短信接通成功率提升研究

房磊 王楚锋

【摘要】短信是一项重要的电信增值业务，其服务质量直接关系到用户感知。由于系统设计的特点，短信接通率在某些传统节日下降已是较为普遍的现象，这在一定程度上造成了用户感知下降。文章针对某省运营商在除夕出现的短信接通率大幅下降的情况进行分析，给出提升系统接通率的方案建议。

【关键词】短信接通率短信中心

1引言

在运营商众多的增值业务当中，短信业务具有特殊地位，在对网络资源占用十分有限的情况下，为运营商带来大量业务收入。正因如此，运营商对短信业务的服务质量(主要是短信系统接通率)十分重视。正常情况下，整个短信系统的设计具有较大的冗余量，这也确保系统能够实现较高的接通率。然而传统节日如中秋、除夕，短信业务量呈现出集中爆发的态势，瞬间业务量高峰在很大程度上超出系统的处理能力极限，从而造成系统接通率的下降。

2短信系统概述

2.1短信业务概述

短信业务属于移动数据通信业务范畴，可分为小区广播业务和点对点业务。

点对点短信业务具有以下特点：

(1)短信的传送采用存储转发方式，即短信被发送出去后，不是直接发送给接收方，而是先存储在短信中心(SMSC)，然后再由SMSC转发给接收方。终端(MS)无论在归属地还是在漫游地，均可收／发短信；即使MS关机、不在无线覆盖范围内或SIM卡存储器中短信溢出时，短信中心自动存储发往该MS的短信，在MS有效时，再发送出去。通常情况下，存储的时间不超过三天，但在节假日高峰，则缩短到一天甚至12小时。

(2)在短信发送过程，短信发送方可以在发出短信后收到一条确认通知，返回发送成功或失败的消息，以及不可到达对方的原因。如无线空中接口信令信道拥塞资源不足、短信中心内存满、处理能力不够而被拒绝都会返回“发送失败”。

2.2短信传送基本流程

由于短信发送一般至少要经历SMSC、PLMN、和NO.7信令网三大部分。对用户而言，移动始发短信(MO)和移动终结短信(MT)是完全独立的两个过程。参与点对点短信发送过程的网络实体包括SMSC、SMS-GMSC、SMS-IWMSC、MSC、MS。

(1)移动始发短信(MO)的基本流程

移动始发的短信从终端接入系统开始到收到短信中心发来的发送成功为止。MO是由主叫发起短信呼叫，将短信发送给VMSC，VMSC接收并根据短信中携带的短信中心的标识号，把短信和被叫号码一起送到NO.7信令网，NO.7信令网根据全局码GT寻址被呼终端归属的SMS-IWMSC，将短信提交给IWMSC、由IWMSC提交短信中心SMSC。图1是MO流程图。

移动始发短信分为以下过程：

◆接入和鉴权加密；

◆发送短信到短信中心；

◆短信中心向手机报告发送结果。

其中接入和鉴权加密的过程和移动用户主叫对应的过程一致。

(2)移动终结短信(MT)的基本流程(如图2所示)

MT类型是终止于终端的业务，短信先发送到被叫终端所归属的SMSC，发送到入口交换机SMS－GMSC，由SMS-GMSC根据被叫号向HLR查询得到目前被呼移动台所在位置，并将短信通过NO.7信令网发送到被叫所在的MSC，MSC查询VLR得到被叫所在的BSC，并对该BSC所属的所有基站发出寻呼信号。整个过程包括路由信息、寻呼、接入和寻呼响应，鉴权加密，短信传送，最后向短信中心报告接受结果，这个结果经SMS_GMSC分别送HLR和短信中心，由短信中心回送始发短信用户。

3影响短信接通率的主要因素分析

3.1短信接通率的定义

短信接通率的定义如下：

短信系统接通率=MO提交成功率*MT下发成功率={手机向短信中心提交成功条数／手机向短信中心提交总条数}*{短信中心成功下发条数／(短信中心含重发的下发条数－用户原因导致的失败条数)}

对短信接通率会产生影响的有三个主要因素：无线资源不足导致SDCCH拥塞、短信中心处理能力不足、信令链路拥塞等。

3.2无线资源

SDCCH是双向专用信道，传送建立连接的信令消息、位置更新消息、鉴权消息、加密消息、信道分配消息以及短信等各种附加业务。

短信发送使用的信道根据手机处于空闲和非空闲状态采用不同的方式：空闲状态通过SDCCH发送，非空闲状态则通过慢速随路控制信道(SACCH)进行传送。

根据短信发送的流程可知，终端只有在请求BTS成功进行信道分配资源才会发送成功，当无线资源紧张，SDCCH出现拥塞时，终端无法获得SDCCH信道资源，会带来两种影响：

(1)MO类型：MO终端发送失败，由于短信无法提交到短信中心，此时影响的主要是用户感知，而不会影响到MO类型的短信接通率；

(2)MT类型：此时短信中心下发的MT短信由于缺少无线信道资源，将无法成功发送到被叫用户，故直接影响到了“MT下发成功率”。

同样，处于通话状态的用户在接收短信时，如果缺少SACCH信道，其主要影响的是“MT下发成功率”。

3.3短信中心处理能力

在处理点对点短信业务中，短信中心的处理能力是一项关键指标，业务量一旦超出短信中心的处理能力，将直接导致短信接通率的下降。而这种情况在中秋、除夕等传统节日十分容易出现。

3.4信令链路拥塞

除去上述影响因素以外，各个网元之间的链路负荷如果过高也会影响短信的传送，一般通过对链路负荷报表数据的分析，可以比较容易地判断出来是否拥塞、拥塞程度如何，以及根据数据情况来决定是否需要进行增加链路。

4某省短信接通成功率下降分析

4.1短信中心现状

该运营商共有6个点对点短信中心，分区域承担全省短信业务的存储、转发，表1是该运营商短信中心处理能力情况。

值得注意的是，短信中心在日常运行过程中，业务量远小于系统的处理能力，系统的接通率指标也很高，仅在某些节假日出现业务高峰时才会出现接通率下降的情况。

4.2数据分析及问题定位

该运营商短信中心在2011年2月3日凌晨00：00－1：00期间，短信接通率急剧下降，从平时的99.72％及日常高峰时期的97％大幅度下降到87％。

(1)短信业务量数据分析

从图3可以看出，业务量从2月2日下午16点开始稳步上升到晚上20点最高点，然后仍旧在高位运行到2月3日凌晨零点，之后系统的业务量恢复到较低水平。2月3日零点以后全天的业务量呈现稳定的“M”字形，全天最高

忙时的小时业务量为1500万条。

(2)各短信中心接通率走势

短信中心2月2日8时－2月3日8时各个短信中心接通率如图4所示。

从接通率指标来看，白天短信的接通率指标正常，一般都能够达到97％以上。结合除夕以外的日常短信接通率指标，可以发现指标有一定的变化规律：正常时

候，白天的指标好于夜晚。除夕当晚由于短信业务量激增，达到日常忙时段的3倍业务量以上，各个短信中心的接通率都有不同程度的下降，其中“SMSC1”指标下降最大，最低时接通率仅达到45.15％，直接导致了整个短信系统的接通率的大幅度下降，平均指标仅为87.36％。

对统计数据分析可知，零点时段所有短信中心的MO提交总条数为1386万，MO未被处理的总条数为232万条，其中SMSC1短信中心未被处理的条数占了全网未被处理条数的88.4％。

再来分析SMSC1短信中心，“向短信中心提交的短信总条数”为404万条，而实际短信中心接纳成功处理的条数仅为190万条，MO的接通率为47.11％，表2是从系统中提取的SMSC1短信中心在零点时段的业务量和接通率。

通过对统计数据的分析可以得出以下结论：全省短信中心接通率指标在2月18日零点均有小幅度下降，但仍属于节假日业务高峰正常下降，导致全省短信接通率降低的主要原因是SMSC1业务区在短时间业务极度集中，大大超出了系统处理能力，系统在大业务量的冲击下，MO提交成功率下降过低从而导致该短信中心全程接通率大幅下降。

5解决方案建议

通过对可能影响短信接通率的因素进行分析，可以确定导致本次接通率大幅度降低的根本原因是短信中心SMSC1在高峰时段的业务量远远超出其处理能力而引起的。

我们将综合考虑经济性、技术可行性和对现网的影响等因素，提出相关的解决方案建议，并对所提出的解决方案优劣势进行全面的比较，以供参考。

方案一：对SMSC1进行扩容

该方案是最为直观的解决SMSC1处理能力不足的办法，其优点是对现网的结构和运维不作任何变化，同时也不存在任何技术上的风险。

然而，综合日常话务量指标较低、系统总体处理能力富余度较大、系统接通率指标好的情况，为满足每年仅有的几次业务量高峰而进行扩容，只会进一步增加系统在非节假日期间的富余处理能力，考虑到投资效益，该方案在经济性方面显然达不到最佳，因此，不建议采取该方案。

方案二：全网短信中心富余处理能力共享——MT模式

通过对2月17日和2月18日48小时的业务量进行分析，我们发现，短信中心SMSC4的处理能力仍有一定的富余度。在这种情况下，可以考虑将SMSC1无法处理的业务分流至SMSC4进行处理。

该方案最大的优点是以全局的视角来合理调度全网的短信处理资源，解决了业务高峰期间，由业务流量不均衡带来的各短信中心的忙闲不均问题。更为重要的是，该方案具有很好的经济性，可以在不增加投资的情况下，达到充分利用现有资源的目的，避免了不必要的投资浪费。

该方案在具体实施时，需要对业务高峰期的前几天各短信中心的业务量进行监测，进而预测可能会出现处理能力不够的短信中心，通过在LSTP侧重新配置端局指向数据，将可能会超负荷的短信中心的部分业务量进行分流，一旦渡过几小时的业务高峰，则将配置数据调整回来。

从运维角度看，该方案需要在春节业务高峰前一段时间对全网的业务数据进行统计分析，并进行预测，业务预测的准确性对方案的最终实施效果将会产生重要影响。此外，短期之内还会增加一定程度的配置调整等维护工作量。

方案三：短信池(SMSC Pool)模式

SMSC Pool技术是一种基于自动分流的技术，其基本思想是通过对短信中心各业务处理单元的性能、容量进行实时监控，实现对业务自动分流。

SMSC Pool的关键技术是通过在短信中心增加流量控制模块，实现对短信业务量的统一分流控制。流量控制中心模块根据部署位置和功能的不同，可分为局内流量控制中心和局间流量控制中心。局内流量控制中心主要负责单套网元不同核心单元的流量控制，而局问流量控制中心主要负责不同短信网元之间的流量控制。该方案目前已有现网应用案例。三种方案的比较如表3所示。

6结束语

通过本文的分析可知，中秋、除夕等传统节日短信系统接通率的下降通常是由短信中心处理能力不足引起的，对运营商而言，为解决这一问题而进行的系统改造、升级或是扩容均应该从网络建设的经济效益出发，在网络服务质量和网络投资两者之间取得平衡。