中英文對(duì)照外文翻譯文獻(xiàn)(文檔含英文原文和中文翻譯)通過(guò)SMS在GSM網(wǎng)絡(luò)的WAP協(xié)議的性能評(píng)估摘要：移動(dòng)通信系統(tǒng)努力通過(guò)移動(dòng)終端訪問(wèn)新服務(wù)的實(shí)施力度廣泛擴(kuò)散推動(dòng)研究和開(kāi)發(fā)。這項(xiàng)工作已在歐洲委員會(huì)派力奧項(xiàng)目的第五框架研究的框架下進(jìn)行。它已被考慮，其中每個(gè)用戶可以直接通過(guò)其移動(dòng)GSM電話以無(wú)線應(yīng)用協(xié)議（WAP）的方式訪問(wèn)信息旅游服務(wù)。本文研究的是WAP在短消息服務(wù)的性能。合適的流量模型已確定和GSM信號(hào)配置被選中來(lái)在城市提供一級(jí)的信息服務(wù)。因此它有可能以甲板發(fā)送用戶所需的延遲來(lái)評(píng)價(jià)WAP。這項(xiàng)研究是特別有趣的，因?yàn)樗峁┝耸┠z所設(shè)想的旅游服務(wù)的工具。1.簡(jiǎn)介目前的移動(dòng)通信系統(tǒng)中所面臨的是需要提供到因特網(wǎng)的無(wú)線接入。最近出現(xiàn)的解決方案是無(wú)線應(yīng)用協(xié)議（WAP）了[1]，[2]，允許移動(dòng)終端有一個(gè)小顯示屏瀏覽網(wǎng)頁(yè)或適當(dāng)設(shè)計(jì)的網(wǎng)頁(yè)中無(wú)線標(biāo)記語(yǔ)言（WML）。WAP協(xié)議是獨(dú)立于空中接口，并允許易于集成多媒體業(yè)務(wù)和應(yīng)用customised.dat的。WAP包含對(duì)哪個(gè)WML和WML腳本在聽(tīng)筒解釋和向用戶呈現(xiàn)一個(gè)微型gem??的定義。由于移動(dòng)用戶不能使用QWERTY鍵盤或鼠標(biāo)，WML文件的結(jié)構(gòu)成一組稱為卡的用戶交互的明確定義的單元。卡的單個(gè)集合稱為甲板，所有這一切是內(nèi)容發(fā)送的單元，并由統(tǒng)一資源定位符（URL）識(shí)別。裝載甲板后，用戶代理顯示的是第一張卡;然后，用戶決定是否繼續(xù)或者發(fā)送下一張不相同的甲板的卡。一些關(guān)鍵方面確實(shí)需要通過(guò)該服務(wù)如下追究：?頻繁分組存在差錯(cuò)的WAP協(xié)議的穩(wěn)健性。?超過(guò)WAP多媒體服務(wù)集成。?實(shí)現(xiàn)服務(wù)質(zhì)量（QoS）的應(yīng)用在WAP（例如，及時(shí)交貨請(qǐng)求的WML甲板）取決于使用的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)承載業(yè)務(wù)。本文重點(diǎn)介紹的最后一個(gè)方面，并假定移動(dòng)通信（GSM）網(wǎng)絡(luò)采用了全球系統(tǒng)[3]。通過(guò)空中接口最小需求，WAP協(xié)議也可以在低帶寬操作，非IP的GSM承載諸如短消息服務(wù)（SMS），或者非結(jié)構(gòu)化補(bǔ)充服務(wù)數(shù)據(jù)（USSD）信道[4]，[5]。參考到SMS的情況下，特別有趣的是對(duì)通過(guò)WAP提供的服務(wù)的QoS評(píng)價(jià)是在以下幾個(gè)方面的基礎(chǔ)上：（ⅰ）各SMS消息被限制為最大140字節(jié);（ⅱ）用于傳送SMS消息的邏輯信道具有一個(gè)慢的吞吐量;（iii）WML甲板被分割在幾個(gè)連鎖短信中;（ⅳ）每個(gè)SMS的發(fā)送要求設(shè)置移動(dòng)終端和基站之間的連接。因此，這是顯而易見(jiàn)的對(duì)瀏覽WML頁(yè)面與GSM-SMS平均延遲的評(píng)價(jià)。這項(xiàng)研究是歐盟委員會(huì)5日研究框架之內(nèi)在HIPS項(xiàng)目?jī)?nèi)研究的（超互動(dòng)學(xué)習(xí)技術(shù)的演變ESPRIT的程序的物理空間），它關(guān)系到信息社會(huì)技術(shù)項(xiàng)目被稱為個(gè)性化訪問(wèn)本地信息和服務(wù)，為旅游者（派力奧）。該項(xiàng)目是與意大利的GSM網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商合作的。PALIO旨在為游客提供多媒體服務(wù)，促進(jìn)其在城市的訪問(wèn)。目前，旅游信息，是靜態(tài)的，主要可通過(guò)紙質(zhì)指南，互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站和設(shè)在特定的位置信息點(diǎn)獲得。派力奧系統(tǒng)建議通過(guò)旅游的移動(dòng)電話的無(wú)線接入多媒體進(jìn)行服務(wù)。通過(guò)WAP協(xié)議的方式，用戶將能夠通過(guò)一個(gè)共同的手機(jī)獲得在城市一級(jí)存儲(chǔ)在合適的服務(wù)器上的所有相關(guān)信息。主要實(shí)驗(yàn)服務(wù)的派力奧考慮游客與位置相關(guān)的個(gè)性化信息處理系統(tǒng)。本文代表了相關(guān)的多媒體內(nèi)容，為下一代蜂窩系統(tǒng)以一個(gè)有趣的角度對(duì)手機(jī)瀏覽進(jìn)行了初步研究。2.WAP所考慮的方案我們?cè)O(shè)想一個(gè)旅游服務(wù)支持WAP，WML網(wǎng)頁(yè)托管在一個(gè)合適的WAP服務(wù)器在城市層面。最低層的指定是無(wú)線WAP協(xié)議棧數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（WDP），對(duì)應(yīng)于ISO-OSI參考模型的傳輸層。因此，WAP可在各種不同的承載業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施支持。讓我們?cè)賮?lái)看在GSM網(wǎng)絡(luò)的SMS服務(wù);我們已經(jīng)可以通過(guò)所有的GSM網(wǎng)絡(luò)的支持取得了這樣的假設(shè)來(lái)評(píng)估服務(wù)在快速部署配置潛能。GSM標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)想各種數(shù)據(jù)格式的短信。在SMS的有效載荷為140字節(jié)（包括，如果存在的話，12-13個(gè)字節(jié)的首標(biāo)）[5]，[6]。即使SMS通道提供了一個(gè)非常低的通過(guò)量，它必須被認(rèn)為是一個(gè)WML卡片組使用基于在WAP二進(jìn)制XML的緊湊二進(jìn)制表示（標(biāo)記化的形式）進(jìn)行編碼（可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言）的內(nèi)容格式[7]，因此減少了空中接口上甲板的尺寸。移動(dòng)用戶和WAP服務(wù)器之間的通信通過(guò)短消息服務(wù)中心（SMSC），其特異于所考慮的服務(wù)中所發(fā)生的。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示于圖1,特設(shè)SMSC和本地WAP服務(wù)器，以降低網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時(shí)間，并以定制WAP服務(wù)器內(nèi)容在地方一級(jí)管理的旅游服務(wù)被使用。訪問(wèn)服務(wù)時(shí)，用戶必須在其移動(dòng)電話上設(shè)置的SMSC的數(shù)目。用戶可以發(fā)送一個(gè)關(guān)于WML平臺(tái)和短信[2]的請(qǐng)求給WAP。WAP服務(wù)器響應(yīng)再以一個(gè)合適的報(bào)文發(fā)送WML甲板（最大報(bào)文長(zhǎng)度的支持連接短信是255條短信）。在空中接口上的數(shù)據(jù)報(bào)是通過(guò)獨(dú)立專用控制信道（SDCCH）根據(jù)[7]和壓縮被分散在短信發(fā)送到移動(dòng)用戶（這里假定不涉及電話）的。SDCCH是根據(jù)一個(gè)51多幀結(jié)構(gòu)組織而成的信令信道。特別是在本研究中我們認(rèn)為，每幀（細(xì)胞中只有一個(gè)載波上）的第一時(shí)隙186是傳送以下邏輯的GSM下行鏈路（即從基站到移動(dòng)用戶）信道：FCCH+SCH+BCCH+BCCH+SDCCH/4+SACCH/4[3]。此外，我們假設(shè)一個(gè)配置，其中只有四個(gè)SDCCH信道，就在51多幀連續(xù)四個(gè)幀中。根據(jù)GSM信道編碼方案[8]，我們考慮每個(gè)SDCCH突發(fā)傳送23個(gè)信息字節(jié)，使約6SDCCH脈沖串（在給定的SDCCH信道）都必須在空中接口上傳送140字節(jié)的短信。在這項(xiàng)研究中，我們只注重SDCCH通行能力卻忽視了SDCCH分配的設(shè)置時(shí)間傳達(dá)短信。因此，對(duì)于每一個(gè)WML卡片請(qǐng)求由用戶，WAP服務(wù)器盡快發(fā)送通過(guò)一個(gè)給定的SDCCH信道的數(shù)據(jù)報(bào)為可用（我們忽略了由SDCCH運(yùn)輸?shù)娜魏纹渌帕钕ⅲ?。答：首先，輸入第一輸出（FIFO）的排隊(duì)方案已經(jīng)承擔(dān)了對(duì)SDCCH信道的數(shù)據(jù)報(bào)傳輸。3.與WAP的移動(dòng)瀏覽流量模型為了通過(guò)GSM-SMS來(lái)評(píng)估WAP的表現(xiàn)，我們把以下下行流量模型作為每個(gè)瀏覽用戶。我們假定用戶已經(jīng)開(kāi)始了一個(gè)瀏覽會(huì)話，并且通過(guò)給定的SDCCH信道接收WML甲板。在下文中，我們已經(jīng)適應(yīng)了型號(hào)[9]中考慮到的所有的情形。每個(gè)用戶有一個(gè)開(kāi)/關(guān)下行鏈路相關(guān)聯(lián)的（即，當(dāng)用戶請(qǐng)求甲板）的有源周期之間的流量發(fā)生器交替和空閑相位（對(duì)應(yīng)于暫停在瀏覽時(shí)用戶讀取所接收的甲板）。該假設(shè)是一個(gè)空閑階段的持續(xù)時(shí)間與平均值的1/μid=20秒指數(shù)分布。在一個(gè)活躍期間，用戶瀏覽了一些的甲板，這是與平均值釹擺出幾何分布。參看我們的基于WAP通過(guò)GSM-SMS設(shè)想的旅游服務(wù)，根據(jù)我們的設(shè)想，每個(gè)活躍期（即，瀏覽的短周期）有2，3和4的甲板。每個(gè)甲板被視為是一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)被路由到移動(dòng)用戶。在活動(dòng)期間的數(shù)據(jù)報(bào)文間隔時(shí)間為指數(shù)分布與均值假設(shè)等于1/μ1=5秒。對(duì)于這種類型的源的活性因子是ψW=（釹/μA）/（釹/μ+1/μID）和平均數(shù)據(jù)報(bào)到達(dá)率λ=μ一個(gè)ψ瓦特?cái)?shù)據(jù)報(bào)/秒。當(dāng)然，參數(shù)μ編號(hào)，μa和釹主要取決于瀏覽用戶的行為。我們認(rèn)為，每一個(gè)甲板的平均卡的數(shù)量取決于服務(wù)類型和用于WAP承載業(yè)務(wù)。因此，我們的特點(diǎn)是卡長(zhǎng)度的分布以字節(jié)為單位的測(cè)量來(lái)超過(guò)1000卡不同的WAP服務(wù)器的長(zhǎng)度。平均卡長(zhǎng)度為567字節(jié)，而平均值的平方是401340bytes2卡。這個(gè)在字節(jié)的卡長(zhǎng)度直方圖已配備2分布：伽瑪分布和帕累托[9]。伽瑪分布具有以下概率密度函數(shù)：根據(jù)擬合過(guò)程，我們獲得α=4.4843和β=126.6486。帕累托分布具有以下概率密度函數(shù)：假定K=80個(gè)字節(jié)（這大約等于最小測(cè)量卡長(zhǎng)度），我們已嵌合的平均值（=567字節(jié)），因此，我們所獲得γ=1.1。擬合程序和卡長(zhǎng)度直方圖的結(jié)果示于圖2.從該曲線圖中，我們注意到，Pareto分布不允許良好的嵌合，而Gamma分布顯示為它是一個(gè)很好的解決方案。我們認(rèn)為，每甲板卡的數(shù)量是用幾何平均值數(shù)控分布的（合理的值通過(guò)GSM-SMS一個(gè)交貨及時(shí)甲板是NC=3或4張卡/臺(tái)）。根據(jù)空中接口上發(fā)送每個(gè)WML卡組之前執(zhí)行內(nèi)容的編碼過(guò)程中，我們假設(shè)的80％的平均甲板長(zhǎng)度減少（保守的估計(jì)[7]）。4.性能分析下行鏈路性能分析，提出在本節(jié)評(píng)估的平均延遲的數(shù)據(jù)報(bào)，TDTG，如涉及每SDCCH信道，Mw為WAP瀏覽的用戶數(shù)量的功能。在此研究中，我們認(rèn)為這是一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)中的“數(shù)據(jù)包”，其中每個(gè)的當(dāng)量數(shù)除以分組表示在四個(gè)上的SDCCH信道（即，一個(gè)時(shí)隙發(fā)送的信息內(nèi)容連續(xù)的幀）。因此，每個(gè)分組傳送23x4信息字節(jié)。數(shù)據(jù)報(bào)的流量源對(duì)應(yīng)下行到每個(gè)用戶的瀏覽。每個(gè)源可以通過(guò)2狀態(tài)馬爾可夫調(diào)制泊松過(guò)程（MMPP）來(lái)近似，如果我們作一個(gè)假設(shè)，那么在活動(dòng)期和空閑階段所花費(fèi)的時(shí)間是呈指數(shù)在第三部分給出的均值分布的。因此，所得到的交通源的調(diào)制處理被示于圖3;過(guò)渡發(fā)生在多幀周期的末尾。因此，我們采取了以下系統(tǒng)模型[10]：2-MMPP/D/1，其中：Σ2-MMPP代表與2狀態(tài)MMPP到達(dá)過(guò)程每個(gè)MMdownlink流量來(lái)源??聚集與特征如前面的部分說(shuō)明的長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)D是確定性的分組業(yè)務(wù)的時(shí)間;“1”意味著只有一個(gè)分組可以為每個(gè)復(fù)幀被發(fā)送。我們已經(jīng)嵌入模型到多幀結(jié)束時(shí)刻。因此，我們已修改的方式在文獻(xiàn)[10]，由于考慮到該分組具有化合物到達(dá)過(guò)程中因兩個(gè)帳戶數(shù)據(jù)報(bào)的生成過(guò)程和在分組的長(zhǎng)度可變。因此，該分組到達(dá)處理的特征在于通過(guò)以下概率生成矩陣。得出結(jié)論：μa是在活動(dòng)期間的平均數(shù)據(jù)包到達(dá)率L（z）的為數(shù)據(jù)報(bào)的報(bào)文長(zhǎng)度的概率母函數(shù)（在這種情況下壓縮甲板的長(zhǎng)度被視為）TMF是多幀持續(xù)時(shí)間P12=TMFμa/Nd為源葉中的TMF的活性相的概率P11=1-P12P21=TMFμid是源葉中的TMF空閑階段的概率P22=1-P21根據(jù)（3）和[10]，我們得到Tdtg以下表達(dá)式：在ρ=λtmfmwld爾朗（LD在分組數(shù)據(jù)報(bào)的長(zhǎng)度）是交強(qiáng)度由MW用戶和參數(shù)λ1”（1）和ξΜW（1）表達(dá)式過(guò)于復(fù)雜被發(fā)現(xiàn)在[10]。穩(wěn)定的原因交強(qiáng)荷載ρ必須低于1。5.結(jié)果本節(jié)介紹的在交通模型和分析的基礎(chǔ)上，得到的結(jié)果是在前面的章節(jié)中概述的方法。圖4顯示的平均數(shù)據(jù)包延遲行為，tdtg，作為一個(gè)移動(dòng)終端，同時(shí)決定了瀏覽WAP功能的多少每信道，MW。這些結(jié)果已通過(guò)公式（4），并通過(guò)根據(jù)數(shù)控Nc=3或三段在分組數(shù)據(jù)報(bào)長(zhǎng)度的統(tǒng)計(jì)特征使用4卡/甲板（相應(yīng)地，每個(gè)數(shù)據(jù)包的平均數(shù)，即一個(gè)甲板，等于4.3，5.5、平均平方值等于29.4，50.8）。此圖顯示三例為平均數(shù)據(jù)報(bào)每活動(dòng)期，即數(shù)量、Nd＝2，3和4還有平均數(shù)據(jù)包延遲的增加分子量。當(dāng)然，更大的Nd和Nc數(shù)控大平均數(shù)據(jù)包的延遲（例如，在案例和Nd=4，我們tdtg接近4的MW=5和Nd=4卡/數(shù)控甲板和MW=8合Nd=3卡/甲板）。值得注意的是，由于tdtg代表的是可用容量的數(shù)據(jù)包延遲。一個(gè)額外的延遲由于連接設(shè)置為每個(gè)短信的傳輸數(shù)據(jù)分割也存在。在考慮網(wǎng)絡(luò)配置與本地SMSC，我們大致可以估計(jì)每個(gè)短信的連接建立時(shí)間約等于兩幀（一多幀的請(qǐng)求和一個(gè)響應(yīng)）和1短信是平均每卡?？傊?，圖4中所示的圖可能是有用的，以顯示W(wǎng)AP在GSM短消息中可實(shí)現(xiàn)的服務(wù)質(zhì)量水平。根據(jù)這些結(jié)果，它可以設(shè)計(jì)的旅游服務(wù)本研究設(shè)想如下：（i）的GSM運(yùn)營(yíng)商的GSM號(hào)碼標(biāo)注：信令信道具有足夠的質(zhì)量水平提供服務(wù)（即，tdtg低于規(guī)定價(jià)值，例如4秒）；（ii）為服務(wù)供應(yīng)商：定義每一個(gè)甲板的卡的數(shù)量，使每個(gè)用戶可以得到的甲板上沒(méi)有惱人的延誤。在圖4中所示的結(jié)果突出顯示了GSM-SMS服務(wù)是為了為支持WAP。進(jìn)一步的研究需要考慮的情況有，通用分組無(wú)線服務(wù)（GPRS）和相關(guān)的分組交換網(wǎng)絡(luò)元素（GSM階段2+）用于傳達(dá)WAP數(shù)據(jù)報(bào)。。6.結(jié)語(yǔ)本文提出了一個(gè)通過(guò)GSM-SMS移動(dòng)瀏覽的服務(wù)質(zhì)量評(píng)價(jià)的初步研究WAP的方案。一個(gè)城市的旅游服務(wù)已被設(shè)想。因此，一個(gè)合適的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)已被提出。模型已被定義為特征的下行流量通過(guò)WAP瀏覽用戶產(chǎn)生。在甲板上的卡字節(jié)的長(zhǎng)度已統(tǒng)計(jì)特征的考慮不同于WAP服務(wù)器發(fā)現(xiàn)很多例子。一個(gè)分析方法已被描述，允許預(yù)測(cè)的平均甲板延遲作為一個(gè)函數(shù)的同時(shí)參與WAP會(huì)話的用戶數(shù)。此結(jié)果允許估計(jì)的服務(wù)質(zhì)量向用戶提供有益的思考，可以得到設(shè)計(jì)的WAP服務(wù)參考[1]S.南大，K.Balachandran，S.庫(kù)馬爾，“在無(wú)線分組數(shù)據(jù)技術(shù)的適應(yīng)服務(wù)”，IEEE通信雜志，第54-64頁(yè)，2000年1月。[2]/what/WAP_white_pages.pdf[3]S.M.雷德?tīng)?，M?。韋伯，M·W·奧利芬特。簡(jiǎn)介GSM,藝達(dá)大廈，MA，1995年[4]ETSI：“數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)（階段2+）;點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（PP）短消息服務(wù)在移動(dòng)無(wú)線電接口（SMS）支持”（GSM04.11）。[5]無(wú)線應(yīng)用協(xié)議論壇有限公司，WAP-158，無(wú)線數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議規(guī)格，版本號(hào)1999年11月5日。[6]ETSI-數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)（階段2+）;技術(shù)實(shí)現(xiàn)的短消息服務(wù)（SMS）;點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（PP）（GSM03.40）。[7]無(wú)線應(yīng)用協(xié)議論壇有限公司，WAP-154，二進(jìn)制XML內(nèi)容格式規(guī)范1.2版，1999年11月4日。[8]ETSI-數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)（階段2+）;信道編碼，（GSM05.03版本5.5.0）[9]A.E.品牌，A.H.Aghvami，“多維PRMA與廣播優(yōu)先級(jí)的貝葉斯-一個(gè)MAC策略多業(yè)務(wù)流量在UMTS”，碩士論文高科技第47期，4號(hào)，第1148至1161年，1998年11月。

PerformanceEvaluationoftheWAPProtocoloverSMSinaGSMNetworkAlessandroAndreadis1,GiulianoBenelli1,GiovanniGiambene1,BernardoMarzucchi1,DavidSennati11DipartimentodiIngegneriadell’Informazione-UniversitàdegliStudidiSiena,ViaRoma,56-53100Siena,ItalyAbstract:Thewidespreaddiffusionofmobilecommunicationsystemspushesresearchanddevelopmenteffortstowardstheimplementationofnewservicesaccessiblethroughmobileterminals.ThisworkhasbeencarriedoutintheframeworkofthePALIOProjectinthefifthResearchFrameworkoftheEuropeanCommission.IthasbeenconsideredatouristservicewhereeachusermayaccessinformationdirectlythroughitsmobileGSMphonebymeansoftheWirelessApplicationProtocol(WAP).ThispaperinvestigatestheperformanceofWAPovertheshortmessageservice.AsuitabletrafficmodelhasbeenidentifiedandaGSMsignallingconfigurationhasbeenselectedtoprovidetheinformationserviceatthecitylevel.AccordinglyithasbeenpossibletoevaluatethedelayrequiredtotransmitWAPdeckstousers.Thisstudyisparticularlyinterestingbecauseitprovidesatoolforsizingtheenvisagedtouristservice.1.IntroductionAtpresentmobilecommunicationsystemsarefacedwiththeneedtoprovideawirelessaccesstotheInternet.ArecentlyarisensolutionisgivenbytheWirelessApplicationProtocol(WAP)[1],[2]thatallowsamobileterminalwithalittledisplaytobrowseWebpagesorsuitablydesignedpagesintheWirelessMarkupLanguage(WML).TheWAPprotocolisairinterfaceindependentandallowstheeasyintegrationofmultimediaservicesandcustomisedapplications.WAPcontainsthedefinitionofamicrobrowseraccordingtowhichWMLandWMLScriptareinterpretedinthehandsetandpresentedtotheuser.SinceamobileusercannotuseaQWERTYkeyboardoramouse,WMLdocumentsarestructuredintoasetofwell-definedunitsofuserinteractionscalledcards.Asinglecollectionofcardsiscalleddeck,whichistheunitofcontenttransmissionandisidentifiedbyaUniformResourceLocator(URL).Afterloadingadeck,auseragentdisplaysthefirstcard;then,theuserdecideswhethertoproceedornottothenextcardofthesamedeck.SomecriticalaspectsthatneedtobeinvestigatedfortheadoptionofWAPareasfollows:TherobustnessoftheWAPprotocolinthepresenceoffrequentpacketerrors.IntegrationofmultimediaservicesoverWAP.TheachievableQualityofService(QoS)ofapplicationsoverWAP(e.g.,thepromptdeliveryoftherequestedWMLdecks)dependingonthebearerservicesusedinthemobilenetwork.ThispaperfocusesonthelastaspectandassumestheuseofaGlobalSystemforMobilecommunications(GSM)network[3].Bymakingminimaldemandstotheairinterface,theWAPprotocolcanalsooperateonlow-bandwidth,non-IPGSMbearerssuchShortMessageService(SMS),orUnstructuredSupplementaryServiceData(USSD)channel[4],[5].ReferringtotheSMScase,theQoSevaluationfortheservicesprovidedthroughWAPisparticularlyinterestingonthebasisofthefollowingaspects:(i)eachSMSmessageislimitedtoamaximumof140bytes;(ii)thelogicalchannelusedtoconveySMSmessageshasaslowthroughput;(iii)WMLdecksaresegmentedinseveralconcatenatedSMSmessages;(iv)thetransmissionofeachSMSrequirestheset-upofaconnectionbetweenthemobileterminalandthebasestation.Hence,itisevidenttheinterestfortheevaluationofthemeandelaytobrowseaWMLdeckwithGSM-SMS.ThisstudyisanevolutionofthetechniquesstudiedintheHIPSProject(Hyper-InteractionwithinPhysicalSpacesoftheESPRITProgram)anditisrelatedtotheInformationSocietyTechnologiesProject,calledPersonalisedAccesstoLocalInformationandservicesfortOurists(PALIO),withinthe5thResearchFrameworkoftheEuropeanCommission.ThisProjectisinco-operationwithanItalianGSMnetworkoperator.PALIOaimsatprovidingmultimediaservicestotouristsforfacilitatingtheirvisitofacity.Atpresent,touristinformationisstaticandmainlyavailablethroughpaperguides,Internetsitesandinformationpointslocatedinspecificpositions.ThePALIOsystemproposesawirelessaccesstomultimediaservicesthroughthemobilephoneofthetourist.BymeansoftheWAPprotocolauserwillbeabletoreceiveonacommonmobilephoneallrelevantinformationstoredinasuitableserveratthecitylevel.ThemainexperimentalservicesconsideredbythePALIOsystemdealwithlocation-dependentpersonalisedinformationfortourists.Thispaperrepresentsapreliminarystudyrelatedtothemobilebrowsingofmultimediacontents,aninterestingperspectiveforfuturegenerationcellularsystems.2.TheconsideredscenarioforWAPWehaveenvisagedatouristservicesupportedbyWAPwhereWMLpagesarehostedinasuitableWAPserveratthecitylevel.ThelowestlayerspecifiedbytheWAPprotocolstackistheWirelessDatagramProtocol(WDP)thatcorrespondstothetransportlayeroftheISO-OSIreferencemodel.Hence,WAPcanbesupportedbydifferentbearerservicesinvariousnetworkinfrastructures.LetusrefertotheSMSserviceinGSMnetworks;wehavemadesuchassumptiontoevaluatetheservicepotentialitiesinarapidlydeployableconfigurationthatcanbesupportedbyalltheGSMnetworks.TheGSMstandardenvisagesvariousdataformatsforSMS.TheSMSpayloadis140bytes(including,ifpresent,aheaderof12-13bytes)[5],[6].EveniftheSMSchanneloffersaverylowthroughput,itmustbeconsideredthataWMLdeckisencodedusingacompactbinaryrepresentation(tokenisedform)basedontheWAPBinaryXML(ExtensibleMarkupLanguage)contentformat[7],thusreducingthedecksizeontheairinterface.ThecommunicationbetweenthemobileuserandtheWAPserveroccursthroughtheShortMessageServiceCentre(SMSC)whichisspecificfortheconsideredservice.ThesystemarchitectureisshowninFig.1,whereadhocSMSCandlocalWAPserverareusedinordertoreducethenetworkresponsetimeandinordertotailortheWAPservercontentstothetouristservicemanagedatthelocallevel.Inordertoaccesstheservices,theusermustsetonitsmobilephonethenumberoftheSMSC.TheusermaysenditsrequestforagivenWMLdeckwithfewSMS[2].TheWAPserverresponsesbysendingtheWMLdeckinasuitabledatagram(themaximumdatagramlengthsupportedbyconcatenatedSMSis255SMS).Ontheairinterfacedatagramsarecompressedaccordingto[7]andarefragmentedinSMSsenttothemobileuser(hereassumednotinvolvedinaphonecall)throughaStandaloneDedicatedControlChannel(SDCCH).SDCCHisasignallingchannelthatisorganisedaccordingtoa51-multiframestructure.Inparticular,inthisstudywehaveconsideredthatthefirstslot186ofeachframe(ononlyonecarrierinthecell)transportsthefollowinglogicGSMdownlink(i.e.,fromthebasestationtothemobileusers)channels:FCCH+SCH+CCCH+BCCH+SDCCH/4+SACCH/4[3].Moreover,wehaveassumedaconfigurationwherethereareonlyfourSDCCHchannels,onfourconsecutiveframesinthe51-multiframe.AccordingtotheGSMchannelcodingscheme[8],wehaveconsideredthateachSDCCHburstconveys23informationbytes,sothatabout6SDCCHbursts(onagivenSDCCHchannel)arerequiredtotransfera140-byteSMSontheairinterface.Inthisstudywehaveneglectedtheset-uptimesfortheSDCCHassignmenttoconveySMSmessagesinordertofocusonlyontheSDCCHtrafficcapacity.Hence,foreachWMLdeckrequestedbytheuser,theWAPserversendsadatagramthroughagivenSDCCHchannelassoonasavailable(wehaveneglectedanyothersignallingmessagestobetransportedbySDCCH).AFirst-InputFirst-Output(FIFO)queuingschemehasbeenassumedforthedatagramtransmissiononSDCCHchannel.3.TrafficmodelforthemobilebrowsingwithWAPInordertoevaluatetheperformanceofWAPoverGSM-SMS,weconsiderthefollowingdownlinktrafficmodelforeachbrowsinguser.WeassumethattheuserhasstartedabrowsingsessionandthatreceivesWMLdecksthroughagivenSDCCHchannel.Inwhatfollows,wehaveadaptedthemodelsin[9]takingintoaccounttheconsideredscenario.Eachuserisassociatedwithanon/offdownlinktrafficgeneratoralternatingbetweenanactiveperiod(i.e.,whentheuserrequestsdecks)andanidlephase(thatcorrespondstoapauseinthebrowsingwhentheuserreadsthereceiveddecks).Thedurationofanidlephaseisassumedtobeexponentiallydistributedwithmeanvalue1/μid=20s.Duringanactiveperiod,theuserbrowsesanumberofdecks,whichisassumedgeometricallydistributedwithmeanvalueNd.ReferringtoourenvisagedtouristservicebasedonWAPoverGSM-SMS,wehaveconsideredcaseswith2,3and4decksperactiveperiod(i.e.,ashortperiodofbrowsing).Eachdeckhasbeenconsideredasadatagramtoberoutedtothemobileuser.Thedatagraminterarrivaltimeintheactiveperiodisexponentiallydistributedwithmeanvalueassumedequalto1/μa=5s.Theactivityfactorforthistypeofsourceisψw=(Nd/μa)/(Nd/μa+1/μid)andthemeandatagramarrivalrateisλ=μaψwdatagrams/s.Ofcourse,parametersμid,μaandNdmainlydependonthebehaviourofthebrowsinguser.WehaveconsideredthatthemeannumberofcardsperdeckdependsonboththeservicetypeandthebearerserviceusedforWAP.Therefore,wehavecharacterisedthedistributionofthecardlengthinbytesbymeasuringthelengthofmorethan1000cardsondifferentWAPservers.Themeancardlengthresultedas567bytes,whereasthemeansquaredvalueofacardresultedas401340bytes2.Thecardlengthhistograminbyteshasbeenfittedwithtwodistributions:thegammadistributionandtheParetoone[9].TheGammadistributionhasthefollowingprobabilitydensityfunction:Accordingtothefittingprocess,wehaveobtainedα=4.4843andβ=126.6486.TheParetodistributionhasthefollowingprobabilitydensityfunction:Assumingk=80bytes(whichisaboutequaltotheminimummeasuredcardlength),wehavefittedthemeanvalue(=567bytes)sothatwehaveobtainedγ=1.1.TheresultsofthefittingprocedureandthecardlengthhistogramareshowninFig.2.Fromthisgraph,wenotethattheParetodistributiondoesnotallowagoodfitting,whereastheGammadistributionappearsasagoodsolution.WehaveconsideredthatthenumberofcardsperdeckisgeometricallydistributedwithmeanvalueNc(reasonablevaluesforapromptdeliveryofthedeckthroughGSM-SMSareNc=3or4cards/deck).AccordingtothecontentencodingprocessperformedbeforesendingeachWMLdeckontheairinterface,wehaveassumedameandecklengthreductionof80%(conservativeestimate[7]).4.PerformanceAnalysisAdownlinkperformanceanalysisispresentedinthisSectiontoevaluatethemeandatagramdelay,T,asafunctionofthenumberofusersinvolvedintheWAPbrowsingperSDCCHchannel,M.Inthisstudyweconsiderthatadatagramisdividedintheequivalentnumberof“packets”,whereeachpacketrepresentstheinformationcontentsentonanSDCCHchannel(i.e.,oneslotonfourconsecutiveframes)permultiframe.Hence,apacketconveys23x4informationbytes.Adatagramtrafficsourcecorrespondsondownlinktoeachbrowsinguser.Eachsourcecanbeapproximatedbya2-stateMarkov-ModulatedPoissonProcess(MMPP),ifwemaketheassumptionthatthetimesspentintheactiveperiodandanidlephaseareexponentiallydistributedwiththemeanvaluespresentedinSectionIII.Hence,themodulatingprocessoftheresultingtrafficsourcehasbeenshowninFig.3;transitionsoccurattheendofmultiframeperiods.Accordingly,wehaveadoptedthefollowingsystemmodel[10]:∑2?MMPP/D/1,where:∑2?MMPPstandsfortheaggregationofMMdownlinktrafficsourceseachofthemwitha2-stateMMPParrivalprocessofdatagramswithalengthcharacterisedasexplainedinthepreviousSection;Disthedeterministicpacketservicetime;“1”meansthatonlyonepacketcanbetransmittedpermultiframe.

Wehaveembeddedthemodeltothemultiframeendinstants.Hence,wehavemodifiedtheapproachproposedin[10],bytakingintoaccountthatpacketshaveacompoundarrivalprocessduetoboththegenerationprocessofdatagramsandtheirvariablelengthinpackets.Hence,thepacketarrivalprocessischaracterisedbythefollowingprobability-generatingmatrix:where:

aisthemeandatagramarrivalrateduringanactivityperiodL(z)istheprobability-generatingfunctionforthelengthofadatagraminpackets(inthiscasethecompresseddecklengthisconsidered)TMFisthemultiframedurationp12=TMFa/NdistheprobabilitythatthesourceleavestheactivityphaseinTMFp11=1-p12p21=TMFidistheprobabilitythatthesourceleavestheidlephaseinTMFp22=1-p21Accordingto(3)and[10],weobtainthefollowingexpressionforTdtgwhere=TMFMwLderlangs(Ldbeingthemeanlengthofadatagraminpackets)isthetrafficintensityproducedbyMwusersandparameters1’’(1)andw’(1)havecomplexexpressionsthatcanbefoundin[10].Forstabilityreasonsthetrafficloadmustbelowerthan1.w5.ResultswThisSectionpresentstheobtainedresultsonthebasisofboththetrafficmodelandtheanalyticalapproachoutlinedinthepreviousSections.Fig.4showsthebehaviourofthemeandatagramdelay,Tdtg,asafunctionofthenumberofmobileterminalsthatsimultaneouslymakebrowsingwithWAPperSDCCHchannel,Mw.Theseresultshavebeenobtainedthroughformula(4)andbyusingthestatisticalcharacteristicsofthelengthofadatagraminpacketsaccordingtoSectionIIIwithNc=3or4cards/deck(correspondingly,themeannumberofpacketsperdatagram,i.e.,adeck,isequalto4.3,5.5andthemeansquaredvalueisequalto29.4,50.8).Thisgraphshowsthreecasesforthemeannumberofdatagramsperactivityperiod,i.e.,Nd=2,3and4.ThemeandatagramdelayincreaseswithMw.Ofcourse,thegreaterNdand/orNcthegreaterthemeandatagramdelay(e.g.,inthecaseNd=4,wehaveTdtgcloseto4sforbothMw=5withNc=4cards/deckandMw=8withNc=3cards/deck).ItisworthnotingthatTdtgrepresentsthedatagramdelayduetotheavailablecapacity.Anadditionaldelayisalsopresentduetotheconnectionset-upforthetransmissionofeachSMSinwhichthedatagramissegmented.IntheconsiderednetworkconfigurationwithlocalSMSC,wecanroughlyestimatethattheconnectionset-uptimeforeachSMSisaboutequaltotwomultiframes(onemultiframefortherequestandanotherfortheresponse)andthat1SMSisonaveragerequiredpercard.Anyway,agraphlikethatpresentedinFig.4maybeusefultoshowtheQoSlevelsattainablewithWAPoverGSM-SMS.Accordingtotheseresults,itispossibletodesignthetouristserviceenvisagedinthisstudyasfollows:(i)fortheGSMoperator:dimensioningofthenumberofGSMsignallingchannelstoprovideaservicewithanadequateQoSlevel(i.e.,Tdtglowerthanaspecifiedvalue,forinstance4s);(ii)fortheserviceprovider:definingthenumberofcardsperdecksothateachusercanreceivethedeckwi