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1、CDMA短信问题在网络无线侧的原因及处理方法【摘要】CDMA短信应用广泛，但是目前存在短信发送成功率低、接收失败、短信重复接收、短信接收延时现象。产生这些问题的原因是多方面的，本文将从网络无线侧工作原理着手分析产生的原因及处理方法，并由具体案例来说明提高短信收发成功率的方法。【关键词】CDMA 短信 无线侧原因短信业务是目前最为流行的增值业务之一，也是中国联通公司增值业务重要收入来源。就拿浙江联通网络统计来看，在系统忙时，短信的流量为200万条以上（含系统群发），短信业务频繁使用，同时带来的问题也多且投诉量大。产生短信问题的原因是多方面，本文将着重探讨CDMA短信问题在网络无线侧的原因及处理方
2、法。1 短信问题的现象分析目前短信问题及投诉主要集中在短信发送不成功、短信接收失败、短信重复收、短信延时收四个方面，这四种现象在短信中心（SMSC）体现出的故障原因是一至的，即当用户在网络中出现不可及状态（用户无法寻呼到、用户关机、用户在VLR中状态错误等），短信中心无法收到MSC返回的发送确认消息导致无法判断用户是否收发成功。同时短信中心的重发机制使该条短信在一定的时间内重复发送或使后发短信阻塞在短信中心无法发出。我们拿寻呼不到的情况来分析，杭州联通CDMA网络全网PAGING成功率为90%，失败率为10%，按照这个比例，MSC返回给SMSC的 NO PAGING RESPONSE 错误也应
3、该接近SMDPP消息数的10%，然而我们在挂表跟踪信令过程中发现目前系统并未接到过MSC提交的有关寻呼不到的原因码，该原因码的消息数除了省外、国外的MSC（各地的MSC类型不同发送的消息也各不相同）有返回给我SMSC，目前省内系统中跟踪不到该消息，查阅目前短信的技术规范也没有明确规定需要区分该类消息。最后我们初步确认，系统提交的原因码，并没区分NO PAGING RESPONSE和SMSDeliveryPostponed，而是统一都送成SMSDeliveryPostponed，这就造成短信中心在后续的判断出错。因此问题的症结在于每一条短信发送后短信中心能否收到准确的确认消息返回，以利于后续的短
4、信能够正常发送。2 CDMA短信收发技术原理分析及相关问题的处理对策2.1 短信发送过程（SMS-MO）CDMA网络中，当用户手机在待机状态下短信通过接入信道发送到BTS，若用户为长短信时（大于60B）则通过分配业务信道来发送短信。当用户手机在通话状态下由于已经分配了业务信道则通过业务信道来传送信息。根据用户的使用习惯调查，大部分为前一种情况。短信通过接入信道发送到BTS后，BTS使用ADDS TRANSFER消息传送到MSC，MSC接到消息后通过SMDPP消息传送到短信中心，短信中心则通过MSC、BSC、BTS向手机发送确认消息（ACK），完成一次发送过程，确认消息是通过寻呼信道发送。在这个
5、过程中，我们不难发现，接入信道的接入成功率的高低与否将直接影响到短信的收发成功率。上表中列出了短信在空中接口的消息流程。在网络中接入成功率可以具体每个基站小区为单位进行统计，也就是说小区若接入的失败率高那么在该服务小区内短信的发送失败次数也随着增加。我们对杭州1001五月份记录的短信发送失败的投诉案例的地点进行分析，挑选出几个共性地点，并对服务该小区的基站接入失败率进行统计。表1 异常基站的接入统计site namesector接入次数probe1probe2probe3probe4probe5probe6前两帧内的接入失败率省群艺馆221126.54%32.23%24.64%9.48%4.7
6、4%0.47%41.23%下沙经济开发区15756.14%24.56%15.79%1.75%0%1.75%19.30%下沙经济开发区221050.48%27.62%11.90%4.29%1.43%3.33%21.90%下沙经济开发区39752.58%29.90%10.31%2.06%2.06%3.09%17.53%杭州教委113050.77%33.08%9.23%5.38%1.54%0%16.15%杭州教委228739.72%31.01%18.82%7.32%1.74%0.70%29.27%杭州教委32775.05%12.64%23.47%31.77%12.64%2.17%82.31%表2 正
7、常基站的统计site namesectorpage_respprobe1probe2probe3probe4probe5probe6Mult Probe %富阳华达14591.11%4.44%4.44%0%0%0%4.44%富阳华达215100%0%0%0%0%0%0%富阳华达32584%12%4%0%0%0%4%富阳劳动局110683.02%15.09%1.89%0%0%0%1.89%富阳劳动局22277.27%13.64%9.09%0%0%0%9.09%富阳劳动局32892.86%3.57%3.57%0%0%0%3.57%表1是投诉较多地点的统计列表，表2是正常基站的统计列表。其中涂有黄颜
8、色是表示前两个探针的接入失败率。结果表明存在一致性，接入失败率高。这些小区在前面两个探针的接入成功率远小于其它正常的小区（前两个探针接入总和大于95%）。解决方法也很明确，单站优化、提高接入成功率。无线网络侧，通过对该基站的的单站优化，解决该站覆盖范围内的导频污染区，降低该小区与其相邻小区的重叠覆盖区。其次解决基站本身的硬件故障，通常情况下是基站的射频模块故障，提高接入成功率。提高该地区的短信发送成功率。在用户终端侧，尽管我们现在是cdma2000 1x网络，但在用户层面上仍然有大量的IS-95的手机在使用。IS-95A系统的接入信道类型少，并且无法实现功率控制，无法实现软切换。比起IS-95
9、A系统，cdma2000-1x系统增加了增强接入信道。短消息可以在增强接入信道的预留接入模式下发送。并且可以在前向公共功率控制信道的帮助下对发送实施闭环功率控制，可以实现软切换。接入信道的各个时隙采用不同的长码掩码（可起区分作用）进行调制，减少了接入探头碰撞的概率，接入成功率大大提高。而IS-95系统中，只要所发的不同帧在时间上有一点重叠，就会发生碰撞。碰撞的结果是使碰撞的双方（也可能是多方）所发送的数据都出现差错，因而都必须进行重发。cdma2000的信道是后向兼容的，因此只有CDMA 1X手机才能够利用新信道的优势，因此在终端侧，鼓励用户用户多采用1X手机对提高系统的接入成功率也是大有好处
10、的，这个结果与我们统计短信问题中手机终端类型也是相吻合的，这些后面会讲到。2.2 短信收过程（SMS-MT）短信中心通过SMDPP消息将短信传送给MSC，MSC查寻用户状态，若手机开机并处于空闲状态且短信长度没有超过一定的限度（一般情况下是小于140B），则通过BTS的寻呼信道发送给手机，短信超过一定的长度，BTS重新分配业务信道，通过前向业务信道向手机发送短信消息。若手机处于通话状态，则直接通过前向业务信道直接发送给手机。从这个过程中，我们发现，寻呼响应（PAGE RESPONSE）成功率直接影响到短信中心的发送成功率。杭州CDMA网络设置为一次寻呼过程，MSC1、MSC2的最高寻呼成功率分
11、别为89%和87%，在网络参数设置准确的情况下，影响寻呼成功率的最主要是无线覆盖环境和手机终端的性能。与MO过程分析一样，在寻呼信道上消息主要有系统的开销消息、正常的话音呼叫寻呼消息、短消息。cdma2000 1x系统与IS-95系统相比提供了快速寻呼信道。cdma2000-1x系统的寻呼信道采用80ms时隙结构。由于任何消息都不能占用三个以上的连续寻呼信道时隙，短消息最多可占用两个连续时隙。当寻呼信道速率为9600bit/s，两个时隙可容纳192bytes。而除去开销后，短消息数据长度可以发送140bytes，若短消息的长度超过该限度则需要分配业务信道来发送。我们在处理PGTO（PAGE T
12、IME OUT）问题过程中，我们对摩托罗拉8060和680两款手机（都是IS-95手机）进行200次的呼叫拨打测试，结果表明在无线环境好（RX大于-85dBm、EC/IO大于-12）的情况下表现正常，但在无线环境差（多路导频、EC/IO差）的情况频繁出现寻呼响应消息丢失现象，同样在无线环境差的情况下用IS-95和cdma2000 1x手机进行对比测试，我们发现1X手机的寻呼成功率高于95手机。寻呼响应失败造成该次的短信发送失。处理该问题的方法同样需要找出网络中的导频污染区（高层建筑室内、多个小区的重叠区、直放站覆盖区等）进行覆盖控制，突出主覆盖小区导频。也可以通过增加导频、寻呼信道功率来弥补性
13、能差手机的缺陷，提高寻呼成功率。其次、降低软切换比例，过高的软切换比例不仅浪费资源，同时前面提到在软切换区域内经常出现寻呼响应消息丢失的现象。前面提针对手机终端，根据现在从投诉中统计结果比较差是南方高科9988（低版本）、EX200、V680、康佳T618，这些都是IS-95手机。我们认为，用户的手机无法更换，只能通过减少导频污染区改善无线环境，让性能差的手机也能够表现正常。2.3 无线网络优化后短信收发成功率的变化针对上面提到的几种原因，我们对杭州CDMA 无线网络进行了为期两个月的硬件专题优化工作，更换了的195块故障MTRM（多载波射频模块）；对XCEM和CEM混插的基站，我们统一把导频
14、信道统一分配到XCEM信道卡上提高95手机的短信手发成功率；全部更换了CEM24和CEM48信道卡（杭州CDMA设备的CEM24、CEM48由于存在硬件故障）；市区新开基站减少了一些导频污染区。在9月份重新统计了短信的发送成率，我们和7月份的数据做了对比，短信的发送成功率提高了2个百分点左右，并且均高于同期的寻呼响应成功率，下表随机选取了7月份和9月份两天的数据做了对比：MTX名称短信发送成功率记录时间（均为上午10：00数据）HZMSC191.51%7月14日HZMSC291.39%7月14日HZMSC193.39%9月10日HZMSC292.90%9月10日HZMSC193.13%9月18
15、日HZMSC293.46%9月18日3 与短信问题相关的几个问题思考3.1 短信收发与系统容量的关系 CDMA网络利用控制信道、寻呼信道进行短信的传送，时延短、准确率高。但是CDMA是自干扰系统，控制信道的频繁使用会对业务信道造成干扰影响系统容量，尤其在没有功率控制的控制信道上长时间传输短消息业务会对其它的业务信道造成较大的干扰、系统性能变差，影响正常的话音业务，尤其是在短信大规模群发时，碰撞几率增加、呼损增加、寻呼成功率降低。因此需要严格控制系统的群发速度，让系统有足够的时间进行消化。业务信道的传送由于采用了闭环功率控制、时延长，对系统影响小，应尽量使用业务信道来传送。3.2 短信群发量的控
16、制 SP的短信群发是短信业务发展的基本手段，针对网络特点，群发的时间应避开系统忙时，同时应避免不同业务内容对同一用户（如SP业务和气象短信、催费消息）的同时群发，提高发送的成功率。3.3 短信优先级和寻呼次数问题 短信在空中接口的消息中，优先级低，能否更改优先级来提高成功率，但这一点与技术规范冲突，能否实现有待商讨。其次在收短信过程中针对短消息的寻呼都只有一次，短信在实时性方面的要求比话音低，能否改成二次寻呼、三次寻呼来提高寻呼成功率？3.4 关于软切换问题 CDMA的软切换技术是一大优点，对话音业务而言软切换可以大大的降低系统掉话率，但对提高短信的发送成功率却不是好事情，IS-95手机不支持接入探针的切换，频繁进行软切换增加了探针的接入失败率。软切换比例过高意味着不同小区重叠区大，对系统资源也是浪费。3.5 IS95和cdma2000手机的问题 CDMA 1X的优越性能需要1X手机来体现，对新增用户应引导用户使用1X手机。同时对用户手机应有个准入机制，对性能差的手机通过测试得出结论，不建议用户使用。短信业务使用方便，应用广泛，解决好短信收发过程中的几个典型问题，不仅能够促进业务发展，方便用户使用，对中国联通公司的形象也是至关重要。参考文献1、杨大成 cdma2000 1x移动通信系统 机械工业出版社 2003年1月 第一版第一次印刷
