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GSM網(wǎng)絡(luò)話音并發(fā)短消息業(yè)務(wù)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(yè)務(wù)定點環(huán)境驗證不同廠家SACCH傳送短消息效率，研究參數(shù)設(shè)置、終端、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備機制和連續(xù)切換對于話音并發(fā)短消息的影響，給出提高GSM網(wǎng)絡(luò)話音并發(fā)短消息成功率可以采取的措施。

關(guān)鍵詞GSM網(wǎng)絡(luò)；SACCH；并行業(yè)務(wù)；連續(xù)切換

1　話音并發(fā)短消息機制原理

根據(jù)3GPP TS 04.11規(guī)范，終端空閑態(tài)時短消息在SDCCH信道上傳送，通話狀態(tài)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(nèi)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(xié)議TS 23.040中，切換比短消息優(yōu)先級高。切換會中斷正在傳送中的SMS Data on SACCH，導(dǎo)致BTS無法合成CP-Data上傳。切換完成后若手機終端重新發(fā)送CP-Data，如果MSC-S中的SMO Timer未超時，短消息能夠發(fā)送成功；但是如果遇到連續(xù)切換，短消息發(fā)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(tài)場景下，分別測試發(fā)送63byte 和40個漢字時，統(tǒng)計SACCH分段數(shù)、發(fā)送完成時長、短消息發(fā)送時長、以及整體短消息發(fā)送含回執(zhí)的時長。

通話過程中的短消息發(fā)送由手機上發(fā)CM Service Request開始，消息內(nèi)容中表明了請求目的為發(fā)短消息：“Service type: (4)Short message service”。CM服務(wù)建立后手機開始發(fā)送CP-Data，并在SACCH信道上分段發(fā)送短消息。之后SMS Sent為短消息內(nèi)容發(fā)送完成，SMS Received為完成與核心網(wǎng)的回執(zhí)確認，到此短消息過程結(jié)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(yè)務(wù)在空口的處理流程一致，都分為短消息內(nèi)容發(fā)送階段、狀態(tài)確認階段、短消息回執(zhí)階段等3個階段來處理。從測試結(jié)果來看，廠商B整體時延略長，是由于短消息內(nèi)容發(fā)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(fā)短消息影響研究

選擇大型城市繁華路段驅(qū)車測試分析連續(xù)切換、參數(shù)設(shè)置對于話音并發(fā)短消息的影響。測試場景：TEMS手機通話過程中發(fā)送63 byte短消息，MSC-S參數(shù)SMO Timer=10 s。

從圖5空口信令可以看到：

11:41:06：手機發(fā)起CM Service Request消息。

11:41:07：手機收到CM Service Accept消息。

11:41:11：發(fā)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(fā)送失敗。

MSC-S中參數(shù)SMO Timer，針對指并行業(yè)務(wù)（通話過程中收發(fā)短消息）時，MSC-S從發(fā)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(jù)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(fā)送短消息的過程中遇到切換甚至連續(xù)切換，很容易造成短消息發(fā)送失敗。

從圖6空口信令可以看到：

22:28:07：發(fā)生CM Service Accept消息。

22:28:08：1s后發(fā)生第1次切換。

22:28:15：7s后發(fā)生第2次切換。

22:28:22：7s后發(fā)生第3次切換。

22:28:28：6s后發(fā)生第4次切換。

22:28:36：短消息分段發(fā)送完成。

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

圖2　第1階段短消息內(nèi)容SACCH分段數(shù)

圖3　第2階段狀態(tài)確認SACCH分段數(shù)

測試表明，廠商A和廠商B處理話音并發(fā)短消息機制相同，連續(xù)切換都會出現(xiàn)并行業(yè)務(wù)是短消息失敗。

4　話音并發(fā)短消息成功率優(yōu)化措施

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

（1）適當(dāng)增加核心網(wǎng)側(cè)SMO Timer時長，25～45s之間。

（2）3GPP規(guī)范TS 24.011規(guī)定CPData重傳的次數(shù)，可以是1次、2次或者3次，不同終端的處理機制均對并發(fā)業(yè)務(wù)時短消息有影響。終端側(cè)增加CP-Data重傳次數(shù)，可以提升并發(fā)短消息成功率。

（3）減少BTS封裝短消息發(fā)送至BSC的SACCH分段數(shù)。

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

5　結(jié)語

GSM網(wǎng)絡(luò)下在通話過程中采用主要負責(zé)測量的SACCH信道收發(fā)短消息，效率比SDCCH信道低、時延大。GSM規(guī)范定義切換比短消息優(yōu)先級高，切換會中斷正在傳送中的SMS Data on SACCH，導(dǎo)致BTS無法合成CP-Data上傳。如果遇到連續(xù)切換，

圖4　第3階段短消息回執(zhí)SACCH分段數(shù)

表1　廠商A SACCH傳送短消息測試結(jié)果

表2　廠商B SACCH傳送短消息測試結(jié)果

發(fā)送及接收短消息時延會變大，進一步如果核心

網(wǎng)或終端相關(guān)定時器超時短消息會失敗。在大型城市繁華城區(qū)，受無線環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)負荷影響，SMO Timer設(shè)置、頻繁切換可能概率性導(dǎo)致并發(fā)業(yè)務(wù)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