GSM网络话音并发短消息业务研究



GSM网络话音并发短消息业务研究

郑势，支敏慧，曲亮

（中国移动通信集团黑龙江有限公司，哈尔滨 150028）

摘 要文章通过对并行业务定点环境验证不同厂家SACCH传送短消息效率，研究参数设置、终端、网络设备机制和连续切换对于话音并发短消息的影响，给出提高GSM网络话音并发短消息成功率可以采取的措施。

关键词GSM网络；SACCH；并行业务；连续切换

1　话音并发短消息机制原理

根据3GPP TS 04.11规范，终端空闲态时短消息在SDCCH信道上传送，通话状态时短消息在SACCH信道上传送。相比独立在SDCCH信道上传送的短消息，这种方式效率会比较低。正常的一条短消息被拆分成若干条SMS Data on SACCH传送，短消息内容越长被拆分的分段会越多，耗时也就会越长。通过TEMS手机（索爱K790c）测试，一条长度为120 byte（60个汉字）的上行SACCH短消息会被分成8个SMS Data on SACCH传送，测试中实际总的传送时间约7.45 s。如图1所示。

3GPP协议TS 23.040中，切换比短消息优先级高。切换会中断正在传送中的SMS Data on SACCH，导致BTS无法合成CP-Data上传。切换完成后若手机终端重新发送CP-Data，如果MSC-S中的SMO Timer未超时，短消息能够发送成功；但是如果遇到连续切换，短消息发送存在失败的概率。

2　SACCH传送短消息效率

采用同一型号版本TEMS终端，在GSM厂商A和 GSM厂商B覆盖范围选取定点场景进行相同的测试。在话音并行短消息静态场景下，分别测试发送63byte 和40个汉字时，统计SACCH分段数、发送完成时长、短消息发送时长、以及整体短消息发送含回执的时长。

通话过程中的短消息发送由手机上发CM Service Request开始，消息内容中表明了请求目的为发短消息：“Service type: (4)Short message service”。CM服务建立后手机开始发送CP-Data，并在SACCH信道上分段发送短消息。之后SMS Sent为短消息内容发送完成，SMS Received为完成与核心网的回执确认，到此短消息过程结束，如图2～4所示。

图1　SMS Data on SACCH分段

如表1、2所示，从两厂家对比来看，话音并行短消息业务在空口的处理流程一致，都分为短消息内容发送阶段、状态确认阶段、短消息回执阶段等3个阶段来处理。从测试结果来看，厂商B整体时延略长，是由于短消息内容发送阶段整体多出一段SACCH分段，造成比厂商A多0.5s左右的延迟，可见不同厂家对SACCH分段的处理机制有所不同。

3　话音并发短消息影响研究

选择大型城市繁华路段驱车测试分析连续切换、参数设置对于话音并发短消息的影响。测试场景：TEMS手机通话过程中发送63 byte短消息，MSC-S参数SMO Timer=10 s。

从图5空口信令可以看到：

11:41:06：手机发起CM Service Request消息。

11:41:07：手机收到CM Service Accept消息。

11:41:11：发生一次切换。

11:41:18：MSC收到CP-Data消息，此时SMO Timer超时，MSC不再处理该消息，短消息发送失败。

MSC-S中参数SMO Timer，针对指并行业务（通话过程中收发短消息）时，MSC-S从发送CM Service Accept消息到收到MO短消息的CP-Data消息之间的时长，测试中MSC-S缺省值为10 s。根据测试情况，在话音并行短消息的场景下，如果手机终端在SACCH信道上发送短消息的过程中遇到切换甚至连续切换，很容易造成短消息发送失败。

从图6空口信令可以看到：

22:28:07：发生CM Service Accept消息。

22:28:08：1s后发生第1次切换。

22:28:15：7s后发生第2次切换。

22:28:22：7s后发生第3次切换。

22:28:28：6s后发生第4次切换。

22:28:36：短消息分段发送完成。

此时距离CM Service Accept消息29s，此时核心网计时器超时（厂商B过MSC-S定时器设置20s），核心网不再处理CP-Data消息，短消息发送失败。

图2　第1阶段短消息内容SACCH分段数

图3　第2阶段状态确认SACCH分段数

测试表明，厂商A和厂商B处理话音并发短消息机制相同，连续切换都会出现并行业务是短消息失败。

4　话音并发短消息成功率优化措施

选择城市切换频繁的区域进行测试验证，测试车速30 km/h，发送并发短信次数24次，发生切换次数83次，平均切换次数3.46次，频繁切换导致短信失败次数2次， 并发短消息失败概率8.3%。厂商BSC全局参数TINIT（用来控制起呼后或发生了切换后，多长时间才允许进行下一次切换，参数设置是以一个480ms的SACCH周期为单位定义）现网该值12，即6 s (12×480 ms)左右才允许继续切换，按照车速6 s行驶50 m。按照城市市区连续发生4次切换，切换中断短信发送时长在24 s左右，核心网定时器超时短信将会发送失败。因此SMO Timer设置在25 s至手机终端定时器超时（45 s）之间，可以规避频繁切换4次导致的并发短信失败问题。

（1）适当增加核心网侧SMO Timer时长，25～45s之间。

（2）3GPP规范TS 24.011规定CPData重传的次数，可以是1次、2次或者3次，不同终端的处理机制均对并发业务时短消息有影响。终端侧增加CP-Data重传次数，可以提升并发短消息成功率。

（3）减少BTS封装短消息发送至BSC的SACCH分段数。

（4）加强大型城市市区频繁切换区域优化，防止乒乓切换、降低小区重叠覆盖度、通过天线方向角和下倾角调整控制越区覆盖、合理优化邻区关系，场景化切换门限、解决小区容量受限、改善局部建筑环境引起的信号快衰落和局部高干扰、解决局部缺少主服务小区等措施降低频繁切换概率。

5　结语

GSM网络下在通话过程中采用主要负责测量的SACCH信道收发短消息，效率比SDCCH信道低、时延大。GSM规范定义切换比短消息优先级高，切换会中断正在传送中的SMS Data on SACCH，导致BTS无法合成CP-Data上传。如果遇到连续切换，

图4　第3阶段短消息回执SACCH分段数

表1　厂商A SACCH传送短消息测试结果

表2　厂商B SACCH传送短消息测试结果

发送及接收短消息时延会变大，进一步如果核心

网或终端相关定时器超时短消息会失败。在大型城市繁华城区，受无线环境和网络负荷影响，SMO Timer设置、频繁切换可能概率性导致并发业务时短消息失败。

图5　厂商A空口的信令图

图6　厂商B 空口的信令图

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

文章编号1008-5599（2015）04-0062-04

文献标识码A

中图分类号TN929.5