如何减少GSM网短信延迟情况的发生

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分析，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，并讨论解决方案。

MNRG: Mobile Not Reachable for GPRS

2、GSM短信的架构及收发原理

接收短消息正常信令流程如图所示。

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。

1

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（

Mobile-Station-Memory-Capacity-Exceeded-Flag

）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

2

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(

Mobile-Station-Not-Reachable-Flag

)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）

3

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1

MCEF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。

4

（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。

【总结】

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。

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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：

7月20日

7月21日

8月20日

参数调整后

8月21日

参数调整前

短信中心第一次重发后成功的短信数量

62725

65864

55839

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。

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换中心间互联协议栈举例

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