小区短信业务对网络的影响及其优化

摘要　介绍了小区短信业务及技术方案，分析了当前小区短信的使用情况，在此基础上，评估了小区短信对网络指标的影响，并重点对MSC无应答错误进行了研究，最后针对小区短信对网络指标的影响给出了相应的优化措施。

1、小区短信业务原理

小区短信业务是通过信令检测手段获得手机用户的位置变动状态信息，结合目前移动通信网络及短消息发布平台，实现在特定的时间为特定地点（如机场、车站、商场、酒店、旅游景点、会议地点等）的特定客户群（旅客、购物者、住宿及就餐人员、参加会议的人员等）提供特定频次的富有个性化信息服务的一种新型的短信增值业务。

小区短信系统是利用高阻模块和三通射频连接器复接A接口得到手机进出特定小区需与交换机交换的位置信息的特性（包括手机开关机、周期更新、电话呼入与呼出、短信接收与发送、位置切换与更新），结合目前移动通信网络短消息系统，实现在特定区域、时间对特定用户群发送定制服务短信的个性化短信增值服务系统。从技术角度来讲，小区短信并不是一种新的技术，其信令采集方式和短信发送方式都和漫游短信系统一致，只是业务需求不同。

小区短信自2005年在全国推广建设至今，业务发展迅速，目前在各省市发展到日均50万条、节假日100万～150万条的业务量，为商家和移动用户提供了便利的资讯，已成为移动增值业务的一大亮点。

2、小区短信业务对现网的影响

2.1　现状分析

小区短信发送主要针对特定小区的手机用户，而非个别手机用户。只要手机用户进入业务指定的"小区"，系统在一定时间内可以识别并根据预先定制的方案向其发送短信，因此小区短信同一般点对点消息和梦网消息具有不同的下行特点：点对点和AO消息从整体来看具有无序性，即业务比较均匀地分布在不同的交换机上；小区短信下行消息具有强烈的指向性，大量消息在短时间内通过特定交换机进行下发，而MSC和BSC等资源（包括处理能力和无线信道）是有限的，超过一定值，负荷增大，许多消息就无法处理，造成短信下发MSC无应答、MSC拒绝等错误的增加，导致网络接通率下降，影响话务接通和短信的及时接收。

此外，由于小区短信业务的特殊性，登记用户越多、网络越繁忙的小区往往就是小区短信需要发送的小区，该小区的忙时也就是小区短信的流量高峰时，若不加控制，很容易造成"越忙越发，越发越忙"的不利局面，从而影响到网络质量和用户感知。

2.2　量化分析

MSC无应答导致的短信下发失败中40%的都是由小区短信引起，短信接通率被拉下0.5个百分点，严重影响了短消息网络的接通率。因此我们把小区短信对网络的影响分析主要放在对MSC无应答错误的分析上。

首先定义一个参数EMTR（Error MT Rate），其值定义为：

EMTR=某种错误码导致的失败条数÷某类业务的短信下发总量

我们统计了短信中心EMTR（MSC无应答）和小区短信EMTR（MSC无应答）：

短信中心EMTR（MSC无应答）=短信中心MSC无应答总数÷短信中心MT总量

小区短信EMTR（MSC无应答）=小区短信MSC无应答总数÷小区短信的MT总量

从业务发展增长期1个月的时间来分析，短信中心EMTR（MSC无应答）和小区短信EMTR（MSC无应答）。

小区短信EMTR（MSC无应答）远远高于其他业务，即相同发送量的情况下，小区短信会较其他业务出现更多的MSC无应答错误。若某业务的EMTR（MSC无应答）和短信中心EMTR（MSC无应答）相同，说明该业务不会增加或减少MSC无应答失败对短信业务质量的影响，若某业务的EMTR（MSC无应答）高于短信中心的，则说明该业务的MSC无应答发生概率多于其他业务，如果该业务的发送量逐渐增大到一定规模，将会对短信网络质量有较大的影响。

定义一个参数——指标破坏比，其值定义为：

指标破坏比=某业务EMTR（MSC无应答）÷短信中心EMTR（MSC无应答）

该值反映当天该业务对短信接通率指标的破坏程度，值越大，说明该业务对指标的破坏越大，当某业务没有影响指标，即既没有拉升指标也没有拖后指标，其指标破坏比为1。

若指标破坏比为10以上，对指标的影响就比较大了，为业务增长期一个月内小区短信的指标破坏比。

小区短信指标破坏比值较高，随着业务的发展，业务量比重的增大，对网络指标的影响将趋明显。

3、优化方案

3.1　原因分析

在短信系统维护手册上查询关于MSC无应答的解释为MT消息在所设置的时间内没有回应答消息，可能是无线环境比较差造成。

此种解释不够详细，跟踪信令并深入研究协议发现，实际上MSC无应答错误更多的不是在规定的时间内没回应答消息，而是MSC回送了"无应答"消息。很多时候，短信息中心FORWARD SM发出后，MSC有END的回复信令包，然而短信息中心和MS之间还有短信息中继协议在协调短信的发送，短信息中心和MS之间会建立一条中继路径（Relay Path），短信息中心会根据中继协议（RP）来详细定义MT的下发故障，而MAP层的信令消息只是作为传送短信息消息体。MSC无应答的故障，实际上很多是由于短信息中心收到RP返回的详细故障。

因此，关于MSC无应答错误更合理的解释为：短信息中继协议（SM-RP）上的错误返回信息，指短信息中心在MT下发的时候，MSC在下发短信到MS的过程中由于某些原因出现障碍，导致所需时间过长，因而MSC在SM-RP上向短信息中心作出回应。从ETSI关于短信息的规范中知道，当SMR实体在空闲状态的时候，接收到一个来自SM-TL的TPDU中继请求，它会生成一个包含有TPDU的RP-DATA消息包，并把这个消息包传送出去，然后设定TR1*定时器开始计时，并进入等待RP-ACK的状态。

当SMR实体在等待RP-ACK的状态的时候，有3种情况会出现：

（1）接收到一个RP-ACK或者RP-ERROR的消息包（包含有之前与传送的RP-DATA消息包相同的参数）；

（2）接收到一个CM子层的错误指示；

（3）定时器TR1*过期。

在网络基本正常的情况下，MSC无应答这种故障一般是由于第一种情况造成的，就是接收到一个RP-ERROR消息包指示MSC无应答。出现该错误的原因可能是无线环境比较差造成的，解决办法是优化基站子系统参数。

小区短信MSC无应答错误的比例远高于其他短信业务，因此，无线环境比较差不是根本原因。分析小区短信的业务特点，小区短信下发的触发点为手机开关机、周期更新、电话呼入与呼出、短信接收与发送、位置切换与更新等，而手机和交换机进行信息交互时需要占用SDCCH信道，因此当小区短信系统一检测到这些信息后立即进行该小区下短信的群发，就容易造成SDCCH信道拥塞，从而造成短信由于MSC无应答失败。

因此，减少小区短信MSC无应答错误的关键就是找到合适的发送规则，避免瞬间对同一扇区进行短信群发。

3.2　优化措施

（1）在小区短信发送流程中增加了检查系统发送扇区的短信量是否超过规定发送量的程序，超过则顺延一定时间再提交。

具体下发流程如下：

1）检查手机用户发生动作的扇区是否存在业务；

2）如果存在业务，检查该手机号码是否属于黑名单，如果该手机号码不属于黑名单继续业务发送流程；

3）检查该手机号码当日内收到的小区短信条数是否超过系统内部设置的最大深度（一般3～5条），不超过时继续业务发送流程；

4）检查该业务是否有自己的发送手机号码群，如果有，则只能对群内号码实时发送流程；

5）检查当前时间是否符合业务规定发送时间，如果符合继续业务发送流程；

6）检查该手机用户动作是否符合业务规定，如果符合继续业务发送流程；

7）检查该手机用户归属地（省内、省外、当地手机、外地手机等）是否符合业务规定，如果符合继续业务发送流程；

8）检查手机用户是否已收到过该内容，如果上次收到时间到现在超过了该业务规定的最小接收时间间隔则可以再次发送业务，否则放弃；

9）提交该小区短信到短信发送程序，短信发送程序检查系统当前发送短信量是否在移动网关规定发送流量内，如果超过规定发送量，顺延一定时间再提交（该顺延时间可定义，超过后放弃发送）；

10）短信发送程序检查系统发送扇区的短信量是否超过规定发送量（可根据扇区所在基站的SDCCH信道等参数来规定），超过则顺延一定时间再提交（该顺延时间可定义，超过后放弃发送）；

11）短信发送给该手机用户，小区短信系统接收短信网关发回的状态报告。

（2）在短信网关上对小区短信进行严格的流量控制，平衡网络资源和业务发展需求。

（3）将小区短信业务调整至仅承担AO业务的短信中心上下发，不影响手机点对点业务，同时也便于灵活配置参数。

（4）将小区短信的有效期设置为30 min，超过30 min下发不成功的不再重发。

（5）将短信中心等待MSC消息超时时间加长，由45 s更改为60 s（部分MSC无应答消息会转为MSC系统错误或MSC拒绝错误）。

3.3　优化效果

通过以上措施，小区短信MSC无应答错误的条数明显减少，表2是优化后的小区短信下发错误分布，从表中可以看出MSC类错误仅占下发总量的2%。

4、总结

小区短信虽然是一项具有较好收益的短信增值业务，但是由于其本身的特点和缺陷，无限制地大规模发展很可能会影响网络的整体性能，对话务接续、短信、GPRS、WAP等业务的质量带来不利影响。

因此需要加强对小区短信的监控，出现异常流量和异常错误时应及时关注，影响网络性能时应及时调整，积极寻找发展业务与保持网络性能的平衡点，在保障网络性能的同时最大可能地发展业务。