基于短消息的0TA空中下载技术

潘峰

　　O、前言

　　移动数据业务的发展一方面要取决于应用内容的发展，同时也要考虑应用使用的便捷性。简单、贴近用户的应用才能得到用户的认可而得到快速发展。而随着应用的不断开发推出，OTA空中下载技术的作用日益被人们所重视。

　　OTA是通过移动通信网(GSM或CDMA)的空中接口对SIM卡数据及应用进行远程管理的技术。空中接口可以采用SMS、WAP、GPRS、CDMA1X等技术。而基于短消息的OTA空中下载技术正是从用户习惯于通过短消息来接受数据业务的前提下而应运而生，成为OTA技术中最为简单可靠的手段。基于短消息的OTA技术是目前2G中最实用、投资最少的一个方案，它满足了用户对业务简单性、易用性、可下载性这三方面的要求，成为移动数据业务的强大推动器。目前，基于短消息的OTA空中下载技术主要针对的是基于短信的信息点播、在线短信游戏、移动聊天、个人助理等应用。而歌曲下载，在线视频等应用将随着基于短消息的OTA空中下载技术与MMS，WAP、GPRS以及将来的3G技术结合而变得更加简单易用。

　　1、基于短消息的OTA空中下载技术的功能和结构

　　基于短消息的OTA空中下载技术是指用户可以根据自己的需要，随时增加或删除自己OTA卡上的移动梦网短信业务菜单，以此实现梦网服务的个性化和业务更新的实时性，同时使运营商能更方便、迅速地全面展开各项数据业务。

　　基于短消息的OTA菜单下载的实现借助于STK功能和短消息通道，支持空中下载的OTA卡提供人机接口界面供用户发起下载申请，OTA应用下载服务器根据用户请求，以数据短消息(SIM_Data Download模式)的形式将相应的服务下载内容发给用户手机，并将下载数据透明地传递给用户OTA卡，OTA卡对下载内容进行组织存贮，实现相应的STK卡菜单管理。

　　另外，运营商可以通过使用OTA系统，来完成GPRS、WAP、MMS、WLAN等业务的配置参数的自动配置，OTA应用服务器将参数按某种特定的格式进行包装，进而形成特定的短信息发送到终端。如果用户的终端支持OTA规范的话，在用户确认后手机就会将这种特殊的短信息转变为相应的参数，因此，OTA系统不仅给用户带来了方便，而且给运营商提供了更加快捷的途径。

　　2、基于短消息的OTA空中下载技术对用户数据业务量的影响

　　2.1　基于短消息的OTA空中下载技术对用户短消息量引起的变化

　　基于短消息的OTA空中下载技术将增加移动用户短消息使用量。例如，2002年，山东移动推出了基于短消息的OTA空中下载技术的32kOTA卡，大大推动了“移动梦网”在山东的普及。到2002年8月份，山东共有150万OTA-STK卡的用户，占用户总数的20%～25%，同时梦网短信的流量提高了25%。

　　OTA技术对短信的影响体现在以下几个方面：

　　·OTA菜单空中下载本身产生的短信数据量

　　由于OTA菜单基本都是基于短信的业务，其数据一般在1KB以下，通过短信打包下载，一般都在一个短信分组(10条短信)以下，而且OTA菜单下载业务只需一次，不需反复下载使用。因此，OTA菜单空中下载本身产生的短信数据量较小。

　　·点到点短信业务

　　对手机到手机的短消息业务影响主要在于移动QQ等即时消息业务，由于即时消息业务在互联网上的广泛使用，移动即时消息业务的OTA菜单化，将简化该业务的使用，促进该业务的使用量。另外，由于用户可以通过OTA菜单去网上发送贺卡或问候语给对方手机，从而会增加用户间问候性的短消息短信业务量，使互联网上流行的电子贺卡移植到手机上，提高短信业务的使用量

　　·点播短信业务

　　由于将把现有手机银行、手机证券等点播业务集合在OTA菜单中，使用这些业务变得更加简单，移动用户无须记忆服务代码，就可以在手机的菜单中选择应用服务，同时用户可以选择自己喜欢的业务进行菜单定制。从而大大刺激了点播业务的使用量。

　　·PUSH业务

　　OTA为运营商提供一条主动向用户发送消息的简单方便的手段。PUSH业务可以实现新业务的推出，广告的发送等。有了OTA技术，使得PUSH业务会方便地使用。

　　由于短消息业务对终端和用户层次要求不高，短消息业务无疑是面向移动用户的最具普遍意义的移动数据业务。因此，由于OTA的推出，将大大增大用户BHSM值和短信业务使用量。

　　2.2　基于短消息的OTA空中下载技术引起用户其他数据业务使用量的变化

　　因为OTA菜单起到一个移动互联门户的作用，除了可使与SP相关的短消息量增加，同时可引发用户使用GPRS及其他技术来实现其他应用(如歌曲、图片)的下载。首先，通过使用OTA系统，来完成GPRS、WAP、MMS、WLAN等业务的配置参数的自动配置，可以方便用户进行这些业务地使用，降低用户这些业务的使用复杂性。另外，通过OTA菜单可以引导用户对这些业务的使用。因此，基于短消息的OTA空中下载技术将提高用户其他数据业务的使用量。

　　3、基于短消息的OTA空中下载技术对核心网络的影响

　　3.1　网络需添加的设备

　　运营商要提供基于短消息的OTA空中下载技术，需添加OTA应用下载服务器，采取分平台的方式，将OTA应用下载服务器连接在各省市公司内部局域网上，由各省市公司根据本省用户数和短信网关的处理能力，决定服务器数量、硬件配置和具体连接点。

　　OTA应用下载服务器相应的主要指标有吞吐量、存储能力、及短信网关的兼容性。配置参数有ICP接入号、ICP密码、企业代码、企业密码、接入端口号、短信网关公网IP、短信分组值、OTA下载密钥、远程文件更新密钥。

　　主要要求如下：

　　——OTA系统平台必须可用于与各省现有网关的传输、交互。如需应同时支持；

　　——OTA系统平台在模拟测试环境，单条M0返回单条MT情况下，处理能力不少于20条MO/秒。系统的平台在500万用户的条件下，能够存储MO/MT日志数据6个月；

　　——网上定制服务器：可以和OTA应用下载服务器合设，或单独设立。

　　3.2　网络影响到的设备

　　短信网关：需与OTA应用下载服务器相连，增加该OTA应用下载服务器的ICP接入号。短信网关的处理能力需考虑到0TA应用下载服务器的MO及MT请求，以及由OTA菜单引起的用户BHSM增加，考虑到冗余，而相应提高短信网关的忙时处理能力。

　　短信中心：短信中心的处理能力需考虑到OTA应用下载服务器的MO及MT请求，以及由OTA菜单引起的用户BHSM增加。分别对MO、MT方式的业务量进行预测，设备的处理能力考虑15%的冗余，计算业务需求量及设备需求。短信中心所需的7号信令链路数量根据短信中心SMSC忙时处理能力要求进行调整。

　　4、基于短消息的OTA空中下载技术对无线网络的影响

　　从无线网的角度来看，基于短消息的OTA空中下载技术的引入主要引起用户短消息使用量的增加。在目前的GSM网上，SMS短消息仍绝大多数由控制信道(SDCCH)来承载，因此需相应增加SDCCH的配置。

　　我们举一个最小数据字节的MO业务的下载时间为例进行分析。M0下载请求的命令数据为：1个字节的命令类型、1个字节的命令长度、命令参数里3字节的MO服务索引和2个字节卡片的可用空间，共7个字节，加上23字节的安全应用数据共30字节。所以M0下载请求的CM子层的数据单元长度为141字节。我们知道在GSM网中有两种复帧结构，一个是26个TDMA帧构成的复帧，用于业务信道，如TCH+SACCH业务信道：另一个是由51个TDMA帧构成的复帧，用于控制信道，如传送短消息的独立专用控制信道(SDCCH)。在物理层，一个TDMA帧持续的时间为4.615ms。因为控制信道(BCCH，CCCH，SDCCH+SACCH)安排在51个TDMA帧构成的复帧中，因此在SDCCH上发送141个字节的MO下载请求短消息所需的时间t=[141/23]*51*4.615ms=1.65秒。

　　下载一个业务有可能需要高达十几条短信数，假设网关分组值为10，业务短信条数为20，该业务MO下载的信道占用时长=MO下载申请时长+20×每条业务短信下载时长+一次确认时长=56秒。不到16merl。而且用户对某业务只需下载一次即可。因此0TA业务应用数据的下载本身对无线网的SDCCH配置影响很小。

　　由于0TA业务的运用，用户使用具体业务的短信使用量会大量增加。具体业务使用时业务短信的无线信道占用时长一般为上行点发时长+下行占用时长约为5秒。虽然业务的无线信道占有时间较小，但由于使用量较大，对SDCCH的配置会产生一定影响。

　　因此，具体的SDCCH配置可根据0TA引入而引起的短消息量的增加，调整SDCCH呼叫模型，计算出SDCCH信道需分配的话务量。根据SDCCH信道需分配的话务量查爱尔兰表，可知应分配的SDCCH的逻辑信道数。

　　0TA业务除了可使与SP相关的短消息量增加，还可引发用户使用GPRS及其他技术来实现其他应用(如歌曲、图片)的下载。所以会同时影响到GPRS无线信道的配置。

　　5、基于短消息的0TA空中下载技术的发展方向

　　5.1　0TA承载方式的发展

　　由于0TA是基于短消息的。所以其发展要随着短消息的发展而发展。SMS的缺点；消息格式简单，只支持简单文本，无法传输图象或音频信息。同时，SMS消息长度受限。如果发送的业务应用数据太长，则需要拆分成多个短消息，分段的结果就会使得SMS较其他数据承载方式的成本要高；由于这两个缺点，造成目前的OTA菜单简单，下载大业务时需分组分条处理，造成下载大业务时的用时较长和不连续，增加了业务下载不成功的可能性。

　　另外，GSM03.40中定义的SMS协议数据单元(PDU)固定了各种首部域，效率不高，使得SMS的适应能力大打折扣。与GPRS和USSD相比，SMS提供数据传输速率低，且等待时间长，主要是因为SMS使用的是速度很慢的信令信道。

　　而SMS over GPRS与原有SMS主要区别为原有SMS是在无线口上通过MM(移动性管理)子层，使用SACCH(随机接入信道)或SDCCH(专用控制信道)进行传递，SMS over GPRS则使用PDTCH(分组业务信道)进行收发。原有SMS在A接口通过SCCP进行承载，而SMS over GPRS使用Gb口进行承载，这样减少了SCCP链路需求，降低了数据下载的成本，同时提高了OTA菜单下载的速度。

　　5.2　业务模式的发展

　　由于受GSMll.14的限制，目前SIM卡与手机之间的接口只支持有限的功能，如发起呼叫，发送短信等。支持新业务和新功能的有限。加上各个手机厂家对GSMll.14的支持程度不一，一般只能使用GSMll.14的简单功能。可以预见，今后0TA菜单在支持短信业务的基础上，会使用类似MMS的业务机制，扩展到通过上发短信来激发网络侧来产生其他的数据业务。具体业务模式见表1。

业务发起方式	业务产生方式	典型业务
短信(over SDCCH or GPRS)	短信(over SDCCH or GPRS)	信息点播、移动QQ、短信游戏、远程配置文件更新。
短信(over SDCCH or GPRS)	WAP over GPRS	彩信下载、收发电子邮件
短信(over SDCCH or GPRS)	GPRS	歌曲下载，在线视听

摘自　泰尔网