CC BY
63
Расчет стандартных параметров качества методом декомпозиции абонентских услуг мобильной связи
(на примере LBS)
В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ СОТОВАЯ СВЯЗЬ ЗАНЯЛА СВОЕ ЗАСЛУЖЕННОЕ МЕСТО СРЕДИ ТЕХНОЛОГИЙ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ В ОБЛАСТИ СВЯЗИ, А ТАКЖЕ КАК СУЩЕСТВЕННАЯ ОТРАСЛЬ ЭКОНОМИКИ БОЛЬШИНСТВА ГОСУДАРСТВ МИРА. В СИЛУ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СОТОВОЙ СВЯЗИ, ОПРЕДЕЛЯЕМЫХ ПРОГРЕССИВНЫМИ СТАНДАРТАМИ, ОПЕРАТОРЫ СЕТЕЙ СОТОВОЙ СВЯЗИ МОГУТ ПРЕДОСТАВЛЯТЬ И ПРЕДОСТАВЛЯЮТ ЧРЕЗВЫЧАЙНО ШИРОКИЙ СПЕКТР УСЛУГ. ОДНИМ ИЗ ПЕРСПЕКТИВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ РАЗВИТИЯ УСЛУГ ОПЕРАТОРА ЯВЛЯЮТСЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСЛУГИ НА ОСНОВЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ АБОНЕНТА [1].
Максименко В.Н., Введение
Профессор кафедры АИТиСС МТУСИ,
По мере развития популярности сотовой
ВасИльеВ МА связи повышаются требования абонентов к ка-
Руководитель Проектов ОАО "МТС" чествУ оказания этих УслУг- Есгест^ьм °бра-
зом появляется насущная необходимость контроля качества в соответствии с международной системой управления качеством, которая оперирует стандартизованными категориями качества: доступ к услуге, полнота и непрерывность. В [2] показано, что услуги на базе определения местоположения абонента (LBS-услуги) не стандартизованы по этим категориям качества. Там же указывается, что в основополагающих стандартах определены следующие показатели качества такого рода услуг: горизонтальная точность, вертикальная точность и время ответа на запрос об определении местоположения. Эти показатели относятся только к категории "Полнота".
Кроме того, большинство современных услуг, предоставляемых операторами абонентам, не являются стандартными в смысле рекомендаций ETSI, 3GPP, WAP Forum и др., а представляют собой комбинацию стандартизованных услуг (например, таких как SMS, MMS,
CBCS, WAP, LBS и т.д.). Один из примеров такой реальной услуги описывается и анализируется ниже.
Учитывая, что в соответствии с определением "качество услуг СПС" определяется как интегральный эффект показателей обслуживания, определяющий степень удовлетворенности пользователя уровнем качества услуг СПС, возникает задача формулировки показателей
качества комбинированных услуг, удовлетворяющих стандартным категориям (доступ к услуге, полнота и непрерывность).
Ниже предлагается метод решения этой задачи для услуги, широко распространенной на сетях GSM не только в России, но и по всему миру: абоненту предоставляется услуга наличия транспортных пробок вблизи места его нахождения по запросу путем отсылки короткого сообщения (SMS) с получением ответа в виде MMS и выводом полученной информации на экран мобильного аппарата в виде графического изображения фрагмента карты города, где имеют место пробки.
Анализ показателей качества абонентской услуги
Воспользовавшись приведенным выше описанием услуги, следующим из ее потребительских свойств, опишем последовательность прохождения основных, определяющих услугу транзакций по элементам сети GSM, структура которой показана на рисунке, где:
MS — мобильный аппарат абонента;
BSS, SSS — соответственно радио- и коммутационная подсистемы сети GSM, представляющие в данном случае транспорт для транзакций услуги;
SMSC — центр коротких сообщений, обеспечивающий стандартную услугу (Service) SMS сети GSM;
SMLC — Serving Mobile Location Center, центр местоопределения, обеспечивающий стандартную услугу определения местополо-
Структура сети, обеспечивающая транзакции LBS-услуги наличия транспортных пробок
пользуются также услуги SMS, MMS с привлечением транспорта по GPRS, качество которых
жения LCS сети GSM;
GMLC — Gateway Mobile Location Center, шлюзовой центр местоопределения, обеспечивающий интерфейс с элементами, внешними по отношению к сети;
MMSC — центр мультимедийных сообщений, обеспечивающий стандартную услугу (Service) MMS сети GSM.
Элемент "Контент-провайдер" обеспечивает информационное наполнение запроса на местоопределение (в нашем примере — информацией о транспортных пробках, находящихся вблизи абонента). Этот элемент, как правило, не относится к сети оператора подвижной связи.
Ссылаясь на рисунок, можно выделить ряд последовательных этапов оказания этой услуги:
1. Абонент посылает запрос в виде SMS на предоставление информации в сеть через каналы сигнализации BSS-сети оператора с помощью транзакции 1.BSS направляет этот запрос через SSS на SMSC посредством транзакции 2.
2. SMSC выделяет запрос из канала сигнализации и транзакцией 3 передает его на SMLC.
3. SMLC, используя стандартные сетевые функции определения местоположения, определяет местоположение абонента в той соте, в которой он обслуживается сетью.
4. SMLC транзакцией 4 производит запрос через GMLC в информационную службу о предоставлении текущей информации по транспортным пробкам в зоне, которая соответствует текущему местоположению абонента.
5. Сервер контент-провайдера по транзакции 5 возвращает ответную информацию в MMSC сети.
6. MMSC, произведя упаковку полученной информации в соответствующий формат, пригодный впоследствии для распаковки в MS, и передает ее транзакцией 6 в транспортные элементы сети GSM.
7. Сеть по радиоинтерфейсу транзакцией 7 доставляет эту информацию к MS абонента.
Собственно к определению местоположения относится только этап 3. Наряду с место-определением при предоставлении услуги ис-
также определяет результирующее качество полной услуги.
Итак, при предоставлении описанной абонентской услуги отдельные услуги используются в последовательности, указанной в табл. 1. Здесь же дана информация о состоянии стандартизации этих отдельных услуг.
Как проверить, все ли услуги (стандартизованные и нестандартизованные), образующие абонентскую слугу, учтены в табл.1?
Для этого необходимо воспользоваться определениями этих услуг. Для стандартизованных услуг эти определения необходимо искать в стандартах, а нестандартизованные следует формулировать таким образом, чтобы они дополняли "пустые места" между стандартизованными.
Первый вопрос, который возникает при таком рассмотрении данной конкретной услуги: необходимо ли учитывать в доступе к услуге SMS по транзакциям 1 и 2 транзакцию 1 как отдельную, которую можно было бы сформулировать как услуга передачи по сети мобильной связи. Качество такого рода услуги стандартизованы в виде параметров качества, независимых от услуг (Service independent QoS Parameters) [6].
Для выяснения этого вопроса обратимся к определению услуги SMS МО, данном в [5]: услуга SMS МО представляет собой возможность сети GSM передавать короткое сообщение, переданное от мобильного аппарата к оборудованию обработки коротких сообщений и предоставлять информацию о доставке короткого сообщения. Здесь учтено наличие
самой сети GSM. Поэтому можно утверждать, что в параметрах качества этой слуги автоматически будут учтены соответствующие параметры сети. Ниже мы убедимся в этом. Следовательно, в нашем случае обе транзакции 1 и 2 входят в транзакции, относящиеся к обеспечению сетью стандартной услуги SMS.
По аналогичной причине транзакции 6 и 7 относятся к стандартной сетевой услуге MMS-MT.
Попытаемся теперь из параметров качества отдельных услуг вывести результирующие показатели абонентской услуги, которые удовлетворяли бы стандартизованной категоризации.
Доступ к услуге
Напомним, что в соответствии, например, с
[2] доступом к услуге является возможность как можно более быстрого предоставления услуги оператором, если абонент желает получить эту услугу. Вследствие такого определения параметры доступности разбиваются на две группы: одна группа определяет вероятность доступа к услуге, а другая — задержку во времени доступа к ней. Поэтому следует ожидать, что в стандартизованных услугах могут присутствовать параметры обеих этих групп, а для нестандар-тизованных услуг их надо ввести в принудительном порядке.
Для дальнейшего анализа составим таблицу параметров доступа к услугам, образующим абонентскую услугу (табл. 2).
Строгие определения для стандартизованных сетевых услуг SMS-MO и MMS-МТ приведены в [3], а для нестандартизованной услуги контент-провайдера введены вероятностный и временной параметры доступности:
Дконт — процент запросов, в ответ на которые сервер контент-провайдера правильно сформировал ответную информацию и доставил ее до MMSC оператора;
Тдост.конт — время между отправкой запроса от GMLC и его приемом контент-провайдером.
Эти параметры фиксируются в договоре между оператором и контент-провайдером и, в принципе, могут подлежать внутренней стандартизации на предприятии связи. Если подключение контент-провайдера к оператору осуществ-
Таблица 1
Порядок использования Наименование услуги Степень стандаргизации параметров качества
1 SMS МО Стандартизованы, см [31
2 Услуга местоопределения LSC Стандартизованы, см [4]
3 Услуга контент-провайдера Не стандартизована, определяется договором на обслуживание между оператором и кон гент-провайдером
4 MMS-MT Стандартизованы, см [3]
Таблица 2
Порядок
использования
Наименование
услуги
Параметр доступа к услуге
Обозн.
SMS-MO
Доступность услуги SA SMS МО, Время задержки доступа AD SMS МО
flsms
Tsms
Услуга
местоопределения
LSC
Не определён
Услуга контент-провайдера
Досгупность сервера контент-провайдера. Время доступа к контент-провайдеру________
Дконт Тдост.конт
MMS-MT
Относительное число неудачных выборок мультимедийных сообщений МИР^МТ), Время выборки ММ5-сообщения М1*Т(МТ),
Время доставки сообщения МРТ(МТ)
Дгште
Tmmsl
Tmms2
ляет третья сторона, то эти параметры могут участвовать также и в трехстороннем договоре.
Проверим утверждение о том, что стандартная сетевая услуга SMS уже учитывает в себе факт передачи короткого сообщения по сети мобильной связи, на примере параметра "Время задержки доступа" AD SMS MO. По определению, приводимому в [3], этот параметр определяется как временной интервал между временем отправки короткого сообщения в центр передачи коротких сообщений и временем подтверждения из центра коротких сообщений. Таким образом, в этом определении учтены задержки в полном тракте передачи SMS, в том числе и в сети связи.
В качестве замечания можно отметить, что на примере этого параметра становится очевидным следующее: при анализе приходится делать некоторые предположения о погрешности при использовании стандартизованных параметров качества для конкретной абонентской услуги. Действительно, поскольку процесс предоставления абонентской услуги не требует подтверждения, то время задержки допустимо было бы измерять от момента отправки SMS до завершения его обработки в SMSC и, следовательно, возможное время задержки меньше, чем Tsms. Оценка погрешности требует дополнительного рассмотрения, мы принимаем, что оценки времени задержки окажутся завышенными. Этот момент справедлив и для сетевой услуги MMS в части параметра "Время доставки сообщения" MDT(MT).
На основании последовательности транзакций, выявленной на этапе анализа структуры абонентской услуги и указанной на рис. 1 можно сформулировать очевидные определения для параметров доступа к абонентской услуге Ду и Ту:
Ду = .Qsms* Дконт * Дттк; (1)
Ту=Tsms + Тдост. конт+Tmmsl + Tmms2. (2)
Столь простые выражения получились исключительно по той причине, что в абонентской услуге, выбранной для анализа, все этапы предоставления услуг, указанных в табл. 2, осуществляются сугубо последовательно. Поэтому показатели, характеризующие вероятность входят в виде произведения, а показатели, характеризующие время — в виде суммы. В произвольном случае выражения могут быть куда более сложными.
Полнота услуги
В соответствии с [2] категория "полнота услуг" непосредственно отражает качество предоставляемой услуги во время ее получения конечным пользователем.
Составим таблицу параметров полноты сетевых услуг, образующих абонентскую услугу (табл. 3).
Строгие определения для стандартизован-ньх сетевьх услуг БМБ-МО и ММБ-МТ приведены в [3], а для нестандартизованной услуги контент-провайдера предлагается параметр Тконт, определяемый как время между приемом контент-провайдером запроса от ОМ1.С и формированием соответствующего контента на выходе его сервера. Аналогично упомянутому выше в п. 2.2. параметрам Дконт и Тдост.конт он должен быть внесен в договор на обслуживание с контент-провайдером.
Таким образом, используя отмеченное вы-
ше свойство последовательности процедур в данной абонентской услуге, можно сформулировать следующие показатели качества в категории "полнота услуги":
Тобсл — время обслуживания абонента:
Тобсл = Tпер.sms + Tlcs + ^онт + Tпер.mms,
(3)
а также параметры точности обслуживания: горизонтальная и вертикальная точность.
Основываясь на описании услуги, параметр "вертикальная точность" не играет в этой услуге существенного значения может быть исключен из анализа и измерений.
Относительно параметров T^^ms и Tпер.mms справедливы те же оговорки, что были сделаны в п.2.2 применительно к параметру Tsms, а именно: по определению эти параметры учитывают двустороннюю передачу соответственно SMS и MMS, и их применение в таком виде приводит к завышенным оценкам временных параметров (т.е. к ухудшению потребительских свойств услуги при их оценке расчетным путем) и требует в дальнейшем уточнения или оценки вносимой погрешности.
Непрерывность
В соответствии с [2] категория "непрерывность услуг" характеризует условия завершения предоставления услуги (по желанию пользователя или вопреки его желанию).
Составим таблицу параметров непрерывности сетевых услуг, образующих абонентскую услугу (табл. 4), в которой нами принято не определять параметр непрерывности для контент-провайдера, считая его в данном случае избыточным, поскольку он относился бы к надежности сервера в момент формирования контента. Если сервер отказывает, то это будет проявляться в параметрах контент-провайдера, уже оговоренных выше и входящих в договор.
Далее, в табл. 4 параметры MMS-MT, относящиеся к уведомлению, не будут учитываться в силу того, что согласно описанию абонентской услуги такое уведомление не требуется. В этом проявляется существенный момент анали-
Таблица З
Порядок использования Наименование услуги Парамегр полноты услуги Обозн.
1 SMS-MO Время передачи SMS между конечными пользователями DT SMS МО Т nep.sms
2 Уелуїа Время задержки ответа (Response Time) Tics
местоопределения Горизонтальная точность Lr
LSC Вертикальная точность Lb
3 Услуга контент-провайдера Время формирования контента Тконт
4 MMS-MT Время передачи MMS между конечными пользователями MEDT-MO/MT T nep.mms
за абонентской услуги. Он заключается в том, что параметры, относящиеся к уведомлению, входят в перечень стандартных потому, что сетевая услуга MMS описана в стандартах, и согласно этому описанию уведомление является одним из потребительских свойств услуги MMS. При реализации конкретной абонентской услуги не все стандартизованные потребительские свойства составляющих ее стандартных услуг могут быть востребованы. Это зависит от описания потребительских свойств абонентской услуги, которое, в конечном счете, определяется маркетингом оператора связи во взаимодействии с его техническими службами, контролирующими техническую реализуемость того или иного потребительского свойства.
Результирующий параметр непрерывности абонентской услуги (Ну) будет выражаться очевидной формулой:
Ну = Н вып.sms * (1 — Н непер.mms) (4)
Общие положения методики декомпозиции абонентской услуги
На примере подхода, использованного в п.2 применительно к абонентской услуге на базе определения местоположения, без нарушения общности рассуждений можно выделить следующие этапы анализа, которые необходимо применять в аналогичных случаях:
1) анализ ведется только с использованием максимально полного описания потребительских свойств абонентской услуги, которое формируется маркетингом и контролируется техническими службами предприятия связи на предмет технической реализуемости этих свойств.
2) Исходя из описания, абонентская услуга декомпозируется на составляющие стандартизованные услуги сети и нестандартизованные услуги, оказываемые элементами, не входящими в стандартный перечень элементов сети GSM или технологически с ними непосредст-
венно не связанными. Такими элементами могут быть также сервера самого оператора связи, не входящие непосредственно в инфраструктуру сети GSM.
3) Разрабатывается схема, отражающая последовательность взаимодействия услуг. При разработке схемы рекомендуется использовать диаграммы потоков информации, приводимые в стандартах.
4) Для стандартизованных услуг производится тщательный анализ их описаний в стандартах и параметров качества.
5) Функции стандартизованных сетевых услуг, не являющиеся существенными для оказания абонентской услуги, игнорируются.
6) Стандартизованные параметры качества всех стандартизованных услуг, относящиеся к несущественным функциям, игнорируются, остальные распределяются в соответствии с категориями "доступность, полнота, непрерывность".
7) Исходя из корпоративного подхода оператора связи, формулируются в параметры качества нестандартизованных услуг для всех трех категорий "доступность, полнота, непрерывность". При этом учитывается, что показатели качества нестандартизованных услуг, оказываемых сторонними организациями, фиксируются в договорах с ними и определяют уровень обслуживания оператора с их стороны.
8) С использованием схемы последовательности взаимодействия услуг рассчитываются зависимости, определяющие показатели качества абонентской услуги отдельно для трех стандартных категорий "доступность, полнота, непрерывность".
9) Производится анализ того, полностью ли соответствуют условия использования стандартных сетевых услуг тем, для которых сформулированы стандартные показатели качества. Если нет — то оценивается погрешность, вызываемая таким несоответствием.
Таблица 4
Результаты декомпозиции и области их использования
На примере конкретной услуги, предоставляемой абоненту, сформулированы выражения (1.. .4), которые определяют качество предоставления услуги в стандартизованных категориях. Также были выделены показатели качества в категории "полнота", обусловленные спецификой услуги на базе определения местоположения, которые не комбинируются с показателями других стандартных услуг в этой категории. Этими показателями явились горизонтальная и вертикальная точность определения местоположения.
Результаты такой работы можно использовать в следующих направлениях:
• оператор связи по статистическим данным с технологических платформ, задействованных для оказания тех или иных сетевых услуг, может произвести оценочные расчеты показателей качества абонентской услуги и произвести прогноз на перспективу;
• оператор связи получает возможность оценить степень влияния различных элементов сети на качество предоставления абонентской услуги и сформулировать приоритеты расширения их производительности;
• в случае абонентских услуг, качество которых определяет регулятор (например, услуги, предоставляемые в чрезвычайных ситуациях), возникает возможность оптимизации производительности сетевых элементов для обеспечения надлежащего качества;
• значительно упрощается методика сертификационных испытаний элементов сети, если по технологии они должны испытываться только в составе сети.
Все эти возможности применения полностью укладываются в международную систему управления качеством.
Литература
1. Андреев И. LBS-услуги — локомотив внедрения инноваций//Мобильные системы. — №12, 2006.
2. Максименко В.Н., Васильев МА Стандартизация LBS для обеспечения качества обслужива-ния//ИКС, март 2008.
3. ETSI TS 102 250-1. Speech processing, Transmission and Quality Aspects (STQ); QoS aspects for popular services in GSM and 3G networks; Part 1: Identification of Quality of service criteria.
4. 3GPP TS 22 071. 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Location Services (LCS); Service description; Stage 1 (Release 7).
5. ETSI-GSM TS GSM 03.40 v.3.5.0 Technical realization of the Short Message Service -Point-to-Point.
6. ETSI TS 102 250-2. Speech processing, Transmission and Quality Aspects (STQ); QoS aspects for popular services in GSM and 3G networks; Part 2: Definition of Quality of Service parameters ant their computation.
Порядок использования Наименование услуги Параметр непрерывности услуги Обозн.
1 SMS-MO Относительное число выполненных передач SMS Н вы п.sms
2 Услуга местоопределения LSC Не определено
3 Услуга контент-провайдера Не определено -
4 MMS-MT Относительное число неудачно доставленных уведомлений Время задержки уведомления Относительное число неудачно переданных MMS между конечными пользователями Н Henep.mms
