CDMA短消息业务介绍

CDMA短消息介绍一、短消息业务介绍：短消息作为一项极具吸引力和人气的增值业务，愈来愈成为以话音业务为主导的移动通信网络的另一个重要卖点。种类繁多的数据增值业务是基于短消息这种移动数据通信手段的，如手机银行、手机证券、信息点播、移动OICQ业务、无线电子邮件、无线数据和传真等。我们在这里把这些业务统称为短信息业务。据有关调查表明：目前全球1个月的短信息发送量已达到150亿条。率先开展此项业务的欧洲，每天发送的短消息为2000万条，GSM运营商8％至20％的收入来自短消息。短信息业务像风暴一样席卷欧洲大陆。在中国，两大移动运营商正逐步实现短消息的互连互通。短消息和基于短消息的各种新业务层出不穷。短信息服务具有开通方便、收费低廉、内容丰富、应用广泛等特点，迅速获得了移动用户的青睐。据预测，至2005年底，中国移动用户将达到3.84亿，无线数据用户达1.87亿。短信所蕴涵的巨大的潜在商机受到运营商们的高度重视。现有短消息以支持短文本为主。今后，短消息内容将朝多媒体内容发展。这类增强型短消息服务（EMS）最大的特色是支持多媒体消息，可以传送视频片段、图片、声音和文字，传送方式除了在手机间传送外，还可以是手机与电脑之间的传送。多媒体短消息业务与高速宽带的cdma2000-1x系统将极大推动短消息增值业务的发展。二、短消息协议描述：短消息业务允许移动台和蜂窝系统之间、蜂窝系统与能发送和选择接收短消息的外部设备之间进行短的字母数字消息交换。外部设备可以是一部音频电话、一个数据终端或短消息输入系统。SMS具有消息输入特性、管理特性和消息传输能力。这些特性分布在蜂窝系统和SMS消息中心（MC）之间，这两者共同构成SMS系统。MC可以与蜂窝系统是分离的，也可以集成到蜂窝系统中。短消息输入特性通过接口传送给MC和移动台。发送者通过这些接口送入短消息、预定目的地地址和不同的输出选项。MC接口支持的功能包括音频响应提示、音频电话拨入接入的双音多频接收，以及相应的菜单和用于拨入或专用数据终端接入的消息输入协议。移动台接口可以支持消息输入键盘和显示器。同时，一个蜂窝话音业务可以使用移动台的常规话音和数据功能呼叫一个SMS系统来输入消息。SMS用户终端业务可以具有规定优先级、未来发送时间、消息终止间隔、一个或多个短的预定消息选项。发送者使用用户终端业务可以要求对移动台接收到的消息进行确认。SMS接收者在接收到一个短消息后，能够以手动的方式确认消息。作为一种选择，接收者可规定大量预定消息中的一个向发送者返回确认消息。SMS的管理功能包括消息存储、内容编辑、接收验证和状态查询。SMS传输能力提供来去移动台的短消息传输，以及确认消息和错误消息的返回。无论移动台是处于空闲状态，还是在进行语音和数据呼叫，这些消息和确认信息都可以发送给移动台或由移动台发出。蜂窝业务提供者可以给它的蜂窝话音和数据业务用户提供SMS传输，也可以仅提供SMS业务而没有语音和数据业务。一个CDMA寻呼信道的所有可用移动台都能接收到广播消息，广播消息不需移动台确认。移动台可以在CDMA的寻呼信道上使用广播消息业务，也可以通过在CDMA业务信道上建立一个呼叫使用广播消息业务。下图给出了SMS的网络参考模型。基站包括收发信机设备、MSC和网络连接需要的IWF.因为不需要对这些设备进行区分，所有它们可以组合在一起。模型中的MC单元代表了一般的SMSMC功能。N参考点代表了SMSMC和一个BS之间的一个或多个标准接口。TE是直接或间接连接到MC的话音或数据设备。MC可以包括在BS中或与BS一起放置。如果是这样，N接口则在BS内部。UmAiWMSBSPSTNTEMCTENMS:移动台BS:基站MC:消息中心PSTN:公开交换电话网TE:终端设备工作在CDMA模式的SMS协议栈如下图所示：移动台基站消息中心（承载业务端点）（承载业务端点）（承载业务端点）SMS承载业务是SMS系统的一部分，负责在MC和移动用户设备之间的消息传送。承载业务由SMS传送和中继层提供。SMS传输层是承载业务协议中的最高层，管理消息的端到端传送。传输层在一个实体中作为中继点时，负责接收来自下面SMS中继层的SMS传输层消息，翻译目的地地址和其他选路信息，并通过下面的SMS中继层向前传送消息。传输层在实体中作为端点时，提供SMS承载业务和SMS用户终端业务之间的接口。SMS使用以下协议层：SMS中继层:SMS中继层提供传输层和链路层之间的接口，用于承载短消息业务。在Um接口中，SMS中继层给需要在CDMA移动台和基站之间传输SMS数据的TIAIS-95传输协议提供接口，支持SMS传输层。在N接口中，SMS中继层给需要在MC和TIAIS-95A基站之间传输SMS数据的网络协议提供接口，支持SMS传输层。N参考点可以看作是与MC连通的一个系统间网络链路。系统间链路可使用各种公用和专用协议。系统间链路上的SMS协议和消息格式不同于用于CDMA空中接口的SMS协议和消息格式。当需要在系统间链路上发送和接收消息时，N接口中继层负责对SMS消息的格式化和语法分析。SMS中继层完成以下功能：1.接收传输层消息，然后将消息发送到下一个指定的中继点或端点。2.当消息不能发送到下一个中继点或端点时，向传输层提供错误指示。3.接收消息并发送到传输层。4.连接和控制用于消息中继的链路层。5.按照链路层和/或对等SMS层的要求，根据SMS标准和（或）其他消息标准对消息进行格式化。SMS用户终端业务层SMS传输层SMS中继层链路层SMS传输层。该层位于SMS承载业务端点和中继点之间。在承载业务端点，SMS传输层为产生和接收SMS消息的用户终端业务提供接入SMS系统的方式。在承载业务中继点，传输层提供了中继层之间的接口。SMS传输层使用中继层业务来产生、发送和终止在移动台和MC之间发送的SMS消息。假定中继层利用链路层支持消息寻址，中继层可从链路层报头来推断某些地址参数，传输层消息中不再需要这些地址参数。SMS点对点消息可以不需要某些地址参数，因为链路层提供了这个地址信息。例如在CDMA的寻呼信道上，中继层能从TIAIS-95A数据子帧消息的ADDRESS子段上析取地址。SMS传输层在SMS承载业务端点和中继点有不同的功能，在SMS承载业务端点，传输层具有以下功能：1.接收来自SMS用户终端业务的消息参数，格式化SMS传输层消息，使用适当的中继层业务原语将消息传输给中继层。2.当接收到所有希望提交信息的确认时，通知中继层。3.得到中继层错误报告时，通知用户终端业务。4.从中继层接收SMS消息，将消息发送到SMS用户终端业务。5.在移动台，完成鉴权计算。在SMS承载业务中继点，传输层具有以下功能：1.接收来自中继层的SMS消息，如果需要的话，重新格式化SMS传输层消息，使用适当的中继层业务原语将消息传递到另一个中继层。2.如果得到请求，在中继层之间传递确认消息或错误报告。3.在TIAIS-95A基站中，完成鉴权运算或完成鉴权运算的实体连接。传输层需要来自于中继层的以下业务：1.接收传输层消息，并把该消息传到下一个指定的中继点或端点。2.对发出的消息反馈确认或错误报告。3.接收消息，并将消息向前发送给具有适当参数的传输层SMS用户终端业务层。用户终端业务层位于承载业务的端点，通过一套标准的传输层承载数据参数的子参数，支持基本SMS功能。当一个移动台发送一个SMS用户确认消息时，用户终端业务完成以下工作：1.用户终端业务层向传输层提供目的地址参数，并设置目的地地址参数，使该参数等于已确认SMS消息始发地址子段中包含的地址。2.消息标识符子参数的MESSAGE-ID字段被设置为已确认的SMS消息的MESSAGE-ID字段的值。采用SMS传送消息来发送广播消息业务用户终端业务信息。更详细的情况可以参考文档TIAIS-637.三、CDMA控制信道对短消息的支持：SMS提供了位于移动台上的一个应用（如发一个短消息）和位于网络内的一个应用（如MC上收一个短消息）间的短消息传递，MSC和BS相当于两个应用间的短消息输送管道。cdma2000-1x系统支持三类基本的短消息：移动台发起的点到点、移动台终止点到点和广播（点到多点）。移动台发起和终止的短消息可以要求短消息在移动台与基站间的两个空中接口方向上交换。因此，一个激活的移动台能够在任意时刻收发短消息。能传送的最大短消息字符数目，依照所使用的空中接口和电信业务类型而变化。每个短消息应在MSC-BS接口上的一个单一消息内传送，不提供短消息的分块和组装。1．短消息业务与系统容量性能的相互影响为了更好的支持短信业务的开展，同时保证话音业务仍能正常提供，两种业务对无线接入系统的影响必须加以认真的研究。在移动台发送（MO）模式下，短消息通过业务信道或控制信道发送；而在移动台接收（MT）模式下，短消息通过业务信道或寻呼信道发送。一方面，由于CDMA系统是干扰受限系统。因为短消息业务产生的信号与其它业务（如话音）所产生信号的相互干扰，系统容量受到干扰大小的限制。另一方面，短消息业务要使用接入和寻呼信道资源，而这些公共控制信道为呼叫接入、手机注册、软切换等系统功能服务，当业务繁忙时，大量短信息对这些信道带来的压力会影响其它业务，例如使呼损增加。因此需认真考虑短消息业务使用公共控制信道对系统性能和容量带来的影响。2．空中信道对移动台发起SMS（SMS-MO）的支持SMS-MO消息从MS发送到BS，既可以使用控制信道（接入信道）也可以使用业务信道。一个已占用业务信道的MS（如正在通话的用户）将使用那个业务信道来发送一条SMS-MO消息。一个空闲的MS可依据消息的长度，如100bytes，选择信道。当小于此值，可以使用接入信道传送，否则需请求一个业务信道来发送一条SMS-MO消息。（1）SMS-MO消息在控制信道上的传送比起IS-95A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。预留接入模式的接入过程是增强接入探头由一个先导和一个增强接入报头构成。增强接入报头包含数据速率指示等信息。移动台在获得基站的确认（EACAM）后，在指定的反向公共控制信道（RCCCH）上发送短消息，同时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。预留接入模式这种短消息传送方式选择在增强接入信道上传送信令消息，在公共控制信道上来传送短消息。其它控制和信令在其它前向控制信道上传送。比起IS-95系统，cdma2000系统对利用接入信道传送消息的机制作了重要改进。一是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，效率很低。二是短消息数据部分通过其它信道传送，减轻了接入信道负荷和减少了接入信道产生的干扰。三是采用了闭环功率控制，可实现软切换功能，提高了数据正确率，并提高了反向链路性能。（2）SMS-MO消息在业务信道上的发送-无已分配的业务信道当MS闲时，如果MS认为消息过长，就决定使用业务信道来传送。SMS自一个空闲移动台在业务信道上的发送分为接入、数据传送和信道撤消三个过程：手机发送一个初始信息，其中的服务选项信息单元包括短消息服务选项号。此后，BS对请求予以确认，并把相关的服务请求信息发送到MSC。然后建立MS与BS间的业务信道。数据突发将通过反向业务信道传送到BS，BS送出确认，并通过ADDS转发消息到MSC。获得MSC的确认后，BS通过公共信道告知MS释放业务信道，MS给以确认。之后，各自释放信道资源。这种方式将使用大量的控制和信令信息，消耗额外的公共控制信道、业务信道资源，还产生了较大的信号干扰，从而加重系统负担。而且信道建立和释放过程将产生很长的延时，一般空中接口部分（MS-BS）产生的延时大于0.5秒。对于延时严格受限的短消息，不适合通过这种方式来发送。但由于业务信道采用了