикальной плоскости, предоставляемого сервером абоненту, от истинного местоположения абонента в момент формирования запроса от клиента СОМ.

Требования ETSI к вертикальной точности:

  • система должна определять местоположение мобильного телефона по высоте, выраженное в значениях абсолютной или относительной высоты/глубины относительно поверхности земли в данном месте поверхности;
  • система должна обеспечивать требуемую (или максимально близкую) точность местоопределения при условии отсутствия конфликтов с другими параметрами качества.

Время ответа - определяется с момента запроса клиента СОМ к серверу СОМ до ответа сервера в сторону клиента.

Требования разных услуг местоположения (или же разных клиентов СОМ) в отношении времени получения ответа могут различаться в зависимости от срочности формирования запроса на позиционирование. Возможно, серверу СОМ придется искать компромисс между требованиями к точности позиционирования и времени ответа.

Согласно приведенному выше документу ETSI:

  • время ответа может быть одним из важных параметров качества, и поддержка ответа со стороны сотовой сети является опциональной;
  • сервер СОМ может разрешить клиенту СОМ согласовать требуемое время ответа (при незамедлительном запросе местоположения) либо по предоставлению, либо по сформированному запросу; если время ответа критично, то сервер СОМ должен пытаться удовлетворить требования (либо сделать это в той степени, насколько это возможно) при условии отсутствия конфликта с другими параметрами качества.

 

Какой уровень стандартизации необходим

Рассмотрим, какое место в системе стандартизации параметров качества услуг связи занимают соответствующие показатели LBS. Необходимо оценить, достаточен ли современный уровень стандартизации параметров качества этих услуг, чтобы они соответствовали принятой системе управления QoS в области связи.

Предложена схема взаимодействия участников процесса предоставления услуг связи*, которая удовлетворяет современным принципам управления качеством обслуживания в соответствии с документами ETSI и ITU-T (рис. 3). Цветом выделены элементы, которые обязательно должны быть реализованы сотовым оператором или другим поставщиком услуг связи, чтобы обеспечить уровень QoS, максимально удовлетворяющий запросам абонента, а также принципы управления качеством услуг.

Очевидно, что добиться требуемого качества услуг можно только путем динамического контроля и коррекции рабочих параметров (на стороне поставщика услуг) и технических характеристик сети (на стороне оператора связи). А это возможно только в том случае, если качество предоставления LBS характеризуется тем же набором обобщенных параметров, что и иные услуги сети (прежде всего передача трафика). Такой набор параметров определен ETSI в виде всем знакомых критериев качества (QoS Aspects): доступ в сеть, доступ к услуге, непрерывность услуги и ее полнота. И каждый критерий имеет наборы показателей (QoS Indicators), специфичные для той или иной услуги.

Из всего принятого в отрасли списка критериев качества услуг типа LBS могут оцениваться только по показателю «Полнота услуги». Таким образом, многие особенности их предоставления не учитываются и, как следствие, остаются нестандартизованными. Приведем возможные ситуации.

Ситуация 1. В какой-то момент поступило слишком много запросов клиентов на сервер СОМ, производительность которого не позволяет обработать их за требуемое время. При варианте ответа о местоположении без задержки стандарт допускает формирование сервером СОМ сообщения об ошибке в случае невозможности осуществить расчеты.

Рассмотренный эффект подпадает под критерий качества «Непрерывность услуги». Если этот критерий стандартизировать, то оператор связи сможет предотвратить описанную ситуацию, произведя прогнозируемое расширение производительности СОМ до величины, соответствующей заданной модели обращения абонентов к серверу СОМ для запроса услуг LBS.

Ситуация 2. Пусть абонент воспользовался услугой LBS «Ближайший театр» и ожидает получить ответ в форме SMS. Если в этот момент канал сигнализации переведен на радиоинтерфейс или же перегружен SMS-сервер, то абонент может не дождаться запрошенной информации и услуга не будет предоставлена.

Этот эффект относится к критерию «Доступ к услуге». Случай интересен тем, что при анализе доступности LBS можно воспользоваться результатами количественных оценок доступности услуги SMS.

Только три приведенных выше критерия качества с достаточной степенью обобщения и строгости подхода стандартизованы ITU-T с точки зрения методов-расчета и статистических оценок. Поэтому для анализа качества предоставления услуг LBS на уровне современных требований стандартизации в области QoS необходимо выработать перечень показателей, характеризующих эти критерии, а также методы их количественной оценки.

 

Определяем показатели качества LBS

Задачу можно решить путем тщательного анализа процедур определения местоположения сотового абонента:

  • взаимная инициализация клиента СОМ и сервера СОМ,
  • запрос от клиента СОМ к серверу СОМ,
  • собственно определение местоположения,
  • ответ сервера СОМ клиенту СОМ,
  • обеспечение конфиденциальности (при необходимости).

Для этих целей используем схему соединения и взаимодействия отдельных элементов СОМ и сотовой сети, описанную в документе 3GPP TS 03.71 v.8.9.0 (рис. 4).

В рамках сети GSM система определения местоположения логически реализуется в виде соответствующего центра - MLC (Mobile Location Center), а точнее, в виде двух его компонентов: сервисного центра - SMLC (Serving MLC) и шлюзового центра - GMLC (Gateway MLC).

После авторизации абонентов GMLC направляет запросы на определение местоположения абонента в центр коммутации мобильной связи. Функции остальных подсистем сервера определения местоположения выполняет SMLC: обрабатывает сообщения о местоположении, в используемой системе координат (например, декартовой) производит окончательный расчет координат и определяет точность результата. За необходимыми данными SMLC обращается к стационарным измерительным модулям - LMU (Line Measurement Unit), которые могут быть двух типов: А (подключается по радиоканалу) и В (подключается по Abis-интерфейсу, может совмещаться с контроллером базовых станций).

Из SMLC информация поступает в GMLC, который является защищенным граничным пунктом для внешних модулей, запрашивающих данные о конкретном абоненте. Шлюзовой центр GMLC не только обеспечивает связь с внешним миром, но и предоставляет данные о местоположении, определяя идентификационный номер (ID) абонентского терминала. Для сопоставления этого номера с пользующимся услугой абонентом GMLC взаимодействует с домашним регистром HLR, хранящим данные о пользователях.

Центр сотового широковещания - CBC (Cell Broadcast Center) - может быть использован для распространения вспомогательных данных, обязательных при некоторых методах определения местоположения.

Все процедуры взаимодействия описанных выше модулей СОМ стандартизованы 3GPP, так же как и протоколы их взаимодействия между собой.

***

Итак, существует принципиальная возможность разработки показателей качества LBS, которые будут соответствовать тому или иному стандартизованному критерию качества предоставления услуг, принятому в телекоме. Для это следует: 1) произвести анализ каждого элемента процедур взаимодействия между всеми модулями СОМ; 2) сгруппировать элементы процедур взаимодействия по показателям качества; 3) разработать численную оценку этих показателей; 4) классифицировать показатели качества по признаку принадлежности к определенному критерию качества.

Варианты незамедлительного предоставления ответа о местоположении

Без задержки. Сервер СОМ незамедлительно возвращает текущее рассчитанное местоположение мобильного телефона (либо начальное, либо последнее известное). Если расчет произведен быть не может, то сервер возвращает ошибку или же (опционально) может инициировать процедуру получения расчета местоположения (например, чтобы он был доступен при следующем запросе).

Малая задержка. Случай, когда обеспечение времени ответа имеет преимущество перед обеспечением точности. При этом сервер СОМ возвращает текущее местоположение с минимальной задержкой. Сервер может попытаться выполнить требования по точности, если это не увеличит время ответа, т.е. быстрый ответ предпочтительнее ожидания более точного ответа.

Без требований к задержке. Обеспечение требований по точности имеет преимущество перед обеспечением времени ответа. Сервер СОМ будет задерживать ответ до получения нужной точности.

* Бабков В.Ю., Полынцев П.В., Устюжанин В.И. Качество услуг мобильной связи. Оценка, контроль и управление. Под ред. проф. А.А. Гоголя.- М.: Горячая линия - Телеком, 2005.
Поделиться:
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!