如何减少GSM网短信延迟情况的发生

URL：http://blog.sina.com.cn/s/blog_506b5c080100b9sk.html摘要：在竞争日益激烈的通行行业，如何提高通信网络质量和服务质量是通信运营商越来越重视的问题。本文对G网网络中短信业务异常情况做了，并重点针对短信接受延迟现象进行了信令跟踪和测试，提供了相应的解决策略，并在实践中取得了良好效果。关键词：GSM，短信，延迟1、概述GSM数字蜂窝移动通信技术已得到成熟而广泛的应用，目前我国的GSM数字蜂窝移动通信网，是世界上最大的公众移动通信网。短消息服务是GSM网络的一项重要业务，如何提高GSM网络短信质量，提高短信到达及时性，提升用户的感受度，是用户较为关注的焦点，也是我们工作的重点，下面就GSM短信发送原理，短信不能及时到达产生原因具体分析，并讨论解决。2、GSM短信的架构及收发原理接收短消息正常信令如图所示。 移动台终止短消息业务流程流程说明：STEP1：（Forward_sIU_RELOCrt_messageIW/GMSC→MSCS/VLR）业务中心收到的短消息如果是给移动用户的，把它传送到所属的入口GMSCS，由入口GMSCS发送路由请求消息给HLR，由HLR寻找到MSCS/VLR的路由，返回路由信息给GMSCS，GMSCS根据路由信息找到MS所属的MSCS/VLR，并把短消息传送给MSCS/VLR。SETP2：（PAGEMSCS/VLR→MS）MSCS/VLR收到Forward_short_message消息后，如果VLR中没有MS的相关数据，则直接给GMSCS返回传送失败消息；如果VLR中有MS的有关数据，则给MS发送PAGE消息，等MS返回PAGE-RSP后，进行鉴权，证明用户为合法用户。SETP3：（CPDATA（RPDATA）MSCS/VLR→MS）证明用户为合法用户后，MSCS/VLR给MS发送短消息。MS收到短消息后给MSCS/VLR返回处理结果：处理成功则返回证实消息；处理失败则返回失败原因。如果MS没有足够的空间存储短消息时，这时在失败原因中会告诉SC存储容量不够。STEP4：（DelivryReprotMSCS/VLR→GMSCS）MSCS/VLR收到MS的证实消息后，转换成MAP信令传送给GMSCS，再由GMSCS转发给SC。3、短信息异常情况分析手机短信延时或不能到达的情况比较多，可以从用户原因和系统原因2大类加以分析。其中由于用户原因导致的失败和延时主要有：1、手机内存满这种错误也较多，必须设成临时错误。通过加大宣传和引导用户及时清除内存，可以大大减少此类错误。可能引起的情况有：（1）手机内存已满。属正常现象。（2）用户刚开机，内存还在初始化时，有短消息下发（如短消息中心有积压短消息，收到用户开机后的ALERT-SC给此用户下发），有些手机就会报告此错误。（3）HLR中MCEF标志置位，手机内存实际已清空。这是由于HLR的MCEF标志位更新不及时造成的。2、用户关机接收短信的用户关机，只有当用户重新开机后才能收到短信。3、呼叫被禁止一般这种情况是因为欠费停机造成的短消息呼入被禁止。4、未知用户该用户号码是一个手机号码，但在HLR里找不到。这种错误非常多，比如发送时输错手机号码。5、电信业务不支持该用户没有开通短信功能。6、MS端错误用户手机或卡处理有问题，如同时接收多条短消息或有来话同时接收短消息时并行处理能力差。非主流手机或短消息支持能力较弱的手机较多。网络和交换系统导致的短信延时主要有如下几种：1、用户不在服务区HLR报告的用户不在服务区可能引起的情况有：HLR中MNRF标志置位，手机确实不在服务区，属正常情况。HLR中MNRF标志置位，手机在服务区。这是由于HLR的MNRF标志位更新不及时造成的。2、MSC拒绝话务量较大、MSC较忙时容易出现此错误，应该想办法减轻MSC的负担。4、短消息接收延迟的异常信令流程在HLR中存有短消息的两个标志位：MNRF（手机不可及标志位，VLR中同样存有）和MCEF（手机存储量已满），如果手机不在服务区或者手机存储量已满，这两个标志位置1，短信中心将不再给移动台发短消息。当手机可及或有存储量时，MSCS/VLR将发提醒消息给HLR，以发起一系列操作。1．手机不在服务区：如果HLR中该用户对应的MNRF标志处于被标记的状态，HLR会认为该手机不在服务区，就会拒绝短消息的取路由消息。这时短消息中心就不会尝试向MSC发送短消息，而是直接显示错误值是“用户不在服务区”。SMSC等待ALERT_SC消息提醒用户可以接受短信时再下发。一般情况下，手机开机后，VLR会通知HLR将该用户的“用户不在服务区”标志清除掉。而协议中规定，短消息默认是以“一般优先级”的方式发送，所以一旦HLR中记录的用户状态和实际不相符，就会有用户投诉短消息从发送到接收间的时延太长。这时我们往往能观察到这样一个现象：当你给出问题的被叫用户打一个电话时，该用户会一下子收到很多短消息。这是因为呼叫业务不受HLR中的标志影响，即使HLR认为该用户“不在服务区”，主叫MSC也会尝试呼叫该被叫用户。一旦呼叫成功，就会触发HLR更新“用户不在服务区”标志，并发送短消息中心警醒消息给短消息中心。短消息中心就会将积攒的被叫地址为该被叫用户的短消息发送出去，该用户就会一下子收到很多短消息。 提醒消息流程（1）流程说明：（1）MSCS/VLR发现MS对某个呼叫或位置更新消息有响应（即用户已可及），给HLR发送ReadyForSM通知消息；（2）HLR收到通知消息后，修改MNRF标志位，并检查MCEF标志，如果MCEF未置1，说明手机有可用的存储容量，HLR给SC发送提醒消息Alert，提醒SC可以给MS发送短消息。2．手机存储容量满HLR中MCEF置1，MNRF未置1MCEF标志位只存在于HLR中，当手机有存储容量时，将主动给MSCS/VLR发一个通知消息，然后MSCS/VLR向HLR发一个通知消息，业务流程如图所示。 提醒消息流程（2）流程说明：（1）MS有存储容量时，给MSCS/VLR发一个通知消息。（2）MSCS/VLR收到此通知消息后给HLR发通知消息，并给MS发应答消息。（3）HLR修改MCEF标志位，并检查MNRF标志位，如果检验到MNRF标志位未置1，则向短消息中心发提醒消息。下面我们针对短信失败最常见的情形进行了跟踪分析：1、  手机存储器满。接收方手机存储器已满，此时发送短信（时间09：55），MSC收到SMC的ForwardSMRequestEvent消息后下发寻呼，手机通知MSC内存已满。MSC向SMC返回MAPError消息。（1）根据目前SMC的重发策略，40分钟后（10：35）SMC再次发送短信，重复之前的下发流程，此时若手机仍是存储器满的状态，则MSC向SMC返回MAPError消息。注意：如果在此期间，有第二条短信接收，SMC判断内存中前面的短信积压未发出则不会尝试进行第二条短信的下发。（2）若手机清空手机存储器（10：50），A口会通知MSC，VLR向HLR发送ReadyForSMRequest消息，HLR向SMC发送ALERT_SC消息，SMC收到消息1分钟后将积压的短信下发，MSC收到SMC的ForwordSMRequest消息后，将短信下发给手机。 2、    手机不在服务区手机不在服务区时，此时有短信需要接受，SMC向MSC下发ForwordForSMRequest消息，MSC寻呼不到用户，返回MAPError消息。根据新的重发策略，短信中心每5分钟重发一次，3次后将改为每40分钟后重发一次。注意：如果在脱网期间，有第二条短信接收，SMC判断内存中前面的短信积压未发出则不会尝试进行第二条短信的下发。（1）       在重发间隔期间，手机重新回到服务区。如16：43时手机不在服务区，下发短信失败，在16：45时手机重新回到服务区。我们可以看到此时间点无任何消息传递，所以SMC也不会下发短信。直到重发策略规定的5分钟后（16：49），MSC收到了SMC的ForwordForSMRequest消息，然后尝试对手机进行寻呼，A口回送PAGERESPONSE消息，说明手机可及，此时VLR向HLR发送ReadyForSMRequest消息，HLR向SMC发送ALERT_SC消息。同时短信成功下发至手机。 （2）       在重发间隔期间，手机重新回到服务区后接听电话。手机脱网后重新回到服务区，此时有用户拨打该手机，当MSC收到PAGERESPONSE消息时，说明手机可及，此时VLR向HLR发送ReadyForSMRequest消息，HLR向SMC发送ALERT_SC消息。SMC收到消息1分钟后将积压的短信下发，MSC收到SMC的ForwordSMRequest消息后，将短信下发给手机。【】根据分析，当手机脱网后回到服务区，如果脱网期间有短信需要接受，在下面几种情况下，手机回服务区后是不会接收到短信的：（1）       未达到短信中心重发策略规定的时间。（2）       手机未作位置更新（如手机未重新开关机、手机未变换小区位置或者未达到周期性位置更新时间）。（3）       手机未作被叫。如果在重发策略规定的时间之前，手机重新开关机或者做一次被叫，MSC收到位置更新消息或者PageResponse消息后，手机就可以立刻接收到短信。之前短信中心针对不在服务区重发策略规定的时间间隔为40分钟，所以如果手机脱网期间有短信，就算回到服务区，如果不触发Response消息或者位置更新消息，也需要等待40分钟后才能接收到短信。所以造成此类用户短信延迟的感觉。我们对相关投诉进行分析，排除了用户手机存储器满的可能，问题应该为用户瞬间信号漂移等无线覆盖原因造成短暂脱网，之后未进行被叫或位置更新等操作，从而导致脱网期间发送的短信不能及时收到，一直等到40分钟后短信中心启动重发。这个时间也与投诉的短信时延时间吻合。针对此种情况，短信中心对重发策略进行了调整，由原来的每40分钟后重发一次更改为每5分钟重发一次、发送3次后将再每40分钟重发一次。调整后统计数据分析如下：   短信中心第一次重发后成功的短信数量 参数调整前 7月20日 62725 7月21日 65864 参数调整后 8月20日 55839 8月21日 54447从以上分析可以看出，调整参数后短信中心第一次重发成功的数量有5万多条，这些短信基本属于短暂脱网问题导致的延时，通过重发机制的修改，使得这类问题得到了有效的改善。修改后使得原来延时40分钟的用户中90％的用户现在延时只有5分钟。其余用户属于正常脱离服务区用户，由短信中心随后的重发机制解决。5、结束语短消息中心及业务系统是实现移动通信网中基本电信业务的专用网络设备。由于数字蜂窝移动通信网络所固有的业务漫游性、互通性、移动性，在设备运行过程中避免不了地要遇见各网元之间的协议规范配合及数据配置配合问题；短消息业务作为基本电信业务对于普通用户而言仍然不象使用呼叫业务那样熟悉。用户在遇到问题时无论是出于其自身操作的原因还是由于网络运行配合问题都会引起疑虑，做为通信运营企业不仅要做好用户投诉的解释工作，还要在操作维护过程中要根据实际情况做好网络调整和优化，给用户提供最优质的网络服务。