GSM網絡話音并發短消息業務研究

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GSM網絡話音并發短消息業務研究

鄭勢，支敏慧，曲亮

（中國移動通信集團黑龍江有限公司，哈爾濱 150028）

摘 要文章通過對并行業務定點環境驗證不同廠家SACCH傳送短消息效率，研究參數設置、終端、網絡設備機制和連續切換對于話音并發短消息的影響，給出提高GSM網絡話音并發短消息成功率可以采取的措施。

關鍵詞GSM網絡；SACCH；并行業務；連續切換

1　話音并發短消息機制原理

根據3GPP TS 04.11規范，終端空閑態時短消息在SDCCH信道上傳送，通話狀態時短消息在SACCH信道上傳送。相比獨立在SDCCH信道上傳送的短消息，這種方式效率會比較低。正常的一條短消息被拆分成若干條SMS Data on SACCH傳送，短消息內容越長被拆分的分段會越多，耗時也就會越長。通過TEMS手機（索愛K790c）測試，一條長度為120 byte（60個漢字）的上行SACCH短消息會被分成8個SMS Data on SACCH傳送，測試中實際總的傳送時間約7.45 s。如圖1所示。

3GPP協議TS 23.040中，切換比短消息優先級高。切換會中斷正在傳送中的SMS Data on SACCH，導致BTS無法合成CP-Data上傳。切換完成后若手機終端重新發送CP-Data，如果MSC-S中的SMO Timer未超時，短消息能夠發送成功；但是如果遇到連續切換，短消息發送存在失敗的概率。

2　SACCH傳送短消息效率

采用同一型號版本TEMS終端，在GSM廠商A和 GSM廠商B覆蓋范圍選取定點場景進行相同的測試。在話音并行短消息靜態場景下，分別測試發送63byte 和40個漢字時，統計SACCH分段數、發送完成時長、短消息發送時長、以及整體短消息發送含回執的時長。

通話過程中的短消息發送由手機上發CM Service Request開始，消息內容中表明了請求目的為發短消息：“Service type: (4)Short message service”。CM服務建立后手機開始發送CP-Data，并在SACCH信道上分段發送短消息。之后SMS Sent為短消息內容發送完成，SMS Received為完成與核心網的回執確認，到此短消息過程結束，如圖2～4所示。

圖1　SMS Data on SACCH分段

如表1、2所示，從兩廠家對比來看，話音并行短消息業務在空口的處理流程一致，都分為短消息內容發送階段、狀態確認階段、短消息回執階段等3個階段來處理。從測試結果來看，廠商B整體時延略長，是由于短消息內容發送階段整體多出一段SACCH分段，造成比廠商A多0.5s左右的延遲，可見不同廠家對SACCH分段的處理機制有所不同。

3　話音并發短消息影響研究

選擇大型城市繁華路段驅車測試分析連續切換、參數設置對于話音并發短消息的影響。測試場景：TEMS手機通話過程中發送63 byte短消息，MSC-S參數SMO Timer=10 s。

從圖5空口信令可以看到：

11:41:06：手機發起CM Service Request消息。

11:41:07：手機收到CM Service Accept消息。

11:41:11：發生一次切換。

11:41:18：MSC收到CP-Data消息，此時SMO Timer超時，MSC不再處理該消息，短消息發送失敗。

MSC-S中參數SMO Timer，針對指并行業務（通話過程中收發短消息）時，MSC-S從發送CM Service Accept消息到收到MO短消息的CP-Data消息之間的時長，測試中MSC-S缺省值為10 s。根據測試情況，在話音并行短消息的場景下，如果手機終端在SACCH信道上發送短消息的過程中遇到切換甚至連續切換，很容易造成短消息發送失敗。

從圖6空口信令可以看到：

22:28:07：發生CM Service Accept消息。

22:28:08：1s后發生第1次切換。

22:28:15：7s后發生第2次切換。

22:28:22：7s后發生第3次切換。

22:28:28：6s后發生第4次切換。

22:28:36：短消息分段發送完成。

此時距離CM Service Accept消息29s，此時核心網計時器超時（廠商B過MSC-S定時器設置20s），核心網不再處理CP-Data消息，短消息發送失敗。

圖2　第1階段短消息內容SACCH分段數

圖3　第2階段狀態確認SACCH分段數

測試表明，廠商A和廠商B處理話音并發短消息機制相同，連續切換都會出現并行業務是短消息失敗。

4　話音并發短消息成功率優化措施

選擇城市切換頻繁的區域進行測試驗證，測試車速30 km/h，發送并發短信次數24次，發生切換次數83次，平均切換次數3.46次，頻繁切換導致短信失敗次數2次， 并發短消息失敗概率8.3%。廠商BSC全局參數TINIT（用來控制起呼后或發生了切換后，多長時間才允許進行下一次切換，參數設置是以一個480ms的SACCH周期為單位定義）現網該值12，即6 s (12×480 ms)左右才允許繼續切換，按照車速6 s行駛50 m。按照城市市區連續發生4次切換，切換中斷短信發送時長在24 s左右，核心網定時器超時短信將會發送失敗。因此SMO Timer設置在25 s至手機終端定時器超時（45 s）之間，可以規避頻繁切換4次導致的并發短信失敗問題。

（1）適當增加核心網側SMO Timer時長，25～45s之間。

（2）3GPP規范TS 24.011規定CPData重傳的次數，可以是1次、2次或者3次，不同終端的處理機制均對并發業務時短消息有影響。終端側增加CP-Data重傳次數，可以提升并發短消息成功率。

（3）減少BTS封裝短消息發送至BSC的SACCH分段數。

（4）加強大型城市市區頻繁切換區域優化，防止乒乓切換、降低小區重疊覆蓋度、通過天線方向角和下傾角調整控制越區覆蓋、合理優化鄰區關系，場景化切換門限、解決小區容量受限、改善局部建筑環境引起的信號快衰落和局部高干擾、解決局部缺少主服務小區等措施降低頻繁切換概率。

5　結語

GSM網絡下在通話過程中采用主要負責測量的SACCH信道收發短消息，效率比SDCCH信道低、時延大。GSM規范定義切換比短消息優先級高，切換會中斷正在傳送中的SMS Data on SACCH，導致BTS無法合成CP-Data上傳。如果遇到連續切換，

圖4　第3階段短消息回執SACCH分段數

表1　廠商A SACCH傳送短消息測試結果

表2　廠商B SACCH傳送短消息測試結果

發送及接收短消息時延會變大，進一步如果核心

網或終端相關定時器超時短消息會失敗。在大型城市繁華城區，受無線環境和網絡負荷影響，SMO Timer設置、頻繁切換可能概率性導致并發業務時短消息失敗。

圖5　廠商A空口的信令圖

圖6　廠商B 空口的信令圖

Research on simultaneous SMS and voice service of GSM network

ZHENG Shi, ZHI Min-hui, QU Liang

(China Mobile Group Heilongjiang Co., Ltd., Harbin 150028, China)

Abstract This paper presents researches on the effi ciency of simultaneous services in SACCH channel of different equipment suppliers, the influence of parameter settings, terminal, network equipment and continues handover. This paper also gives the suggestion on these situations.

Keywords simultaneous services; SACCH; handover; parameter settings

收稿日期：2015-01-29

文章編號1008-5599（2015）04-0062-04

文獻標識碼A

中圖分類號TN929.5