一種改善長短信收發成功率的方法

中興通訊股份有限公司 支蔚秋

一種改善長短信收發成功率的方法

中興通訊股份有限公司 支蔚秋

空閑狀態SMS有時會存在發送不成功或接收不完整的情況，這和SDCCH信道被長時間占用有關。為此，本文提供一種方法，可以減少短信占用SDCCH信道時間。即當網絡側判斷TCH空閑信道富裕時，不在SDCCH上發送SMS，選擇直接在TCH信道傳送SMS，在FACCH上以偷幀形式傳送信令和信息。不但可以提升SMS的發送、接收成功率和實效性，還可以降低SDCCH信道負荷。

短信收發；信道負荷；TCH；FACCH

1.引言

空閑狀態編輯一條長短信發送時（本文定義手機編輯70個漢字字符的短信為標準短信，超過70個漢字字符的短信為長短信），有時會存在發送不成功，或是收信者接收短信不完整的現象。歸咎原因，是因為長短信內容太長，占用SDCCH信道太久導致的。一旦長短信傳送時位于頻繁發生小區切換的地區或是網絡質量不好的地區，就會導致短信關鍵信令丟失，出現短信發送失敗、或短信接收不完全的現象[1]。一種方法是網絡引入重發機制，但重發勢必又延長了SMS占用SDCCH信道的時間[2]。另外，當SMS業務量大時，SDCCH信道被長時間占用，會導致SDCCH信道負荷很高，嚴重時還會影響到通話的接入成功率[3]。因此，解決短消息發送失敗、接收不完全的問題可以考慮在網絡側減少短信占用SDCCH信道時間。

本文提出了一種方法，當網絡側判斷TCH空閑信道富裕時，使SMS不再在SDCCH信道傳送信令，而是直接在為其分配TCH信道、在FACCH信道上以偷幀形式傳送信令和信息；或是減少SMS在SDCCH信道上傳送信令的時間，使流程盡快轉移至TCH信道，讓大部分信息傳遞以偷幀形式在FACCH信道上傳遞。這是因為，FACCH信道上傳遞信息幀是以偷幀形式進行，其速度比在SDCCH信道上要快1倍。

圖1 短信發送流程

2.系統設計

本文提供一種動態的機制，可以改善短信收發耗時。一方面可以提升SMS的發送、接收成功率和實效性，另一方面可以降低SDCCH信道負荷。

2.1 SMS快速發送參數

BSC以小區為單位設置短信快速發送開關及門限。當TCH空閑信道數/配置TCH信道數得到的數值大于短信快速發送門限時，通知其所屬BTS短信快速發送開關為打開，否則為關閉。

需要說明的是：短信快速發送開關由BSC進行控制，當該小區開關打開時，其小區參數NECI同時置為1MS可以通過系統消息獲知小區NECI等于1。

圖2 短信接收流程

2.2 短信發送

對于短信發送方，包括步驟1～步驟3。具體流程見圖1。

步驟1：移動臺MS發起發送短信流程，向網絡發送信道請求；BSC收到信道請求判斷發信方所在小區的短信快速發送開關是否打開。如果打開，并且解析到請示信道中RA（Random Reference）值為0001****[4]。滿足以上2個條件：短信快速發送開關打開并且RA為0001****時，則BSC直接要求BTS激活一條TCH信道，BTS側TCH信道成功。BSC下發立即指派消息給MS。

步驟2：MS收到立即指派在TCH信道上進行層2（Lapdm）建鏈。首先建立SAPI=0的Lapdm鏈路，其次建立SAPI=3的Lapdm鏈路，BTS會針對兩條SABM幀分別回UA幀，并且分別向BSC上報建立指示。至此，MS和BTS間的層2鏈路建立成功。

步驟3：L2鏈路建好后，發送短信的MS占用TCH信道，以偷幀形式和網絡側交互信息，最終短消息通過BSS子系統、MSC最終到達短消息中心[5]。

圖1中5-1～5-(n+1)表示短信在Um口FACCH信道的交互。由于Um口受傳輸字節限制，一般短信需要分包傳輸。因此短信越長，n越大。一對I幀（Information Frame）和RR幀（Receive Ready Frame）記為一包交互，多包信息幀組合成一條CP DATA表示一條SMS[6]，見5-(n+2)。

2.3 短信接收

對于短信接收方，包括步驟4～步驟10。

步驟4：短消息中心收到發信MS發來的短信，通過MSC向短信收信方所在的小區發送尋呼消息。

步驟5：收信方MS收到尋呼消息發起信道請求。BSC收到后（即使該小區短信快速發送開關打開，由于請示信道的RA不為0001****，因此BSC不會要求基站激活TCH信道），要求BTS激活一條SDCCH信道。信道激活后，BSC向MS發送立即指派。

步驟6：收信方MS收到立即指派后在SDCCH信道上進行層2建鏈（SAPI=0），L3原因為尋呼響應?；緦⒔⒅甘景l送給BSC。BSC將L3消息“尋呼響應”上報給MSC。

步驟7：MSC向BSC發送短消息RP_DATA，BSC收到短消息判斷收信方所接入小區的“短信快速發送開關”是否打開。如果開關打開，則立即要求該BTS激活一條TCH信道（不再繼續在SDCCH信道上發起SAPI=3的Lapdm鏈路建立流程）。BTS激活成功后，BSC向MS發送指派命令，將最新的TCH信道指派給收信MS。

步驟8：MS在SDCCH信道上收到指派命令，跳轉到TCH信道上，并在TCH信道上進行L2建鏈（SAPI=0）。

步驟9：MS在FACCH信道上向BTS發送SABM（SAPI=0）幀，BTS收到后向MS回UA幀(SAPI=0)，并且向BSC上報建立指示（SAPI=0）。隨后BSC發起SAPI=3的Lapdm建鏈流程，即向BTS發送建鏈請求。BTS收到后向收信方MS發送SABM幀（SAPI=3），收信方MS收到SABM幀后以UA幀（SAPI=3）響應。基站收到UA幀后，向BSC回應建立證實。

步驟10：BSC收到建立證實（SAPI=3）時，說明TCH信道上的L2鏈路已經建好。那么收信方MS占用TCH信道以偷幀形式在FACCH信道上和網絡側交互信息，最終短消息通過短消息中心、MSC、BSS子系統最終到收信方MS。另外，當MS成功跳轉到TCH信道上，則由BSC發起，與BTS一道執行SDCCH信道釋放流程。

3.實驗

SMSC+MSC+BSC+BTS，工作在同一個BSC下的2部MS。具體實驗如下：在BSC側設置短信快速發送門限=1/3,當TCH空閑信道數/配置TCH信道數＞1/3時，一部MS編輯一條長短信發送，一部MS接收長短信。觀察原方案和本文方案在Um口SDCCH或FACCH信道上傳遞SMS的時間。原方案在SDCCH信道上傳遞一包數據需要的時間約為51幀；新方案在FACCH信道上傳遞一包數據需要的時間約為26幀。當發送一條標準短信（70字節）時，在Um需交互3包數據，新方案較原方案的短信收發流程可以節省115*3*2ms左右；如果發送的是長短信（設為K個字節，K＞70），那么發信方和收信方可以節省約115*3*([K/70]+1)*2ms。

4.結論

綜上所述，短信內容越長，短信發送/接收縮短的時間就越多。這樣，就加速了短信特別是長短信的發送、接收速度。由于短消息收發速度增快，那么SMS內容丟失發生的概率會進一步改善。而且當話務量大時，可以緩解由于SDCCH擁塞引起的呼叫困難。

[1]韓斌杰,杜新顏,張建斌.GSM原理及其網絡優化(第2版) [M].北京:機械工業出版社,2009.

[2]張君,高福祥,謝鋼鋒,等.短消息業務系統的設計與實現[J].計算機應用,2003(S1):262-264.

[3]王艷芳,趙義娟.GSM網絡中SDCCH擁塞及解決[J].通信管理與技術,2007(2):47-48.

[4]3GPP TS 04.08. Mobile radio interface layer 3 specification[S].1999.

[5]歐洲通信標準協會(ETSI).GSM03.40:European digital cellular telecommuni-cation system(Phase 2);Technical realiz ation of the Short message Service(SMS)pointto Point(PP),版本4.13.0[S].1996.

[6]歐洲通信標準協會(ETSI).GSM 03.38:European digital cellular telecommuni-cation system(Phase2+);Alphabets and languagespecificinformation.版本5.6.1[S].1998.

支蔚秋（1982—），陜西西安人，碩士，中興通訊股份有限公司工程師，主要研究方向：信息與通信工程。