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CDMA网络点对点短消息业务投递延迟问题的分析

更新时间:2011-1-8:  来源:毕业论文

CDMA网络点对点短消息业务投递延迟问题的分析
摘要 本文结合IS41D规范和网络实际运行情况,对中国联通CDMA移动通信网络点对点短消息(以下简称
短消息)业务运营中出现的短消息投递延迟现象作一些分析。
关键词  短消息、通知、下发、 延迟  
1 引言
在中国联通CDMA移动通信网络中,短消息业务是语音业务的重要补充,也是中国联通
向用户提供增值业务的重要组成部分。随着CDMA网络规模的不断扩大和用户的快速增长,
涉及短消息的业务出现了一些投诉,其中,包括短消息投递延迟在内的投诉问题已成为用户
和运营商关注的焦点。
 
2 短消息业务基本网络结构及短消息下发基本信令流程
2.1 短消息业务基本网络结构
图1为CDMA移动通信网中和短消息业务相关的基本网络结构图,主要的网络实体为
MS、BSS、MSC/VLR、HLR/AC、SMC/SME,涉及到跨区域短消息业务时需要HSTP/LSTP
进行信令转接。
 
MSC2/VLR2
B
A
Um
E
MS  BSS  MSC1/VLR1
C&D
H
Q
HLR AC
HSTP/LSTP
N
SMC SME
M
备注:
AC       鉴权中心        MS     移动台       BSS  基站子系统   
MSC  移动交换中心    HLR  归属位置寄存器 
VLR  拜访位置寄存器  HSTP    高级信令转接点    LSTP    低级信令转接点
SMC  短消息中心      SME     短消息实体
m、A、B、C、D、E、H、M、N、Q 为 CDMA 网络实体之间的接口方式
图中的U

图1  短消息业务基本网络结构图
 
2.2 短消息下发至MS的基本信令流程
下图2描述的是在移动应用层(MAP)短消息从短消息中心下发至MSC/VLR,再由
MSC/VLR下发至目的地手机终端的基本信令流程。图中大写的略缩消息(如SMDPP)表示
始发消息,小写的略缩消息(如smdpp)是对始发消息的证实消息,MIN/ESM/SMSADDR
等表示消息中带有的必选参数。
 
 
始发者 目的地
MSC  HLR SME VLR  SMCMS
SMDPP
a
smdpp
b
SMSREQ(MIN)
c
SMSREQ(MIN,ESN)
d
SMSREQ(MIN,ESN)
e
smsreq(SMSADRR)
f
smsreq(SMSADRR)
g
smsreq(SMSADRR)
h
SMDPP
i
发送短消息
j
证实
k
smdpp(ACK)
l
图2 短消息下发至MS的基本信令流程图
具体信令流程注释如下:
a. SMC SMDPP SMS Deliver Point To Point SMS MS 
收到一个 ( )请求,要求传送 消息给 。
  b.SMC smdpp 
发送 ,证实收到的信息。
  c. SMC SMSREQ(SMS Request) HLR SME 
发送 给 ,要求 的地址。

  d. HLR SMSREQ VLR SME 
发送 给 ,要求 的地址。
  e. VLR SMSREQ MSC SME 
转送 给服务 ,要求 的地址。
  f. MSC smsreq MS SMS 
发送 ,其中包含被服务 的临时 选路地址。
  g. VLR smsreq HLR 
转送 给 。
  h. HLR smsreq SMC 
转送 给 。
  i.  SMC SME SMDPP SME 
目的地 使用 的临时选路地址转送 给目的地 。
  j.  MSC MS 
通过空中接口, 发送短消息给目的地 。
  k. SME 
目的地 发送证实响应,表示收到了短消息。
l. MSC 将空中接口的证实响应翻译为 smdpp 肯定证实,且将其送给SMC。
3 短消息投递延迟问题分析
在短消息有效期内,造成短消息投递延迟的可能原因很多,下面结合短消息业务基本网
络结构、短消息下发基本信令流程和CDMA IS41 TIA/EIA-41.5.D规范对下面几种短消息投递
延迟的现象进行具体的分析。
3.1 带有 SMS_AccessDeniedReason 参数导致的投递延迟
短消息上传后,短消息中心通过 HLR 返回的 SMS request return result 消息中的
SMS_AccessDeniedReason 参数确定目的地用户终端的状态,指明 SMS 地址请求是否成
功。用户终端状态正常时,该参数值标记为“0”;否则,用户终端异常。例如,如果返回
的 SMS_AccessDeniedReason 参数值是“2”,则表示用户当前不可接入,短消息延迟发
送。此时,短消息中心应启动短消息重试转发机制,或等待 HLR 的短消息通知来触发短消
息下发流程。
IS41D 规范中,SMS_AccessDeniedReason 参数的含义如表 1 所示。
表 1  SMS_AccessDeniedReason 参数值及含义
H  G  F  E  D  C  B  A
值 注释
原因(1个字节)
0  0  0  0  0  0  0  1  1
Denied(拒绝)。例如,没有此用户数据、受限等
0  0  0  0  0  0  1  0  2
Postponed(延迟)。用户当前不可接入,有SMS通知
0  0  0  0  0  0  1  1  3
Unavailable(不可用)。拒绝发送SMS通知
0  0  0  0  0  1  0  0  4
Invalid(无效)。SMS服务标识无效
3.2  带有SMS_CauseCode参数导致的投递延迟
短消息下发后,如果接收终端不可及,MSC/VLR返回短消息中心的smdpp(ACK)响应
证实消息中带有SMS_CauseCode 参数,指明不能转接短消息的原因,短消息中心根据此
参数确认该条短消息是否被接收终端成功接收。由于短消息中心具有存储转发的功能,对没
有短消息通知的下发失败情况开启短消息重试转发机制,对有短消息通知的下发失败情况则
等待MSC/VLR或者HLR的SMS Notification INVOKE通知消息触发下发流程。
IS41D规范中,常见的SMS_CauseCode参数值及含义如表2所示。
表2   常见的SMS_CauseCode参数值及含义

H  G  F  E  D  C  B  A
值 含义
原因(1个字节)
网络问题部分(network problems)
0  0  0  0  0 0  0  0  0
address vacant (地址空),地址还没有分配给用户
0  0  0  0  0  0  0  1  1
address translation failure (地址无效)
0  0  0  0  0  1  0  1  5
other network problem (其它网络原因)
终端问题部分(terminal problems)
0  0  1  0  0  0  0  0  32
no page response (没有寻呼响应),无短消息通知
0  0  1  0  0  0  0  1  33
destination busy (目的地忙),如论文网
http://www.lwfree.cn在切换或被寻呼
0  0  1  0  0    1  0  34
no acknowledgment( 无证实),如提前释放无确认消息
0  0  1  0  0    1  1  35
destination resource shortage(目的地资源短缺)
0  0  1  0  0  1  0  0  36
SMS delivery postponed (延迟传送有短消息通知)
无线接口问题部分(radio Interface problems)
0  1  0  0  0  0  0  1  64
radio interface resource shortage (无线接口资源短缺)
0  1  0  0  0  0  1  1  66
Other radio interface problem( 其它无线接口问题)
一般问题部分(general problems)
0  1  1  0  0  0  0  1  97
SMS origination denied (短消息发送拒绝)
0  1  1  0  0  0  1  0  98
SMS termination denied (短消息接收拒绝)
0  1  1  0  0  0  1  1  99
supplementary service not supported (补充业务不支持)
0  1  1  0  1  0  0  1  105
unexpected parameter value (不期望的参数值)
3.3  接收方不可及时导致的投递延迟
接收方不可及时有短消息下发,以下条件下,接收方重新接入系统时能够接收到滞留的
短消息。
(1) 因接收方手机没电导致寻呼不到时,若有短消息发送至该用户,MSC/VLR 应通
过 SMSMWI参数对该用户数据置位MWF(message waiting flag)标志,表示有短消息等
待下发。一旦接收用户加电可及时,BSS 的位置更新请求成功,MSC/VLR 应发出短消息通
知,触发短消息下发流程。
(2)接收方处在关机时有短消息下发,MSC/VLR 中没有该用户的信息时,HLR 应置
位 MWF 标志,当该用户重新接入系统后,HLR 发出短消息通知 。
(3)接收方进入非服务区,有短消息发送至该用户,寻呼不到时,MSC/VLR 应置位
MWF 标志。在这种前提下,接收方能够接收到滞留短消息的条件如下:
· 接收方重新进入同一个服务区间,在一个位置更新周期时间内没有发生任何位置
信息的变化,此时可以通过短消息中心的重试转发机制接收到滞留短消息;
·接收方重新进入同一个服务区间,等待BSS 向 MSC/VLR 发出位置更新请求,在
MSC/VLR确认该用户重新接入系统后,发出短消息通知。在这种情况下,用户重新进入服
务区后,最长要经过一个标准位置更新周期才能收到滞留短消息;

· 接收方重新进入同一个服务区间,在一个位置更新周期时间内作一次主被叫,开关
机重新登记、或者有新的短消息收发等,由 MSC/VLR发出短消息通知,触发短消息下发流
程;
· 用户重新进入同一个 MSC/VLR下的另一个服务区间,发生了位置信息的变化,BSS
应立即发起一次位置更新请求,在MSC/VLR 确认后,发出短消息通知;
· 用户重新进入不同 MSC/VLR下的服务区间,此时用户向归属HLR发出登记请求,
HLR通知原 MSC删除该用户的信息,并将 MWF标志传送至归属 HLR,由归属HLR立即
发出短消息通知,触发短消息下发流程;
· 用户进入非服务区以后,在一个MSC/VLR Detach Time周期时间后,如果没有与
MSC/VLR 联系,MSC/VLR 将这个用户置位关机,再经过一段以后,MSC/VLR 将清除这
个用户的信息,同时 MWF 标志位从 MSC传递给归属 HLR。用户进入服务区后,在用户重
新登记时(比如主被叫、位置更新、开关机等),由归属HLR发出短消息通知,触发短消息
下发流程。通过位置更新发出短消息通知来触发短消息下发的信令流程如图 3 所示。
 
MSC/VLRBSSMS
 
SMC
Location Updating Request
 
MS 重新接入
 
A
Location Updating Accept   
SMSNOT INVOKE  
 
smsnot (ACK)    
 
B
 
SMDPP INVOKE 
 
Pag Request 
 
Pag Response  (CR)
 
 
SCCP CC
 
Assign Request  
 
 
Assign Complete 
 
C
 
Connect
 
ADDS Deliver
 
 
ADDS Deliver
 
smdpp(ACK)     
图 3  通过位置更新触发短消息下发的信令流程

A. 接收MS 通过位置更新重新接入系统,并被系统成功确认。
B. MSC/VLR 向 SMC发出短消息通知(SMSNOT-SMS Notification),SMC 触发短消息
下发流程。
C .  MSC/VLR 寻呼接收MS,并向接收 MS 投递短消息的流程。
3.4 MWF消息等待标志丢失导致的投递延迟
在网络运行中也出现过这样的投递延迟现象:在用户进入非服务区后,向该用户发送短
消息,MSC/VLR 的MWF 标志置位正常,但是经过一段时间以后,MSC/VLR 用户数据中
的 MWF标志位消失。当用户重新进入服务区以后进行了跨小区的位置移动,由于没有 MWF
标志,MSC 不能发出短消息通知,再向该用户发送一条短消息时,所有的滞留消息一起下
发,产生了明显的短消息延迟。这个问题一般与MSC/VLR 的软件版本有关。
3.5 SMC没有触发短消息下发流程导致的投递延迟
MSC/VLR发出SMDPP上传消息后,短消息中心通过SMS request消息向HLR请求SMS
地址成功以后,没有触发短消息下发流程,导致的短消息投递延迟。如果遇到这些问题,一
般需要提交给短消息中心厂家研发人员处理。
3.6  手机终端短消息存储满导致的投递延迟
在 CDMA 网络中,当接收方手机终端短消息已存满后,又有短消息下发至该终端时,
MSC 通过 A+接口返回的 ADDS Delivery(ACK)消息内容向短消息中心返回带有
SMS_CauseCode 参数=H’23(表示目的资源短缺)的smdpp(ACK)证实响应消息,同时手
机终端显示“存储已满,没有空间接收”。在删除手机终端上的短消息释放出接收空间后,
除了通过短消息重试转发机制、或另一条下发短消息触发等条件外,接收方并不能及时接收
到滞留的短消息。由于现行网络中并没有相关范例的具体标准和规范,因此建议对上述流程
的BSSAP 和MAP 规范作出如下补充规定:
·补充A+接口流程,当接收用户清除短消息释放出接收空间后,MS应通知MSC/VLR
有空间接收滞留短消息,MSC/VLR 发出短消息通知,触发短消息下发流程。      
·补充 MAP 规范,利用 SMSMWI 参数功能(SMS 消息等待标识),当目的地资源短
缺时,在 MSC/VLR 或者 HLR 对该接收终端用户数据置位 MWF 标志,接收用户重新接入
系统时发出短消息通知,触发短消息下发流程。
4、结束语
   本文只是对网络运行中短消息投递延迟问题的常见原因进行了分析,导致短消息投递延
迟的原因还有很多,需要人们了解短消息相关信令流程和规范要求,并在日常维护工作中通
过跟踪测试等手段仔细地观察和分析。

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