СПОСОБ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ДАННЫХ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ SMS-СООБЩЕНИЙ Российский патент 2005 года по МПК H04Q7/20 

Способ представления данных при передаче SMS-сообщений относится к области организации и управления данными в сотовых сетях связи и предназначен для формирования коротких (SМS)-сообщений и может быть использован в системах оперативного сопровождения и управления наземными транспортными средствами и в других системах, в которых передаваемые данные представляются числами с плавающей точкой.

Известен способ передачи SMS-сообщений, например Патент РФ №2158963, МПК G 08 G 5/06, БИПМ №31.2000, в котором сообщение от транспортного средства к центральному диспетчерскому пункту (ЦДП) формируют в виде последовательно расположенных информационных блоков, начиная с блока указателя (заголовка пакета), за ним формируют блок со значениями передаваемых данных, включающих указание на наличие после себя данных, порядок их следования и размер, а затем формируют последовательно очередные информационные блоки данных, в частности, координаты нахождения транспортного средства в виде чисел с плавающей точкой, при этом каждое значение координаты содержит 4 байта, включающие знак числа (1 бит), порядок числа (8 бит) и мантиссу (23 бита). Небольшие изменения координат все равно требуют для передачи тот же формат, хотя крайние разряды мантиссы остаются пустыми. Постоянство формата передаваемых данных является недостатком данного способа, так как длина SMS-сообщения при малых значениях передаваемых чисел с плавающей точкой содержит множество пустых бит информации, что ограничивает объем передаваемой информации в каждом SMS-сообщении.

Известен способ передачи SMS-сообщений, например патент РФ №2207632 МПК G 08 G 1/13 БИПМ №18.2003, в котором производят обмен SMS-сообщениями между движущимся транспортным средством и центральным диспетчерским пунктом (ЦДП), при этом сообщение формируют в виде последовательно расположенных информационных блоков, начиная с блока указателя, за ним формируют блок с абсолютными значениями передаваемых данных, в данном случае абсолютное значение первых координат нахождения транспортного средства, а затем формируют последовательно очередные информационные блоки в виде приращений координат со значениями чисел с плавающей точкой, включающих такие признаки числа, как знак, порядок и мантисса. В данном случае это приращения координат нахождения транспортного средства. SMS-сообщение имеет фиксированную длину (140 байт). На ЦДП принимают SMS-сообщение, расшифровывают, обрабатывают и принимают решения по управлению транспортным средством. Данный способ принят за прототип.

Представление данных при передаче SMS-сообщений в описанном способе имеют следующие недостатки:

а) все очередные информационные блоки имеют фиксированную длину (32 бита), содержащую знак, порядок и мантиссу передаваемого числа, а значения передаваемых чисел в виде приращения координат в зависимости от скорости транспортного средства изменяются в широких пределах. При малых значениях приращений координат мантиссы этих передаваемых чисел имеют множество пустых (неинформационных) бит информации в каждом SMS-сообщении;

б) при больших значениях приращений мантиссы передаваемых чисел, превышающих заданный формат мантиссы, часть разрядов отбрасывается, т.е. снижается точность передаваемого числа после его восстановления на принимающей стороне (в данном случае на ЦДП).

Задача, решаемая изобретением, заключается в исключении неинформационных бит в мантиссах передаваемых чисел с плавающей точкой в SMS-сообщении и повышении количества передаваемых данных в каждом SMS-сообщении.

Решение задачи достигается тем, что SMS-сообщение формируют в виде последовательно расположенных информационных блоков, начиная с блока указателя, за ним формируют блок со значениями передаваемых данных, включающих указание на наличие после себя данных, порядок их следования и размер, а затем формируют последовательно очередные информационные блоки данных со значениями чисел с плавающей точкой, включающих такие признаки числа, как знак, порядок и мантисса, при этом в каждом очередном информационном блоке данных на передающей стороне дополнительно в начале соответствующего блока формируют признак компрессии, который представляют в виде двоичного кода, определяющего длину мантиссы передаваемого в этом блоке числа, причем в каждом очередном информационном блоке данных, кроме очередного первого, указывают только признак компрессии и мантиссу, значение которой для этой компрессии определяют из выражения:

гдe

M(Δ L_i) - значение мантиссы разности двух соседних передаваемых чисел при заданном порядке, m - разрядность мантиссы, задаваемой в качестве базовой в первом очередном информационном блоке SMS-сообщения, j - разрядность одной из k мантисс, задаваемых и хранимых в памяти передающей стороны, - расчетное значение мантиссы с признаком компрессии "k" и длиной мантиссы в (m-j) разрядов,

а на приемной стороне в каждом очередном информационном блоке SMS-сообщения осуществляют декомпрессию данных и определяют значение мантиссы из выражения:

при этом

численное значение признака компрессии в соответствующем информационном блоке SMS-сообщения определяют из выражений:

(H_k)=k, при

(Нδ )=0, при где

(Н_k) - численное значение признака компрессии H_k для соответствующей k мантиссы;

(Hδ ) - численное значение признака отсутствия компрессии (признак для базовой мантиссы);

- максимальное значение k-й мантиссы, хранимой в памяти передающей стороны с j-разрядами;

- максимальное значение базовой мантиссы, хранимой в памяти передающей стороны с m-разрядами.

Предлагаемый способ представления данных при передаче SMS-сообщений описывается алгоритмом и форматом SMS-сообщения, представленными на фиг.1, 2. На фиг.1 представлен формат передаваемого SMS-сообщения, на фиг.2 - алгоритм формирования данных при передаче SMS-сообщений, где обозначены:

ОИБ - очередной информационный блок в SMS-сообщении;

Lat, Long, Т - параметры долгота, широта, время по Гринвичу;

Δ Lat, Δ Long, Δ T - соответственно разность двух соседних параметров по долготе, широте и времени по Гринвичу;

H, S, Е, М - признаки числа с плавающей точкой соответственно компрессия, знак, порядок, мантисса;

- номера разрядов в очередном информационном блоке;

Δ L_i - разность двух соседних чисел, подготовленная для передачи в двоичной системе счисления;

M(Δ L_i) - численное значение мантиссы i-й разности двух чисел, которая определяется из выражения где Е - порядок числа (место точки в числе)

- максимальное значение базовой мантиссы, хранимой в памяти передающей стороны с m-разрядами;

- максимальное значение k-й мантиссы, хранимой в памяти передающей стороны с j-разрядами;

M(lрасчkj

) - расчетное (компрессионное) значение текущей мантиссы относительно k - заданной мантиссы;

M(lрасч1,6

) - компрессионное значение мантиссы, рассчитанное по признаку компрессии H₁=1 с длиной в 6 двоичных разрядов;

M(lpacч2,14

), M(lрасч3,22) - компрессионные значения мантисс, рассчитанные соответственно для Н₂=2 с длиной в 14 двоичных разрядов и для Н₃=3 с длиной в 22 двоичных разряда.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

Передающая сторона формирует SMS-сообщение в соответствии с форматом (фиг.1). Сначала формируют блок указателя (заголовок), затем основной информационный блок, включающий указание на наличие после себя данных, порядок их следования, размер, и т.д. Следом формируют первый очередной информационный блок данных со значениями чисел с плавающей точкой, включающих такие признаки, как компрессия Н=0, знак числа S, порядок числа (место точки в числе) Е и мантиссу М. В этом блоке для примера показана информация о первой координате местонахождения транспортного средства, включающая долготу Lat, широту Long и время по Гринвичу Т. Длина мантисс равна 21 двоичному разряду (0... 20). За первым очередным информационным блоком формируют следующий очередной информационный блок, в котором указывают только значение признака компрессии и мантиссу, значение которой соответствует этой компрессии.

На фиг.1 в качестве трех очередных информационных блоков показана информация о первой разности двух координат места нахождения транспортного средства, образующая группу из трех параметров Δ Lat, Δ Long, Δ T Для Δ Lat признак компрессии H₁=01₂ с длиной мантиссы в 6 двоичных разрядов, для Δ Long признак компрессии Н₂=10₂ с длиной мантиссы в 14 двоичных разрядов и для Δ T признак компрессии Н₃=11₂ с длиной мантиссы в 22 двоичных разряда.

В общем случае алгоритм формирования очередных информационных блоков представлен на фиг.2. Предварительно в память передающей стороны записывают максимальное значение базовой мантиссы M(lδ max,m

) с длиной m-двоичных разрядов (в нашем примере: m=21) и ряд максимальных значений других мантисс М(lmaxkj). В нашем примере: k=1, j=6; k=2, j=14; k=3, j=22. Каждый очередной информационный блок начинает формироваться с вычисления текущего значения мантиссы М_i (операция 1 на фиг.2), затем при выполнении условия 2 значения мантиссы M_i=M(Δ L_i) с признаком Нδ =0 записывается в SMS-сообщение и накапливается в буфере передающей стороны. При выполнении операций 1, 2, 4, 5 6 произойдет запись в буфер признака компрессии H₁=1 и рассчитанного значения мантиссы M(lрасч1,6). Выполнение условия 5 формирует H₁=1, а расчет мантиссы осуществляют по формуле:

М(lрасчkj

)=М(Δ L_i)· 2^m-j, т.е.

М(lрасч1,6

)=М_i·_2¹⁵

Если выполняются операции 1, 2, 4, 5, 7, 9, 10, 11, то произойдет запись в буфер признака компрессии Н₃=3 и рассчитанного значения мантиссы M(lрасч3,22

) по формуле: М(lрасч3,22)=М_i·_2^-1.

Описанным образом продолжают формирование очередных информационных блоков до момента, когда в SMS-сообщении, находящемся в буфере передающей стороны, количество информации достигнет 140 байт. После этого SMS-сообщение целиком передают через сотовую линию связи приемной стороне, где это сообщение принимают, обрабатывают информационные блоки, а каждый очередной информационный блок подвергают декомпрессии и определяют истинные значения мантиссы, используя выражение: M(Δ L_i)=М_i=M(Δ Lрасчkj

)· 2^-(m-j),

а значение самого числа Δ L_i определяют, используя следующее выражение: где

S - знак числа;

Е - численное значение порядка числа, записанного в поле порядка. Например, в поле порядка записаны единицы во втором и третьем разрядах из восьми. Значение Е=6, a Δ L_i=(-1)^s·^{М(Δ L_i)· 264.}

Таким образом, представление чисел с плавающей точкой в информационных блоках в SMS-сообщении в виде признака компрессии и соответствующей этой компрессии мантиссы, определяемых путем сравнения текущих значений мантисс с заранее заданными значениями мантисс и на основе сравнения формирование численных значений признака компрессии и компрессуемой мантиссы, позволяет исключить неинформационные биты мантисс в соответствующих информационных блоках сообщения, тем самым увеличивая количество информационных блоков в одном SMS-сообщении.

Изобретение относится к области организации и управления данными в сотовых сетях. Технический результат состоит в исключении неинформационных бит в передаваемом сообщении. Для этого SMS-сообщение формируют в виде последовательно расположенных информационных блоков, начиная с блока указателя, за ним формируют основной информационный блок, следом первый очередной информационный блок со значением чисел с плавающей точкой, включающих знак компрессии, знак числа, порядок и мантиссу, а затем формируют следующие очередные информационные блоки, в которых указывают только признак компрессии и мантиссу, значение которой для этой компрессии определяют из выражения M(lрасчkj

)=M(ΔL_i)·2^m-j, где M(lрасчkj.) - расчетное значение мантиссы с признаком компрессии "k" и длиной мантиссы в (m-j) разрядов, m - разрядность мантиссы, задаваемой в качестве базовой в первом очередном информационном блоке SMS-сообщения, j - разрядность одной из k мантисс, задаваемых и хранимых в памяти передающей стороны, M(ΔL_i) - значение мантиссы разности двух соседних передаваемых чисел при заданном порядке. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ представления данных при передаче SMS-сообщений, заключающийся в том, что сообщение формируют в виде последовательно расположенных информационных блоков, начиная с блока указателя, за ним формируют блок со значениями передаваемых данных, включающих указание на наличие после себя данных, порядок их следования и размер, а затем формируют последовательно очередные информационные блоки данных со значениями чисел с плавающей точкой, включающих такие признаки числа, как знак, порядок и мантисса, отличающийся тем, что в каждом очередном информационном блоке данных на передающей стороне дополнительно в начале соответствующего блока формируют признак компрессии, который представляют в виде двоичного кода, определяющего длину мантиссы передаваемого в этом блоке числа, при этом в каждом очередном информационном блоке данных, кроме первого, указывают только признак компрессии и мантиссу, значение которой для этой компрессии определяют из выражения

M(lрасчkj

)=M(ΔL_i)·2^m-j, где

M(ΔL_i) - значение мантиссы разности двух соседних передаваемых чисел при заданном порядке, m - разрядность мантиссы, задаваемой в качестве базовой в первом очередном информационном блоке SMS-сообщения, j - разрядность одной из k мантисс передающей стороны, M(lрасчkj

) - расчетное значение мантиссы с признаком компрессии "k" и длиной мантиссы в (m-j) разрядов,

а на приемной стороне в каждом очередном информационном блоке SMS-сообщения декомпрессуют данные и определяют значение мантиссы из выражения:

M(ΔL_i)=M(ΔLрасчkj

)·2^-(m-j),

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что численное значение признака компрессии в соответствующем информационном блоке SMS-сообщения определяют из выражений:

(H_k)=k, при M(ΔL_i)≤M(lрасчkj

);

(Hδ)=0, при M(ΔL_i)≤M(lδmax,m

), где

(H_k) - численное значение признака компрессии H_k для соответствующей k мантиссы;

(Hδ) - численное значение признака отсутствия компрессии (признак для базовой мантиссы);

M(lmaxkj

) - максимальное значение k-й мантиссы, хранимой в памяти передающей стороны с j-разрядами;

M(lδmax,m

) - максимальное значение базовой мантиссы, хранимой в памяти передающей стороны с т-разрядами.