SDCCH信道切换导致的短信错误优化分析

毛里叶 黄建平

（中国移动通信集团广东有限公司惠州分公司 惠州 516003）

1 前言

短信是移动用户使用最为广泛的增值业务，由于网络系统的原因，短信下发一直存在各类错误，由网络导致的错误中，MSC拒绝和MSC系统错误占了90%以上，以广东惠州为例，每天点对点短信量为500万，网络错误为5.5万，MSC拒绝和MSC系统错误总量就达5万。这既影响了网络指标，也直接影响了客户对网络质量的感知。

2 SDCCH信道切换对短信业务的影响

根据GSM规范，短信在手机空闲状态下通过SDCCH信道传送，在通话过程中则是由随路信道SACCH传送，利用信令分析工具，可对短信信令进行统计分析，查找短信错误产生的真正原因。

2.1 短信信令分析

惠州连续多天的短信信令分析与统计表明，导致短信MSC拒绝与MSC系统错误的原因并不在于MSC，而是无线SDCCH信道的切换，信令分析如图1所示。

信令分析表明70%的MSC拒绝和MSC系统错误的信令中，都含有hoper消息，这表明手机在接收短信时发生了小区切换。

同时我们采用TEMS手机进行测试验证，在300次的SDCCH切换测试中，只有8次短信正常下发，其余的292次短信都下发失败，向短信中心返回MSC拒绝或MSC系统错误。可见SDCCH切换导致短信下发失败高达97%以上，由此也证实了前面的推断，SDCCH信道切换是导致MSC拒绝的主要原因。

2.2 原理分析

图1 短信MSC拒绝信令分析

手机空闲状态下通过SDCCH信道传送，BSC与用户终端建立SAPI3链路，用于透传短信数据。手机在接收短信时，若恰好发生小区切换，因SAPI3链路的建立是由OSAPIL(Operation on a SAPI3 Link in BSC)功能实现，而OSAPIL话务功能的优先级低于信道指配、加密控制、信道切换等进程，同一时间只能进行一种话务进程，因此当发生信道切换，该条短信将被BSC丢弃。

当信道切换完成，SAPI3链路立刻在新的小区重建，但爱立信MSC根据计数器TC1N设置，20s后再重传短信CP_ DATA。然而用户终端根据计数器T3420在等待10s后，由于收不到的短信数据主动释放了SAPI3连接。对于爱立信MSC，当20s计数完成后，MSC重发一次CP DATA时，BSC发现空口连接已经释放（由于此时没有重新寻呼目的用户，也就不能重新建立新的SAPI3链路），就会回复SAPI REJ 消息给MSC，MSC根据自身条件的判断，向短信中心回送ABT消息或System Failure消息，短信将该次下发记录为MSC拒绝或MSC系统错误。

综上所述短信MSC拒绝和MSC系统错误的产生的原因主要是：

（1）短信下发时，手机终端恰好发生SDCCH信道切换，导致短信第一次下行失败。

（2）MSC和MGW短信计数器重传时间设置不合理，重传短信数据时，手机终端已释放空口SAPI3链路，导致短信下发失败。

3 解决措施

对于短信MSC拒绝和MSC系统错误，SDCCH信道切换是外因，MSC短信计数器重传时间设置不合理是内因。因此对该问题的解决，我们采用由外到内，内外结合的解决思路，先从禁止SDCCH信道试验入手，然后提出标准的解决方案。

3.1 禁止SDCCH信道切换

由于短信的下发时间非常短，通常不会超过5s，如能在如此短的时间内保持SDCCH信道不切换，则是规避短信下发失败最直接的方法。在无线基站中，都有控制SDCCH切换的参数，爱立信基站由开关SCHO控制,华为基站则是信令信道切换开关。

2009年3月6～7日，惠州移动公司关闭惠州全网SDCCH信道切换功能，为了准确对比SDCCH切换功能开闭前后性能的改善，我们从数据库中导出主叫为惠州用户，且由惠州某端局下发的短信数据，如表1所示。

对比表中3月7日与2月28日的数据，关闭SDCCH切换功能后，惠州某端局MSC拒绝由1895条下降至131条，MSC系统错误则是由12132条减少至3381条，两类错误总量减少约75%，其对短信下发成功率的影响由1.77%下调至0.44%，即关闭了SDCCH切换功能后，短信下发成功率提高了1.33%，成功减少了由于SDCCH信道切换导致的短信下发失败。

3.2 禁止SDCCH信道切换对话务的影响

对于关闭SDCCH切换功能对话务的影响，在移动网络覆盖较好的情况下，关闭SDCCH的切换可以简化网络的定位算法，可以避免一些没有必要的SDCCH切换，进而使SDCCH的掉话率好转，因为过多的切换不但浪费网络的相关资源；同时也增加了SDCCH掉话的机会。

从网络分析得出的数据来看，关闭SDCCH切换功能对全网话务的影响偏于正面。如表2所示，3月6～8日的SDCCH拥塞数和拥塞率较关闭前稍微有所增加，但同时SDCCH掉话数和SDCCH掉话率指标有所提升，整体性能指标优于SDCCH切换功能关闭之前。

表1 惠州某端局短信错误量对比

表2 关闭SDCCH切换功能S指标对比

3.3 提出行业标准化解决方案

禁止SDCCH信道切换的优化方案直接简单，且有效减少了短信错误，但该方案的缺点是对于存在手机用户高速移动的小区并不适用，如公路、铁路沿线的小区，禁止SDCCH信道切换，可能导致通话掉线和短信下发失败。为此，我们经过深入研究，对该问题提出行业标准化的解决方案——核心网增强型短信重传方法。

当前MSC/MGW对短信数据重传的方法是，CP_DATA下发后，如MSC/MGW 20s内没接收到终端回应的CP_ACK，则重传1次短信数据。该机制是不完善的，因为手机终端切换SDCCH信道10s后，由于收不到CP_DATA而断开链路，导致短信最终下发失败。但也不能简单修改MSC/MGW计数器的短信重传时间，这样会导致其他短信错误的产生。所以新的重传方法为：

（1）在MSC或MGW增加一个SDCCH信道切换检测器，并拓展短信计数器功能，允许其重传时间可调。

（2）当系统向用户发送了CP-DATA在等待CPACK时，如果系统检测到该用户发生SDCCH信道切换，则强制将MSC/MGW重传短信数据的时间重置为4s（3～7s可选，4s为最佳值）。

核心网增强型短信重传方法从原理上彻底解决由于SDCCH信道切换带来的短信下发失败问题，该方案的行业标准化，将推动该优化成果在全国全网的应用。

4 结束语

本文提出的禁止SDCCH信道切换与核心网增强型短信重传两种解决方案，经过网络试验，有效解决了短信下发错误的问题，提升了客户对网络质量的感知。

在城市移动通信基站密集的今天，小区切换导致的各类通信问题日益显现，解决SDCCH信道切换导致的短信错误问题，对此有普遍的借鉴意义。