短信接通成功率提升研究

房磊 王楚鋒

【摘要】短信是一項重要的電信增值業(yè)務(wù)，其服務(wù)質(zhì)量直接關(guān)系到用戶感知。由于系統(tǒng)設(shè)計的特點，短信接通率在某些傳統(tǒng)節(jié)日下降已是較為普遍的現(xiàn)象，這在一定程度上造成了用戶感知下降。文章針對某省運營商在除夕出現(xiàn)的短信接通率大幅下降的情況進行分析，給出提升系統(tǒng)接通率的方案建議。

【關(guān)鍵詞】短信接通率短信中心

1引言

在運營商眾多的增值業(yè)務(wù)當中，短信業(yè)務(wù)具有特殊地位，在對網(wǎng)絡(luò)資源占用十分有限的情況下，為運營商帶來大量業(yè)務(wù)收入。正因如此，運營商對短信業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量(主要是短信系統(tǒng)接通率)十分重視。正常情況下，整個短信系統(tǒng)的設(shè)計具有較大的冗余量，這也確保系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)較高的接通率。然而傳統(tǒng)節(jié)日如中秋、除夕，短信業(yè)務(wù)量呈現(xiàn)出集中爆發(fā)的態(tài)勢，瞬間業(yè)務(wù)量高峰在很大程度上超出系統(tǒng)的處理能力極限，從而造成系統(tǒng)接通率的下降。

2短信系統(tǒng)概述

2.1短信業(yè)務(wù)概述

短信業(yè)務(wù)屬于移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)范疇，可分為小區(qū)廣播業(yè)務(wù)和點對點業(yè)務(wù)。

點對點短信業(yè)務(wù)具有以下特點：

(1)短信的傳送采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式，即短信被發(fā)送出去后，不是直接發(fā)送給接收方，而是先存儲在短信中心(SMSC)，然后再由SMSC轉(zhuǎn)發(fā)給接收方。終端(MS)無論在歸屬地還是在漫游地，均可收／發(fā)短信；即使MS關(guān)機、不在無線覆蓋范圍內(nèi)或SIM卡存儲器中短信溢出時，短信中心自動存儲發(fā)往該MS的短信，在MS有效時，再發(fā)送出去。通常情況下，存儲的時間不超過三天，但在節(jié)假日高峰，則縮短到一天甚至12小時。

(2)在短信發(fā)送過程，短信發(fā)送方可以在發(fā)出短信后收到一條確認通知，返回發(fā)送成功或失敗的消息，以及不可到達對方的原因。如無線空中接口信令信道擁塞資源不足、短信中心內(nèi)存滿、處理能力不夠而被拒絕都會返回“發(fā)送失敗”。

2.2短信傳送基本流程

由于短信發(fā)送一般至少要經(jīng)歷SMSC、PLMN、和NO.7信令網(wǎng)三大部分。對用戶而言，移動始發(fā)短信(MO)和移動終結(jié)短信(MT)是完全獨立的兩個過程。參與點對點短信發(fā)送過程的網(wǎng)絡(luò)實體包括SMSC、SMS-GMSC、SMS-IWMSC、MSC、MS。

(1)移動始發(fā)短信(MO)的基本流程

移動始發(fā)的短信從終端接入系統(tǒng)開始到收到短信中心發(fā)來的發(fā)送成功為止。MO是由主叫發(fā)起短信呼叫，將短信發(fā)送給VMSC，VMSC接收并根據(jù)短信中攜帶的短信中心的標識號，把短信和被叫號碼一起送到NO.7信令網(wǎng)，NO.7信令網(wǎng)根據(jù)全局碼GT尋址被呼終端歸屬的SMS-IWMSC，將短信提交給IWMSC、由IWMSC提交短信中心SMSC。圖1是MO流程圖。

移動始發(fā)短信分為以下過程：

◆接入和鑒權(quán)加密；

◆發(fā)送短信到短信中心；

◆短信中心向手機報告發(fā)送結(jié)果。

其中接入和鑒權(quán)加密的過程和移動用戶主叫對應(yīng)的過程一致。

(2)移動終結(jié)短信(MT)的基本流程(如圖2所示)

MT類型是終止于終端的業(yè)務(wù)，短信先發(fā)送到被叫終端所歸屬的SMSC，發(fā)送到入口交換機SMS－GMSC，由SMS-GMSC根據(jù)被叫號向HLR查詢得到目前被呼移動臺所在位置，并將短信通過NO.7信令網(wǎng)發(fā)送到被叫所在的MSC，MSC查詢VLR得到被叫所在的BSC，并對該BSC所屬的所有基站發(fā)出尋呼信號。整個過程包括路由信息、尋呼、接入和尋呼響應(yīng)，鑒權(quán)加密，短信傳送，最后向短信中心報告接受結(jié)果，這個結(jié)果經(jīng)SMS_GMSC分別送HLR和短信中心，由短信中心回送始發(fā)短信用戶。

3影響短信接通率的主要因素分析

3.1短信接通率的定義

短信接通率的定義如下：

短信系統(tǒng)接通率=MO提交成功率*MT下發(fā)成功率={手機向短信中心提交成功條數(shù)／手機向短信中心提交總條數(shù)}*{短信中心成功下發(fā)條數(shù)／(短信中心含重發(fā)的下發(fā)條數(shù)－用戶原因?qū)е碌氖l數(shù))}

對短信接通率會產(chǎn)生影響的有三個主要因素：無線資源不足導致SDCCH擁塞、短信中心處理能力不足、信令鏈路擁塞等。

3.2無線資源

SDCCH是雙向?qū)Ｓ眯诺溃瑐魉徒⑦B接的信令消息、位置更新消息、鑒權(quán)消息、加密消息、信道分配消息以及短信等各種附加業(yè)務(wù)。

短信發(fā)送使用的信道根據(jù)手機處于空閑和非空閑狀態(tài)采用不同的方式：空閑狀態(tài)通過SDCCH發(fā)送，非空閑狀態(tài)則通過慢速隨路控制信道(SACCH)進行傳送。

根據(jù)短信發(fā)送的流程可知，終端只有在請求BTS成功進行信道分配資源才會發(fā)送成功，當無線資源緊張，SDCCH出現(xiàn)擁塞時，終端無法獲得SDCCH信道資源，會帶來兩種影響：

(1)MO類型：MO終端發(fā)送失敗，由于短信無法提交到短信中心，此時影響的主要是用戶感知，而不會影響到MO類型的短信接通率；

(2)MT類型：此時短信中心下發(fā)的MT短信由于缺少無線信道資源，將無法成功發(fā)送到被叫用戶，故直接影響到了“MT下發(fā)成功率”。

同樣，處于通話狀態(tài)的用戶在接收短信時，如果缺少SACCH信道，其主要影響的是“MT下發(fā)成功率”。

3.3短信中心處理能力

在處理點對點短信業(yè)務(wù)中，短信中心的處理能力是一項關(guān)鍵指標，業(yè)務(wù)量一旦超出短信中心的處理能力，將直接導致短信接通率的下降。而這種情況在中秋、除夕等傳統(tǒng)節(jié)日十分容易出現(xiàn)。

3.4信令鏈路擁塞

除去上述影響因素以外，各個網(wǎng)元之間的鏈路負荷如果過高也會影響短信的傳送，一般通過對鏈路負荷報表數(shù)據(jù)的分析，可以比較容易地判斷出來是否擁塞、擁塞程度如何，以及根據(jù)數(shù)據(jù)情況來決定是否需要進行增加鏈路。

4某省短信接通成功率下降分析

4.1短信中心現(xiàn)狀

該運營商共有6個點對點短信中心，分區(qū)域承擔全省短信業(yè)務(wù)的存儲、轉(zhuǎn)發(fā)，表1是該運營商短信中心處理能力情況。

值得注意的是，短信中心在日常運行過程中，業(yè)務(wù)量遠小于系統(tǒng)的處理能力，系統(tǒng)的接通率指標也很高，僅在某些節(jié)假日出現(xiàn)業(yè)務(wù)高峰時才會出現(xiàn)接通率下降的情況。

4.2數(shù)據(jù)分析及問題定位

該運營商短信中心在2011年2月3日凌晨00：00－1：00期間，短信接通率急劇下降，從平時的99.72％及日常高峰時期的97％大幅度下降到87％。

(1)短信業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)分析

從圖3可以看出，業(yè)務(wù)量從2月2日下午16點開始穩(wěn)步上升到晚上20點最高點，然后仍舊在高位運行到2月3日凌晨零點，之后系統(tǒng)的業(yè)務(wù)量恢復到較低水平。2月3日零點以后全天的業(yè)務(wù)量呈現(xiàn)穩(wěn)定的“M”字形，全天最高

忙時的小時業(yè)務(wù)量為1500萬條。

(2)各短信中心接通率走勢

短信中心2月2日8時－2月3日8時各個短信中心接通率如圖4所示。

從接通率指標來看，白天短信的接通率指標正常，一般都能夠達到97％以上。結(jié)合除夕以外的日常短信接通率指標，可以發(fā)現(xiàn)指標有一定的變化規(guī)律：正常時

候，白天的指標好于夜晚。除夕當晚由于短信業(yè)務(wù)量激增，達到日常忙時段的3倍業(yè)務(wù)量以上，各個短信中心的接通率都有不同程度的下降，其中“SMSC1”指標下降最大，最低時接通率僅達到45.15％，直接導致了整個短信系統(tǒng)的接通率的大幅度下降，平均指標僅為87.36％。

對統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析可知，零點時段所有短信中心的MO提交總條數(shù)為1386萬，MO未被處理的總條數(shù)為232萬條，其中SMSC1短信中心未被處理的條數(shù)占了全網(wǎng)未被處理條數(shù)的88.4％。

再來分析SMSC1短信中心，“向短信中心提交的短信總條數(shù)”為404萬條，而實際短信中心接納成功處理的條數(shù)僅為190萬條，MO的接通率為47.11％，表2是從系統(tǒng)中提取的SMSC1短信中心在零點時段的業(yè)務(wù)量和接通率。

通過對統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分析可以得出以下結(jié)論：全省短信中心接通率指標在2月18日零點均有小幅度下降，但仍屬于節(jié)假日業(yè)務(wù)高峰正常下降，導致全省短信接通率降低的主要原因是SMSC1業(yè)務(wù)區(qū)在短時間業(yè)務(wù)極度集中，大大超出了系統(tǒng)處理能力，系統(tǒng)在大業(yè)務(wù)量的沖擊下，MO提交成功率下降過低從而導致該短信中心全程接通率大幅下降。

5解決方案建議

通過對可能影響短信接通率的因素進行分析，可以確定導致本次接通率大幅度降低的根本原因是短信中心SMSC1在高峰時段的業(yè)務(wù)量遠遠超出其處理能力而引起的。

我們將綜合考慮經(jīng)濟性、技術(shù)可行性和對現(xiàn)網(wǎng)的影響等因素，提出相關(guān)的解決方案建議，并對所提出的解決方案優(yōu)劣勢進行全面的比較，以供參考。

方案一：對SMSC1進行擴容

該方案是最為直觀的解決SMSC1處理能力不足的辦法，其優(yōu)點是對現(xiàn)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運維不作任何變化，同時也不存在任何技術(shù)上的風險。

然而，綜合日常話務(wù)量指標較低、系統(tǒng)總體處理能力富余度較大、系統(tǒng)接通率指標好的情況，為滿足每年僅有的幾次業(yè)務(wù)量高峰而進行擴容，只會進一步增加系統(tǒng)在非節(jié)假日期間的富余處理能力，考慮到投資效益，該方案在經(jīng)濟性方面顯然達不到最佳，因此，不建議采取該方案。

方案二：全網(wǎng)短信中心富余處理能力共享——MT模式

通過對2月17日和2月18日48小時的業(yè)務(wù)量進行分析，我們發(fā)現(xiàn)，短信中心SMSC4的處理能力仍有一定的富余度。在這種情況下，可以考慮將SMSC1無法處理的業(yè)務(wù)分流至SMSC4進行處理。

該方案最大的優(yōu)點是以全局的視角來合理調(diào)度全網(wǎng)的短信處理資源，解決了業(yè)務(wù)高峰期間，由業(yè)務(wù)流量不均衡帶來的各短信中心的忙閑不均問題。更為重要的是，該方案具有很好的經(jīng)濟性，可以在不增加投資的情況下，達到充分利用現(xiàn)有資源的目的，避免了不必要的投資浪費。

該方案在具體實施時，需要對業(yè)務(wù)高峰期的前幾天各短信中心的業(yè)務(wù)量進行監(jiān)測，進而預(yù)測可能會出現(xiàn)處理能力不夠的短信中心，通過在LSTP側(cè)重新配置端局指向數(shù)據(jù)，將可能會超負荷的短信中心的部分業(yè)務(wù)量進行分流，一旦渡過幾小時的業(yè)務(wù)高峰，則將配置數(shù)據(jù)調(diào)整回來。

從運維角度看，該方案需要在春節(jié)業(yè)務(wù)高峰前一段時間對全網(wǎng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，并進行預(yù)測，業(yè)務(wù)預(yù)測的準確性對方案的最終實施效果將會產(chǎn)生重要影響。此外，短期之內(nèi)還會增加一定程度的配置調(diào)整等維護工作量。

方案三：短信池(SMSC Pool)模式

SMSC Pool技術(shù)是一種基于自動分流的技術(shù)，其基本思想是通過對短信中心各業(yè)務(wù)處理單元的性能、容量進行實時監(jiān)控，實現(xiàn)對業(yè)務(wù)自動分流。

SMSC Pool的關(guān)鍵技術(shù)是通過在短信中心增加流量控制模塊，實現(xiàn)對短信業(yè)務(wù)量的統(tǒng)一分流控制。流量控制中心模塊根據(jù)部署位置和功能的不同，可分為局內(nèi)流量控制中心和局間流量控制中心。局內(nèi)流量控制中心主要負責單套網(wǎng)元不同核心單元的流量控制，而局問流量控制中心主要負責不同短信網(wǎng)元之間的流量控制。該方案目前已有現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用案例。三種方案的比較如表3所示。

6結(jié)束語

通過本文的分析可知，中秋、除夕等傳統(tǒng)節(jié)日短信系統(tǒng)接通率的下降通常是由短信中心處理能力不足引起的，對運營商而言，為解決這一問題而進行的系統(tǒng)改造、升級或是擴容均應(yīng)該從網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的經(jīng)濟效益出發(fā)，在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)投資兩者之間取得平衡。