短消息业务优化思路及方案

http://www.c114.net ( 2008/8/29 09:11 )

1短消息业务实现原理及关键网元介绍

短消息业务（SMS）是当前最流行的一种消息技术。短消息的内容可以是纯粹的文本信息、图形和声音文件（如铃声）。SMS信息长度有一定限制，每条SMS信息不能超过160 B，对于稍长的E-mall或新闻等，必须把信息切断为数条SMS信息进行多次发送。SMS的实现原理是采用短消息中心（SMC）的存储转发机制。如果用户不在服务区内，短消息就被存储在SMC，等用户重新接入MSC后再次发送。SMS信息的发送和接收可以在网络上与语音、数据和传真服务同时进行，而不会对彼此产生任何干扰，SMS还支持漫游。

SMS有3类基本方式：移动台发起（MO）的点到点SMS，移动台接收（MT）的点到点SMS，广播SMS。SMS收发流程见图1。

如图1所示，SMS所涉及的关键网元有SMC、MSC、BSC、BTS和MS等，SMS是MS上的一个应用和SMC上的一个应用之间的短消息传递，而MSC和BSS相当于为这两个应用提供短消息输送的通道；但为了使短消息传送者能够重发未能成功发送的短消息，MSC和BSS网络将对短消息是否成功发送作出通知。

2 基于网元分析的优化思路及措施

SMS所涉及的关键网元有SMC、MSC、BSC、BTS、和MS等，所以这些网元的发送机制和工作状态都会对短消息产生影响，调整发送机制和优化参数配置是确保SMS畅通的必要措施。下面详细描述这些网元的发送机制和参数配置情况及优化措施。

2.1 短消息中心（SMC）

SMC具备处理短消息的提交、存储、合成、分解、下发、定时重发等能力；还提供群发、重发机制和前推机制来保证短消息的及时性和成功率。由于SMC群发和重发机制对网络各网元支撑能力的要求更高，对用户感受、系统负荷和KPI指标影响较大。这里侧重描述这两个机制并提出优化措施。

2.1.1 短消息重发机制对用户感受、网络负荷及KPI指标的影响

SMC具有重发机制，对未成功下发给终端的短消息会继续存储在SMC中，并保留一定时间（可根据不同业务类型设定保留时长）。根据设置的时间间隔，或MSC、或HLR触发短消息下发通知到达时，SMC就重新向目标终端发送一次短消息。一般交换机在短消息寻呼失败后，会保持有短消息等待的标志位，当MSC检测到用户重新接入网络注册、或有位置更新、或主被叫时，就会向SMC发送MSC触发短消息下发通知。SMC可以针对每一个未成功下发而返回值CAUSE，来设定重发次数和时间间隔。

短消息重发机制设置不合理，会对用户感受、网络负荷和开销，以及KPI指标产生负面影响，所以需要对常见CAUSE类型进行分析，再合理设置每个CAUSE类型的重发次数和时间间隔。常用的返回值有：
        a）交换延期发送；
        b）手机内存满；
        c）其他网络问题；
        d）无寻呼响应；
        e）无确认消息；
        f）服务终端拒绝。

如对于CAUSE=32（原因：无寻呼响应），若重发次数少、重发时间间隔长，则无法保证把短消息及时发送给目标用户，而导致用户有延迟过长的不满投诉；反之，则容易给NSS和BSS网络增加系统负荷和开销，而且降低了KPI指标中的寻呼成功率。再如对CAUSE=35（原因：手机内存满），因当用户在手机收件箱溢出时删除了一条短消息之后，手机将生成一条移动用户内存可用消息并且向MSC上报，从而触发SMC再次下发短消息。所以建议其重发机制为重发次数少、时间间隔短、或不重发，一定程度上减少了网络系统负荷和开销。

所以，合理设置短消息重发机制，既能改善用户的感受满意度，降低系统负荷和开销，也能有效提高短消息寻呼成功率。

2.1.2 群发机制对用户感受、网络负荷及KPI指标的影响

SMC具有群呼机制，可以对整个号段所有手机都群发一遍短消息；也可以按一定规律号码顺序群发短消息、预设置群发时间段。随着短消息应用不断拓展，群发短消息的量也相当庞大，如天气预报、欠费催缴、开机通知的小信使等服务，而每种服务有不同级别的及时性要求。所以短消息群发机制设置不合理，同样会对用户感受、网络负荷及KPI指标产生负面影响。有些典型区域（如集团用户群所在基站）会因群发短消息促使大量手机同一时间进行寻呼响应，而导致基站接入信道拥塞，影响接入成功率，最终体现在寻呼成功率不高上，影响到短消息下发效率，增加了重发数量而导致了网络系统的负荷和开销；如若在网络语音话务高峰期群发，容易造成无线网络拥塞和系统负荷过载，同时影响KPI指标。

鉴于短消息群发带来的负面影响，建议SMC群发短消息时间段避开网络话务高峰期（如晚忙时），或同时采取一些其他策略，如根据业务及时性分等级发送，或不按号段顺序而按一定位数错开发送。

2.1.3 SMC平台相关参数设置对短消息业务的影响

SMC因相关参数配置有误而导致SMC向一些局向的HLR下发短消息，当然成功率全部是零，而且返回值为“其他网络问题（5）”和“交换返回延期发送（36）”，同时会产生大量的重发次数（见表1）。这不仅影响到短消息未能及时到达用户，还对HLR增加了大量的系统负荷；通过SMC及时纠正错误参数配置后恢复正常。

2.1.4 多个SMC平台对短消息业务的影响

公司因业务发展需要新增加了一个SMC，两个中心的分工是，新设立的SMC负责点对点用户短消息的转发；旧SMC负责转发SP过来的短消息业务。

当用户重新接入网络时，MSC向新SMC发起短消息下发通知，而旧的SMC则没有收到通知，即使有该用户的SP短消息也不会触发短消息下发流程，容易造成短消息下发延时。因此MSC需向两个SMC均触发短消息下发流程，才能使用户短消息及时下发。在短消息负荷不大的情况下，也可以考虑将两个SMC合并成一个SMC。

2.2 交换网络NSS（MSC和HLR）

交换网络NSS在短消息传送上，容易影响短消息业务性能的因素有触发短消息下发流程、短消息寻呼、判定采用信令信道还是业务信道、定义SMS能力、短消息路由指示等设置。

SMC触发短消息下发流程的短消息通知分别来自MSC和HLR，具体分工是当手机做位置登记、或做主被叫、或掉电后开机登记、或回到服务区等情形，由MSC 发送短消息通知消息给SMC；若手机关机后开机登记或者到新漫游地的外部登记，由HLR发送短消息通知消息给SMC。这里侧重描述MSC的一些参数配置对短消息传送的影响及优化建议。
2.2.1 寻呼等待定时器T3113设置对KPI指标的影响

目前网络为了降低信令信道负荷，一般短消息体大于等于8 B就走业务信道，在A接口上都是Paging Request消息，所以短消息寻呼与语音寻呼都是用T3113定时器。语音有两次寻呼，而短消息只有一次寻呼，所以T3113设置对于短消息寻呼成功率影响更大。如果全局A接口信令跟踪发现在T3113超时后，仍然有寻呼响应消息，就需要延长T3113。如图2所示。

经过全局A接口信令统计分析，该网络短消息寻呼响应有在寻呼请求6 s之后的。因为T3113设置为6 s，这些短消息寻呼响应会被交换机拒绝，造成寻呼失败。为了挽回因T3113定时器超时的寻呼响应次数，建议延长T3113，修改为8 s。修改后，大大提高了KPI指标短消息寻呼成功率。

2.2.2 短消息寻呼限制开关设置对网络负荷和KPI指标的影响

短消息属于补充业务，其优先权低于语音业务。如果短消息忙时，因为大量短消息走寻呼信道而耗尽无线寻呼资源，将影响语音业务的进行。为此系统设计了保护机制和保护开关，必要的时候可以打开，限制单位时间内每个MRSACE 所处理的短消息寻呼量。参数 B_SMS_THROTTL 置位表明短消息寻呼限制开关打开；反之为关闭。当短消息寻呼限制开关打开后，单位时间（1 s）内每个MRSACE 所处理的短消息寻呼量可以调整为0 ～255。所以建议无特殊情况或者要求，现场应关闭此开关，否则可能造成KPI指标寻呼成功率和短消息下发成功率下降。

2.2.3 MT短消息发送方式对网络负荷和KPI指标的影响

对于MT的点到点的SMS，是可以在MSC里进行控制；当短消息的下发在用户处于空闲时，选择寻呼信道还是业务信道是交换机根据短消息的长短，用一个门限值来控制的，高于门限值的短消息走的是业务信道，低于门限值走的是寻呼信道。建议需要先对网络负荷进行评估分析，若信令信道负荷比较高，可以减低该门限值，让更多的短消息走业务信道，这样既可以降低信令信道负荷，又能提高寻呼系统接通率。目前网络一般设置为大于等于8 B就走业务信道。

2.2.4 软件故障对短消息KPI指标的影响

因MSC版本升级为MOD406.10版本后，当欠费卡发短消息时，MSC给BSC回的clear command里带的 cause值由原来的 09（表示信令拥塞造成的释放）改为 1F（表示欠费原因正常释放），导致无线侧记为短消息呼叫失败的统计，给KPI指标造成了负面影响。经过厂家再次补丁修改后，排除了该软件故障。

2.3 无线网络BSS（BSC和BTS）

关于无线覆盖、天馈系统、硬件故障、LAC规划、周期性位置更新时间设置、SCI设置等方面，尽管对短消息也有一定的影响，但它们是在语音业务日常维护优化中考虑的重点，所以这里不做分析，只着重分析对短消息有较大影响的一些特殊因素。

一般情况下，SMS是通过控制信道（接入信道或寻呼信道）发送的。在CDMA系统中，这些信道都不采用功率控制，这就可能造成SMS对其他业务（如：语音业务）产生干扰。同时，短消息的数据包一般较长，容易造成SMS可能大量占用控制信道资源，影响到系统中必要的信令信息的传递，从而影响系统的正常运行。尤其是对于广播SMS，由于一条消息将在整个服务区域内广播，同时占用所有BS的空中无线资源，对系统性能的影响将尤为明显。对于这些问题，一般可以从以下几个方面着手解决。

a）为SMS指定较低的优先级。一般把SMS定义为最低级。

b）适当地使用业务信道。MO短消息现在一般都在业务信道上发送而不在接入信道上发送；MT短消息在8 B以上就在业务信道上发送而不在寻呼信道上发送。

c）控制广播短消息的业务量。对广播短消息的业务量作适当控制。一方面是控制广播短消息的业务密度，即在MC或MSC中设置两个广播短消息之间的最小时间间隔；另一方面是需要首先使用寻呼消息对相应的移动台进行定位，然后再发送短消息。

2.4 终端MS

2.4.1 不同软件版本的终端设备对SMS的影响

正常的机卡分离手机，在短消息发送、接收上均不需特别设置就可提供该项业务，目前引入的2G机卡合一手机，其在短消息功能上存在较大缺陷。主要有以下两方面。

a）短消息无法发送。日常优化中发现机卡合一终端经过软件处理后，终端不支持中文字库，同时没有加载短消息菜单，所以无法进行短消息发送。

b ）短消息无法接收。发现一些终端由于在短消息接收空口信令流程上存在缺失，如该类手机短消息接收时在空口上会丢失反向Connect Order Message或Data Burst Message消息，结果导致该类终端在接收短消息时会出现进行拨号的提示，这种拨号的提示一般会持续30和50 s两种情况，而整个流程并不完整，所以造成短消息接收失败。同时由于这种形式的短消息接收并不会成功，系统会继续对其进行重发，重发的结果就是用户的手机会多次出现拨号提示，用户实际上是无法收到短消息，加剧用户感受度的下降。用户在接收短消息这段过程中无法完成主叫和被叫通话，该类终端在短消息接收功能存在的缺陷还会影响到其正常通话。

针对这些低端手机的应用，建议措施有：

a）对于不支持短消息功能的该类终端，需要在业务发展时做好宣传，让用户知情，而减少不必要的投诉，避免用户对网络产生不满情绪。

b）对该类终端做统计登记，并在HLR上删除用户的SMS-MO、SMS-MT功能，不再向这些用户发起短消息寻呼。这样在不影响用户使用的情况下，可以提高网络的寻呼成功率指标，同时降低其对网络资源的占用和其对用户正常通话的影响。

2.4.2 MO短消息恶意群呼对网络负荷和KPI指标的影响

日常优化中，经常发现有用户连续大量按号段顺序发送短消息，约8 s拨打一个。这种高频率的MO短消息群呼严重占用无线接入信道，导致同小区其他用户接入困难，造成用户的不满和投诉，也严重影响到KPI指标，如导致呼叫建立成功率、寻呼成功率与系统接通率下降。建议对这些恶意群呼用户进行主、被叫功能限制，或添加遇忙转移到自动应答的语音台等措施。

2.4.3 用户行为对SMS的影响

用户错误的终端功能设置或操作，也会对SMS和网络造成不满意见，容易产生投诉。如有的用户给省外朋友发短消息时，在号码前加长途号17911而导致短消息发送失败，引起投诉；有的用户习惯用“发送并保存”功能而造成发送箱存储空间变小，引起关于无法接收的投诉。所以对一些关于短消息投诉进行分类分析，对这些常见的用户行为加大宣传指导，普及业务知识，培养用户良好的使用习惯。

3 典型案例分析

以下对由于终端性能与基站短消息下发机制存在不协调而导致影响SMS的现象，以及故障定位、模拟测试过程及解决措施建议作一描述。

3.1 问题现象描述

对某地区网络寻呼成功率进行专题分析时，发现短消息寻呼成功率低，明显较语音寻呼成功率低7%左右，仅为89％左右，而且相比其他厂家设备网络下的短消息寻呼成功率也低5%左右。

3.2 信令跟踪分析

通过A口信令数据和MAP层对短消息寻呼失败次数的用户进行定位分析，发现普遍存在用户在收到完整短消息的第一条短消息后，要等很久才会收到另一半内容的第二条短消息的情况。表2是某个用户的A口信令。

从A口跟踪的消息看，该用户第一条短消息一般可以成功接收，但随之下发的第二条短消息则无法成功接收。两条短消息寻呼下发的时间间隔非常短，一般只有4 s多，而且有时可以寻呼响应，第二条则寻呼不到。可以明确排除因用户手机频繁掉电造成第二次寻呼无法接收的偶然因素；另一方面，短时间内用户所处区域的网络信号也不可能反复波动造成频繁离网。

3.3 模拟测试定位故障原因

3.3.1 故障定位分析

a）第二条短消息是否有下发寻呼消息（主要检查BTS侧有无寻呼丢失问题）。
b）终端是否因无法接入造成失败（通过空口信令捕捉跟踪失败情况）。

3.3.2 模拟测试

采用两部手机对空口寻呼消息进行捕捉，发现手机同步尚未完成，因此手机无法监听寻呼信道，从而无法响应此次寻呼，造成寻呼超时失败。由于短消息发送失败，因此SMC停止后续短消息的发送，出现第二条短消息无法正常接收的现象。同时，对不同设备厂家做了同样模拟测试，测试结果就不一样，如表3所示。