中興通訊股份有限公司 支蔚秋

一種改善長(zhǎng)短信收發(fā)成功率的方法

中興通訊股份有限公司 支蔚秋

空閑狀態(tài)SMS有時(shí)會(huì)存在發(fā)送不成功或接收不完整的情況，這和SDCCH信道被長(zhǎng)時(shí)間占用有關(guān)。為此，本文提供一種方法，可以減少短信占用SDCCH信道時(shí)間。即當(dāng)網(wǎng)絡(luò)側(cè)判斷TCH空閑信道富裕時(shí)，不在SDCCH上發(fā)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(fā)送、接收成功率和實(shí)效性，還可以降低SDCCH信道負(fù)荷。

短信收發(fā)；信道負(fù)荷；TCH；FACCH

1.引言

空閑狀態(tài)編輯一條長(zhǎng)短信發(fā)送時(shí)（本文定義手機(jī)編輯70個(gè)漢字字符的短信為標(biāo)準(zhǔn)短信，超過(guò)70個(gè)漢字字符的短信為長(zhǎng)短信），有時(shí)會(huì)存在發(fā)送不成功，或是收信者接收短信不完整的現(xiàn)象。歸咎原因，是因?yàn)殚L(zhǎng)短信內(nèi)容太長(zhǎng)，占用SDCCH信道太久導(dǎo)致的。一旦長(zhǎng)短信傳送時(shí)位于頻繁發(fā)生小區(qū)切換的地區(qū)或是網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量不好的地區(qū)，就會(huì)導(dǎo)致短信關(guān)鍵信令丟失，出現(xiàn)短信發(fā)送失敗、或短信接收不完全的現(xiàn)象[1]。一種方法是網(wǎng)絡(luò)引入重發(fā)機(jī)制，但重發(fā)勢(shì)必又延長(zhǎng)了SMS占用SDCCH信道的時(shí)間[2]。另外，當(dāng)SMS業(yè)務(wù)量大時(shí)，SDCCH信道被長(zhǎng)時(shí)間占用，會(huì)導(dǎo)致SDCCH信道負(fù)荷很高，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響到通話的接入成功率[3]。因此，解決短消息發(fā)送失敗、接收不完全的問(wèn)題可以考慮在網(wǎng)絡(luò)側(cè)減少短信占用SDCCH信道時(shí)間。

本文提出了一種方法，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)側(cè)判斷TCH空閑信道富裕時(shí)，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(shí)間，使流程盡快轉(zhuǎn)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?yàn)椋現(xiàn)ACCH信道上傳遞信息幀是以偷幀形式進(jìn)行，其速度比在SDCCH信道上要快1倍。

圖1 短信發(fā)送流程

2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本文提供一種動(dòng)態(tài)的機(jī)制，可以改善短信收發(fā)耗時(shí)。一方面可以提升SMS的發(fā)送、接收成功率和實(shí)效性，另一方面可以降低SDCCH信道負(fù)荷。

2.1 SMS快速發(fā)送參數(shù)

BSC以小區(qū)為單位設(shè)置短信快速發(fā)送開(kāi)關(guān)及門限。當(dāng)TCH空閑信道數(shù)/配置TCH信道數(shù)得到的數(shù)值大于短信快速發(fā)送門限時(shí)，通知其所屬BTS短信快速發(fā)送開(kāi)關(guān)為打開(kāi)，否則為關(guān)閉。

需要說(shuō)明的是：短信快速發(fā)送開(kāi)關(guān)由BSC進(jìn)行控制，當(dāng)該小區(qū)開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，其小區(qū)參數(shù)NECI同時(shí)置為1MS可以通過(guò)系統(tǒng)消息獲知小區(qū)NECI等于1。

圖2 短信接收流程

2.2 短信發(fā)送

對(duì)于短信發(fā)送方，包括步驟1～步驟3。具體流程見(jiàn)圖1。

步驟1：移動(dòng)臺(tái)MS發(fā)起發(fā)送短信流程，向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信道請(qǐng)求；BSC收到信道請(qǐng)求判斷發(fā)信方所在小區(qū)的短信快速發(fā)送開(kāi)關(guān)是否打開(kāi)。如果打開(kāi)，并且解析到請(qǐng)示信道中RA（Random Reference）值為0001****[4]。滿足以上2個(gè)條件：短信快速發(fā)送開(kāi)關(guān)打開(kāi)并且RA為0001****時(shí)，則BSC直接要求BTS激活一條TCH信道，BTS側(cè)TCH信道成功。BSC下發(fā)立即指派消息給MS。

步驟2：MS收到立即指派在TCH信道上進(jìn)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(huì)針對(duì)兩條SABM幀分別回UA幀，并且分別向BSC上報(bào)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(fā)送短信的MS占用TCH信道，以偷幀形式和網(wǎng)絡(luò)側(cè)交互信息，最終短消息通過(guò)BSS子系統(tǒng)、MSC最終到達(dá)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(jié)限制，一般短信需要分包傳輸。因此短信越長(zhǎng)，n越大。一對(duì)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(jiàn)5-(n+2)。

2.3 短信接收

對(duì)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(fā)信MS發(fā)來(lái)的短信，通過(guò)MSC向短信收信方所在的小區(qū)發(fā)送尋呼消息。

步驟5：收信方MS收到尋呼消息發(fā)起信道請(qǐng)求。BSC收到后（即使該小區(qū)短信快速發(fā)送開(kāi)關(guān)打開(kāi)，由于請(qǐng)示信道的RA不為0001****，因此BSC不會(huì)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(fā)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(jìn)行層2建鏈（SAPI=0），L3原因?yàn)閷ず繇憫?yīng)?；緦⒔⒅甘景l(fā)送給BSC。BSC將L3消息“尋呼響應(yīng)”上報(bào)給MSC。

步驟7：MSC向BSC發(fā)送短消息RP_DATA，BSC收到短消息判斷收信方所接入小區(qū)的“短信快速發(fā)送開(kāi)關(guān)”是否打開(kāi)。如果開(kāi)關(guān)打開(kāi)，則立即要求該BTS激活一條TCH信道（不再繼續(xù)在SDCCH信道上發(fā)起SAPI=3的Lapdm鏈路建立流程）。BTS激活成功后，BSC向MS發(fā)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(zhuǎn)到TCH信道上，并在TCH信道上進(jìn)行L2建鏈（SAPI=0）。

步驟9：MS在FACCH信道上向BTS發(fā)送SABM（SAPI=0）幀，BTS收到后向MS回UA幀(SAPI=0)，并且向BSC上報(bào)建立指示（SAPI=0）。隨后BSC發(fā)起SAPI=3的Lapdm建鏈流程，即向BTS發(fā)送建鏈請(qǐng)求。BTS收到后向收信方MS發(fā)送SABM幀（SAPI=3），收信方MS收到SABM幀后以UA幀（SAPI=3）響應(yīng)?；臼盏経A幀后，向BSC回應(yīng)建立證實(shí)。

步驟10：BSC收到建立證實(shí)（SAPI=3）時(shí)，說(shuō)明TCH信道上的L2鏈路已經(jīng)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(wǎng)絡(luò)側(cè)交互信息，最終短消息通過(guò)短消息中心、MSC、BSS子系統(tǒng)最終到收信方MS。另外，當(dāng)MS成功跳轉(zhuǎn)到TCH信道上，則由BSC發(fā)起，與BTS一道執(zhí)行SDCCH信道釋放流程。

3.實(shí)驗(yàn)

SMSC+MSC+BSC+BTS，工作在同一個(gè)BSC下的2部MS。具體實(shí)驗(yàn)如下：在BSC側(cè)設(shè)置短信快速發(fā)送門限=1/3,當(dāng)TCH空閑信道數(shù)/配置TCH信道數(shù)＞1/3時(shí)，一部MS編輯一條長(zhǎng)短信發(fā)送，一部MS接收長(zhǎng)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(shí)間。原方案在SDCCH信道上傳遞一包數(shù)據(jù)需要的時(shí)間約為51幀；新方案在FACCH信道上傳遞一包數(shù)據(jù)需要的時(shí)間約為26幀。當(dāng)發(fā)送一條標(biāo)準(zhǔn)短信（70字節(jié)）時(shí)，在Um需交互3包數(shù)據(jù)，新方案較原方案的短信收發(fā)流程可以節(jié)省115*3*2ms左右；如果發(fā)送的是長(zhǎng)短信（設(shè)為K個(gè)字節(jié)，K＞70），那么發(fā)信方和收信方可以節(jié)省約115*3*([K/70]+1)*2ms。

4.結(jié)論

綜上所述，短信內(nèi)容越長(zhǎng)，短信發(fā)送/接收縮短的時(shí)間就越多。這樣，就加速了短信特別是長(zhǎng)短信的發(fā)送、接收速度。由于短消息收發(fā)速度增快，那么SMS內(nèi)容丟失發(fā)生的概率會(huì)進(jìn)一步改善。而且當(dāng)話務(wù)量大時(shí)，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(wǎng)絡(luò)優(yōu)化(第2版) [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.

[2]張君,高福祥,謝鋼鋒,等.短消息業(yè)務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用,2003(S1):262-264.

[3]王艷芳,趙義娟.GSM網(wǎng)絡(luò)中SDCCH擁塞及解決[J].通信管理與技術(shù),2007(2):47-48.

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

[5]歐洲通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(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(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(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。