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PHS短信技术原理及分析

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  短信是PHS主要增值业务之一,越来越得到广大PHS用户的认同和喜爱,在市场上呈现出良好的发展趋势。但PHS短信业务的快速发展,也给PHS网络带来了一些新的问题,给电信公司维护工作提出了新的要求。下文将描述PHS短信的完整流程,包括空中接口信令流程、网络侧组网情况及协议流程,简要分析短信对PHS无线侧的影响,并与GSM短信进行对比。

1、PHS短信空中接口信令流程

  PHS短信的发送、接收是基于语音控制流程(Call Control,CC)及其消息体实现的。主要通过CC SETUP,CC DISConnect,CC ALERTing消息的UUI(User to User Information)单元来完成。

  1.1 短信的发送

  PHS短信的发送是通过CC SETUP和CC DISConnect消息来实现。

  在CC Setup消息中,发送、接收号码分别放置在Calling Party Number和Called Party Number中,短信的相关内容在UUI中。短信发送模式设置为应答模式,即要求系统给出回应。

  在鉴权过程结束后,发送方等待系统的CC Disconnect消息,并根据其Cause Value和回应UUI判断消息发送是否成功。如果在主叫鉴权过程前收到CC Disconnect消息,则认为发送短信失败;如果CC Disconnect消息中不包含UUI应答消息或UUI不符合要求时,也认为发送短信失败。

  1.2 短信的接收

  短信的接收是通过CC Setup和CC Alerting消息来实现。

  系统发到手机的短信附在CC Setup的UUI信息中,同样设置为应答模式,即要求PS在回应的CC A1erting中需要附带短信的应答信息。手机在CC Alerting中发出应答之后,等待系统发出的CC Disconnect。在收到的CC Disconnect中,如果Cause Value为正常的原因值(0x90和0x9F),则认为短信接收成功。

  1.3 UUI单元格式

  (1)发送UUI单元格式

  表l为发送UUI格式,即CC Setup中的UUI格式。根据不同的编码类型,发送短信有不同的长度限制。ASCII短信,UUI第12个字节到第131个字节为短信的内容,最大长度可以为120个字节。中文短信,采用GB2312编码,短信内容前4个字节固定为80H,91H,00H,ODH;UUI第16个字节到131个字节才为短信内容,最大内容长度为116个字节,即58个汉字。

表1 发送UUl格式
1 UUI单元标识符(7EH)
2 UUI单元的长度
3 协议标识符(43H)
4 应用标识字节数(O1H)
5 短消息业务标识(04H)
6 兼容性操作指示(81H)
7 应用数据标识(7EH)
8 数据内容长度
9 应答指示(01为应答模式,00为非应答模式)
10 编码类型(00为ASCII编码,01为GB2312编码)
11 保留为O
12 短信内容


131 短信内容

  (2)回应UUI格式

  表2为回应UUI格式,即CC DISConnet或CC Alerting消息中的UUI格式。当回应UUI第9字节为80H时,表示正确应答,此时无后续字节,UUI长度为9字节;当回应UUI第9字节为8lH时,表示错误,后续字节表示错误原因。

  以上的空中接口信令流程及参数可以通过PHS35C进行测试和检查。

表2 回应UUI格式

BYTE 内 容
l  UUI单元标识符(7EH)
2  UUI单元的长度
3  协议标识符(43H)
4  应用标识字节数(01H)
5  短消息业务标识(04H)
6  兼容性操作指示(8lH)
7  应用数据标识(7EH)
8  数据内容长度
9  ACK为正确应答(80H)NACK为不正确应答(81H)
10 编码类型(00为ASCII编码,01为GB2312编码)
1l 保留为0
12 不正确应答原因表示


131 不正确应答原因表示
2、短信网络侧组网及协议流程

  2.1 PHS短信网络侧组网情况

  短信由PS发送至CS后,被转发至相应的PHS SMC(短信中心),SMC实现短信的接收、存储、提交、转发、重试转发、短消息实体接入控制等功能,各省内根据PHS机型可能设置存在UT、中兴、朗讯3种PHS SMC。各省设有1个短信二级网关LSMG(Low Short Message Gateway);全国在上海、广州设置有两个短信一级网关HSMG(High Short Message Gateway)。短信二级网关提供省内不同SMC之间的互通、地方性SP的接入及与中国移动、中国联通短信网关的互通。短信一级网关提供不同省短信二级网关的互通、全国性SP接入及与北方网通短信网关的互通。

  中国电信短信网关采用全覆盖的组网方式,即两个一级网关全覆盖所有二级网关,两个一级网关互为备用的组网方式。由二级网关上行短信发送至其主覆盖区归属的一级网关,由一级网关下行短信直接发送到目的省的二级网关。

  目前,中国电信PHS短信已经实现了全国联网,也已经和中国网通PHS短信实现了互联,与中国移动、中国联通手机用户的短信互通也将在近期实现。

  2.2 短信网络侧协议流程

  SMC使用SMPP 3.3以上协议,LSMG、HSMG使用SMGP协议。

  下面以某省用户PS1发送短信至外省用户PS2为例,简要描述短信网络侧协议流程,整个流程可以分为短信发送和回执返回两部分。

  (1)短信的发送

  用户PS1将短信发送至短信中心SMC1,SMC1判断短信目的路由后,发送smpp_deliver数据包至LSMG1,LSMG1收到smpp_deliver数据包并确认有效后,返回smpp deliver_resp包给SMC1。

  LSMG1判断短信目的路由后,发送smgp_forward数据包至其归属HSMG,HSMG收到smgp_forward数据包并确认有效后,返回smgp_forward_resp数据包给LSMG1。

  HSMG判断短信目的路由,发送smgp_forward数据包至LSMG2,LSMG2收到smgp_forward数据包确认有效后,返回Smgp_forward_resp数据包给HSMG。

  LSMG2判断短信目的路由,通过smpp_submit数据包发送给PS2归属SMC2,SMC2收到smpp_submit数据包并确认有效后,返回smpp submit_resp数据包给LSMG2。

  (2)回执的返回

  SMC2(使用适当的重发机制)成功下发短信至用户PS2(超时失败)后,发送状态报告回执到LSMG2。经由发送时逆向的路由返回,回执经LSMG2,HSMG,LSMG1返回到SMC1,即图4中的(⑤⑥⑦⑧)。回执返回与短信发送使用相同的协议和流程,只是在协议字段中有专门的回执标识,以便短信中心和短信网关正确区分是短信发送还是回执返回。

  短信中心或短信网关保持发送短信与其回执的对应关系。LSMG1在收到短信成功发送回执后,对用户进行计费。

  网络侧协议流程可以用QSZ07短信测试仪进行分析。

3、PHS短信对无线侧指标的影响

  目前,PHS短信已经有相当大的业务量。以我省某分公司为例,其全天PHS普通电话试呼次数为3752627次、短信起呼次数179361次、短信终呼次数为607703次;从呼叫次数比例来看,PHS短信业务占整个网络业务总量的比例为17.33%。在网络覆盖情况不好的情况下,系统还会产生大量的盲区呼叫短信。SP或短信人工台在做短信群发时,也会产生大量的短信业务。

  PHS短信空中接口流程与语音呼叫类似,需要占用寻呼信道和TCH信道。PHS短信的高业务量会大大增加寻呼信道和TCH信道的负荷,对PHS网络无线侧指标造成明显的影响。例如,某电信公司春节向用户群发祝福短信,造成来话渗透率20%以上的下降。随着PHS短信用户的增加,提供短信增值业务的SP数量、内容不断增加,特别是在与中国移动、中国联通手机短信互通之后,PHS短信的业务量将会大幅度提升,对此,可以在短信网络侧通过简单的扩容来满足需求,但对PHS网络无线侧的影响,还需要电信公司在维护工作中进一步分析和应对。

4、PHS短信与GSM短信的差异

  (1)空中接口采用不同的信令方式

  GSM短信在SDCCH或SACCH信道上传递。若用户处于待机状态,TCH信道未分配,则短信在SDCCH上传递;若用户处于通话状态,TCH信道已经分配,则短信在SACCH上传递。GSM短信与语音是并行的业务,用户在通话过程中可以收发短信。

  PHS短信附加在CC SETUP等消息中的UUI部分上传递。用户在待机状态才能收发短信。

  (2)短信长度不同

  GSM短信长度为140个8位组,英文字符采用7字节编码,可以传递160个字符;汉字采用UCS2编码,可以传递70个汉字。

  PHS短信采用UUI单元格式,采用ASCII编码方式时,传递120个字符;汉字采用GB2312编码,可以传递58个汉字。

  GSM短信和PHS短信长度不同会给短信互联互通带来一些困难。一条GSM短信可能需要经过拆分才能传送至PHS用户,在短信互联互通中的计费方面也需要进行适当的调整,从而给用户使用带来一定程度的不便。

  (3)计费方式不同

  GSM用户只要将短信从手机成功发送至短信中心系统就对用户扣费,不理会短信是否成功送达接收方,短信扣费实时性强。

  PHS短信在用户成功将短信上发至短信中心后并不立即对用户计费,而是要等到接收方成功接收短信,发送方短信中心或短信网关收到短信发送成功回执后才对用户计费。由于PHS短信只有在用户待机状态才能收发以及PHS网络覆盖等方面的原因,接收方PS可能不能立即成功接收短信,PHS SMC需要采用适当的前发机制,如用户忙采用1min、3min、10min等重发机制,用户不在服务区采用1h、3h等重发机制。短信最多保留48h,48h后仍然不能成功下发就回送失败状态回执。所以,PHS短信扣费是准实时的,有可能出现48h的滞后。
作者:李文斌   来源:中国联通网站

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