应急短信作为特定场景的信息快速触达渠道，在气象发布、网络舆论情况、信息安全等各种场景发挥着至关重要的通知及指挥作用。2021年5月，北京市政府对应急预警信息发布提出了新要求，为保证时效性，运营商向全网用户群发一条应急短信的时间需低于1个小时。为此，北京市通信管理局组织召开现场会，针对短信平台受系统并发能力约束等问题，下发了改造要求，要求北京移动积极完成短信平台的升级改造，力求满足应急预警信息发布要求。
应急短信以快速触达用户为核心，文字一般限制在210字符内，形式多为纯文本方式，基于运营商现有短信网络实现信息传递。根据测算，如果要满足有关部门1小时内触达全量用户的需求，短信平台至少需要扩容27万条/秒，运营商侧投资超7000万元。
5G消息是我国5G试点新基建的重要应用场景，按照《工业与信息化部关于推动5G加快发 展的通知》要求，丰富5G技术应用场景、发展 5G消息具备极其重大意义。5G消息是下一代消息平 台，基于GSMA RCS UP（Universal Profile） 2.x （RCC.71 v2.x）标准规范，为用户更好的提供包括图片、 视频、语音、地理位置、名片等形式的多媒体信息。作为传统短彩信组网的技术变革，运营商在自身 网络上架设了MaaP能力增强开放平台，面向企 业或行业开放API接口，通过Chatbot聊天机器 人向用户更好的提供更高质更丰富的服务。目前，国内 运营商已相继宣布5G消息商用，针对不支持5G 消息的终端，也采用了转短链下发的补充方案， 但转短链的消息常会被误认为是诈骗消息，且用 户要点击才能获取内容，体验较差。
为提升用户应急短信接收体验，推动5G消息技术发展，本文提出基于5G消息的应急短信下发方案，可满足政府部门1小时内应急短信快速下发的要求，同时针对5G消息发展受限于终端普及性以及热点文件获取速率低的问题，提出通过5G消息平台解决应急短信下发问题，同时研究5G消息回落彩信及二级缓存技术，实现终端全覆盖和消息必达。
中国移动5G消息部署在网络云八大区，其中5G消息网元（5GMC）集中建设，大区下辖接入省共同使用，另短信中心分省建设并各自使用，对于不支持5G消息的终端，5G消息网元进行了消息转短信并通过被叫用户归属省份的短信中心向用户下发。为最大限度复用每个大区内短信中心的冗余能力，需实现应急短信下发省业务向大区内其他省短信中心分流，最终达到降低单个省份短信中心容量需求的目的，本方案需将应急短信迁移至5G消息Chatbot实现。
针对不支持5G消息的用户或终端，传统的下发方式是进行转短，并选择被叫用户归属短信中心下发为使大量目标用户的短信不再局限于归属省短信中心，而是随机分布在本大区内的不同短信中心，网元需改造增加另外选项：支持依据业务选择分流，将应急短信向多个省份的短信中心投递下发；支持根据Chatbot选择分流，将应急短信Chatbot提交的消息向多个省份的短信中心投递。针对以上两种分流方式，一是支持按比例将业务轮询到多套短信中心，二是支持将固定号段或尾号的业务分发到特定短信中心。
上述分流技术将目标省的短信业务通过其他省短信中心进行分发，虽然能够解决短信中心容量瓶颈问题，但占用了信令网资源，尤其是省际HSTP及省内HSTP与LSTP之间的负荷。引入业务智能调度技术，可通过实时采集各省短信中心、大区内应急短信下发省及其他分流省份之间的信令网链路负荷，计算各省短信中心当前可用于应急短信下发的容量，动态调整分流比例，实现保障网络安全情况下的最优分配下发。
上述智能调度技术的核心是动态计算分发比例，将应急短信下发省至所有分流省H-H链路总冗余负荷与分流省L-H链路总冗余负荷比较，选较小值作为权重计算基数，如权重基数≧所需链路负荷，则按既定比例分流应急短信，如权重基数 所需链路负荷,则返回超负荷响应，需动态调整应急短信下发比例，计算公式如下： pan
升级应急短信平台，以应急消息Chatbot方式接入5G消息MAAP模块，用户通过手机终端短信原生入口进入与Chatbot服务提供上进行交互，在传统文字短信的基础上，利用5G消息的富媒体能力，补充了图片、视频、交互等富媒体形式，便于用户更直观形象地了解应急内容。下图所示即为传统应急短信到5G消息应急短信的升级增加了交互式新功能。
由于5G消息终端尚未全面普及，为最大限度向全用户提供同质体验，针对不支持5G消息的用户终端，采用5G消息转彩方案进行接续。当5G消息网元判断用户当前未注册，根据应急消息Chatbot下发的消息码流中消息类型字段（Content-Type）判断是否为图片、视频类消息，如果是，则选择彩信终呼。为实现5G消息回落彩信功能，需改造现有网元增加消息处理模块回落彩信功能，要求5G消息中心兼具彩信网元功能。
①应急消息Chatbot向归属大区5G消息中心提交消息请求，主叫5GMC消息网元将消息路由至被叫5GMC，被叫5GMC判断该消息采用彩信终呼。
②向被叫终端下发PUSH短信，携带5GMC网元存储的图片、视频消息内容的地址，PUSH消息生成会话ID，保存源消息信息和会话ID的对应关系。
③~④被叫终端经过PGW、WAP网关等一系列网元访问PUSH短信携带的地址，请求获取内容。
⑤~⑥被叫5GMC鉴权通过后，返回响应给WAP网关，并设置源消息过期定时器，经过WAP网关将消息内容传递给终端。
⑦终端收到5GMC下发的转彩消息，向运营商网络的彩信中心网元（MMSC）返回状态确认报告。
⑧彩信中心生成状态报告记录文件，按大区目录存放，5GMC网元定时（周期可配置）远程至对应目录下获取状态报告文件。5GMC获取会话ID，并匹配源消息，按需生成主叫投递回执，以及产生计费文件。
当前WAP协议定义了彩信实现标准（未明确限制彩信媒体大小），但受限于终端协议栈，不同手机终端支持接收的彩信媒体大小也不一样。例如苹果IOS终端接收彩信的能力为2M，安卓手机则远大于2M。
为最大限度使用户得到满足的差异化需求，提供体积更大、内容更丰富的5G消息转彩应用，进一步研究增强回落技术以适配支持不一样终端能力，通过5G消息平台实时获取用户注册终端类型（安卓或苹果），针对安卓终端，Chatbot可编辑最大10M的彩信体，针对苹果终端，Chatbot可编辑最大2M的彩信体。
①应急Chatbot给用户发送多媒体应急消息时，可携带两个彩信内容媒体消息请求（一个携带内容不超过2M，另一个携带内容不超过10M）。
②MaaP平台保存彩信媒体文件，转发应急Chatbot的A2P消息给5GMC，接口中携带两个转彩消息体存放的URL地址。
③5GMC收到请求消息判断需以彩信方式终呼被叫用户，并下发PUSH短信。
④被叫终端收到转彩的WAP PUSH短信后 自动解析访问PUSH短信携带的地址，请求获取 彩信内容。
⑤5GMC根据终端Get请求，判断分析终端类型，选不一样的彩信内容下发，针对苹果终端，下发不超过2M的彩信体，针对安卓终端，下发不超过10M的彩信体。
⑥终端获取5GMC下发的彩信消息，在终端上自动拉取呈现，并向现网彩信中心（MMSC）返回状态确认。
⑦～⑨现网彩信中心（MMSC）、5GMC、MaaP、Chatbot，逐级完成主叫回执投递，完成整个应急消息全流程闭环处理。
随着5G消息业务的发展，Chatbot商户数量迅速增加，类似应急短信场景的内容提取率会逐渐增高，为有效提升用户文件提取速率，引入二级缓存机制。
如果文件已存在于二级缓存中，则直接给用户进行下发；如果文件在二级缓存中不存在，则由二级缓存从媒体服务器拉取后下发至用户，并进行缓存。
上述二级缓存基础方案可在某些特定的程度上提升使用者真实的体验，针对大量群发的A2P消息，为进一步主动快速触达用户，优化引入热点预缓存技术，经由5G消息MaaP模块对Chatbot下发的消息进行解析，判断文件大小、接收方数量，在满足一定条件时通知二级缓存进行内容的预加载，后续用户可直接从二级缓存下载，降低拉取时延。
为满足政府部门应急短信1小时迅速触达全网用户的需求，传统方案需扩容短信网元或周边配套网元。本文提出的创新方案目标是通过运营商5G消息集中化资源优势及网络能力，实现应急短信业务的分流，由此减少对传统网络的依赖。
从上述实验室仿线G消息用户比例不断的提高，本文提出的利用5G消息疏通应急短信的创新方案优势逐渐体现，当达到特殊的比例之后，甚至无须对短信中心进行扩容即可满足应急短信下发需求，极大降低了运营商建设投资成本。
当前北京移动约2400万用户，根据现网应急短信下发情况，最多的时候一条短信长200个字（根据3GPP协议需拆分为3条短信下发），应急短信发送需求为2400*10000*3(最多一个用户3条短信)/3600（1小时下发完）=20000条/秒。北京移动现网短信中心能力为14000条/秒，日常平均峰值约为12000条/秒，为满足政府部门应急短信需求，现网短信中心扩容比例为：（20000-2000）/14000=128.57%。
根据北京5G消息业务发展状况，应用该方案是开户用户数为293.12万，可通过5G消息分流短信数量为293.12*10000*3=8793600条，北京移动所在华北大区其他省每省可分流1000条/秒，合计分流4000条/秒，则经由需求省疏通的应急短信为2/3600-4000=13557条/秒，根据北京现网短信中心情况测算，扩容比例降低至（13557-2000）/14000=82.55%。
5G消息是5G生态以及数字化的经济的重要组成部分，承载着传统短彩信业务转变发展方式与经济转型的重要使命，本文提出的基于5G消息的新型技术，充分的利用集中化资源优势，满足应急短信快速下发需求，同时提出消息回落彩信及终端增强回落方案，使能非5G消息终端享受丰富的消息服务，同时引入二级缓存方案，应对诸如应急短信下发等紧急场景存在大量文件提取需求的问题，实现下载速率及使用者真实的体验提升。本文所述方案不仅能利用现网设备满足政府应急短信下发需求，实现降本增效，并以应急消息为基点，系统性论述了提高使用者真实的体验及消息必达的方案，为未来电信运营商全力发展5G消息、赋能千行百业提供了理论支撑。
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