短消息系統(tǒng)信令錯誤分析及故障處理

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摘要：本文通過對短消息的系統(tǒng)原理進行簡單闡述，描述短信信令出錯原因并結(jié)合相關(guān)案例，描述短消息故障處理的思路。

關(guān)鍵詞：短消息信令；MO；MT；取路由；出錯信息

一、短信系統(tǒng)概述

短消息中心是獨立于GSM網(wǎng)絡(luò)的一個業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)，主要功能是提交、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)短消息，并完成與PSTN、ISDN、PSPDN等網(wǎng)絡(luò)的互通，以傳遞來自其它短消息實體SME（Short Message Entity，如：人工臺/自動臺等）的短消息。鑒于GSM網(wǎng)絡(luò)信令的復(fù)雜性、業(yè)務(wù)的多樣性，從業(yè)務(wù)表現(xiàn)出來的故障現(xiàn)象比較簡單（下發(fā)消息失敗），但原因很復(fù)雜。如果維護人員熟悉短消息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，掌握信令規(guī)范和SMPP協(xié)議，從消息流程上可以逐段分析排除定位。

下圖簡單描述了短消息的業(yè)務(wù)流程。

二、短信信令錯誤原因

因種種原因，在短消息發(fā)送過程中，HLR和MSC都可能給網(wǎng)關(guān)返回出錯信息。這些出錯信息由GSM09.02協(xié)議規(guī)定。網(wǎng)關(guān)將這些出錯信息以及自身處理過程產(chǎn)生的錯誤傳遞給調(diào)度中心，調(diào)度中心將根據(jù)出錯信息和錯誤類型的設(shè)置決定短消息的重發(fā)或刪除。短信接通率是短消息系統(tǒng)的重要性能指標(biāo)之一，優(yōu)化系統(tǒng)性能是我們努力的方向。深入分析這些出錯信息，有助于問題的準(zhǔn)確定位。

如果短消息中心無法接收短消息，G/IW網(wǎng)關(guān)將給Servicing MSC返回錯誤。這些錯誤可能包括：

a）G/IW網(wǎng)關(guān)接收MAP_MO_FORWARD_SHORT_MESSAGE后，如果發(fā)現(xiàn)原語數(shù)據(jù)有無，將返回意外數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)丟失給MSC；

b）如果沒有標(biāo)注SC，網(wǎng)關(guān)返回SM轉(zhuǎn)發(fā)失敗給MSC；

c）SC返回的錯誤，網(wǎng)關(guān)用SM轉(zhuǎn)發(fā)失敗帶診斷信息轉(zhuǎn)發(fā)給MSC；

d）如果網(wǎng)關(guān)無法將短消息傳遞到SC或傳遞過程因某種原因失敗，網(wǎng)關(guān)將給MSC返回系統(tǒng)錯誤。

MT失敗產(chǎn)生錯誤的原因可能來自于

1.網(wǎng)關(guān)發(fā)送路由請求后HLR可能返回的部分錯誤原因。

表1 取路由回應(yīng)過程中出錯信息

信令過程取路由回應(yīng)響應(yīng)者HLR

錯誤描述錯誤值出錯原因

systemFailure（系統(tǒng)故障）34網(wǎng)關(guān)向HLR發(fā)送MAP_SEND_ROUTING_INFO_FOR_SM請求后，會話異常終止或收到提供者錯誤

dataMissing（數(shù)據(jù)丟失）35原語中沒有提供必需的參數(shù)和數(shù)據(jù)：上下文中需要的一個可選參數(shù)丟失

unexpectedDataValue（意外數(shù)據(jù)）36原語中有關(guān)參數(shù)和數(shù)據(jù)的格式錯誤：在當(dāng)前上下文中該參數(shù)數(shù)據(jù)類型正確但值錯誤或不應(yīng)包含該參數(shù)

facilityNotSupported（設(shè)備不支持）21移動用戶的位置登記表明，VPLMN的VLR/SGSN不支持MT短消息業(yè)務(wù)

2.網(wǎng)關(guān)取到路由后，向Servicing MSC發(fā)送短消息，MSC 可能返回的部分錯誤原因

表2 MT回應(yīng)過程中出錯信息

信令過程MT回應(yīng)響應(yīng)者MSC/VLR

錯誤描述錯誤值出錯原因

SystemFailure

（系統(tǒng)故障）341、MAP_PAGE或MAP_SEARCH_FOR_MOBILE_SUBSCRIBER確認(rèn)消息返回錯誤：如果錯誤值為意外數(shù)據(jù)或未知位置數(shù)據(jù)，VLR將其映射成系統(tǒng)故障，利用MAP_SEND_INFO_FOR_MT_SMS響應(yīng)將此錯誤發(fā)送給MSC，MSC轉(zhuǎn)發(fā)此錯誤。

2、MSC向VLR發(fā)送MAP_SEND_INFO_FOR_MT_SMS后，收到unknownSubscriber，MSC將其映射成系統(tǒng)故障。

3、MSC向VLR發(fā)送MAP_SEND_INFO_FOR_MT_SMS后，收到systemFailure。

4、MSC向VLR發(fā)送MAP_SEND_INFO_FOR_MT_SMS后，收到data missing 或 unexpected data value錯誤，MSC將其映射成系統(tǒng)故障。

5、MSC向VLR發(fā)送MAP_SEND_INFO_FOR_MT_SMS后，收到提供者錯誤或ABORT消息，MSC將其映射成系統(tǒng)故障。

6、MSC發(fā)送MAP_PROCESS_ACCESS_REQUEST失敗。

7、MSC向MS傳送短消息后，MS返回ABORT消息。

unexpectedDataValue（意外數(shù)據(jù)）361、MAP_MT_FORWARD_SHORT_MESSAGE指示原語中有關(guān)參數(shù)和數(shù)據(jù)的格式錯誤，由MSC直接返回錯誤；

2、MSC收到目的地參考，但MAP_MT_FORWARD_SHORT_MESSAGE 指示的sm-RP-DA中沒有包括LMSI，由MSC直接返回錯誤；

3、目的地參考為空，但MAP_MT_FORWARD_SHORT_MESSAGE指示的sm-RP-DA中沒有包括IMSI，由MSC直接返回錯誤；

AbsentSubscriber

（缺席用戶）61、IMSI Detached Flag被設(shè)置為detached或LA Not Allowed Flag被設(shè)置為not allowed，VLR返回錯誤（含診斷信息'IMSI Detached'），MSC轉(zhuǎn)發(fā)此錯誤；

2、MAP_PAGE或MAP_SEARCH_FOR_MOBILE_SUBSCRIBER確認(rèn)消息返回錯誤：如果錯誤值為缺席用戶，VLR利用MAP_SEND_INFO_FOR_MT_SMS響應(yīng)發(fā)送缺席用戶給MSC，MSC轉(zhuǎn)發(fā)此錯誤。

sm-DeliveryFailure（SM轉(zhuǎn)發(fā)失敗）321、如果MSC paging或search過程成功完成，但MS不具備MT能力MSC返回SM轉(zhuǎn)發(fā)失敗，并帶原因\"equipment not SM Equipped\"。

2、MSC向MS傳送短消息后，MS返回此錯誤。可能包含下列原因之一：協(xié)議錯誤或內(nèi)存已滿。

3.MapServer提供的錯誤值及與協(xié)議錯誤值的映射

從上面可知，MO過程的出錯處理是網(wǎng)關(guān)向Servicing MSC發(fā)送出錯消息，從短消息中心角度出發(fā)，這是一個輸出過程。而MT過程Servicing MSC和HLR有可能向網(wǎng)關(guān)發(fā)送出錯消息，這是一個輸入過程，我們正是需要利用輸入過程的這些出錯消息，判斷下發(fā)失敗的原因。

從調(diào)度中心維測臺可以看到的出錯消息（錯誤值）由MapServer提供，遠(yuǎn)比上節(jié)羅列的錯誤消息多。處理思路如下：

1、在傳遞MSC、HLR返回錯誤的同時，出于詳細(xì)定位的目的，需要區(qū)分這些錯誤來自于HLR還是MSC，處在MT過程的哪個階段；

2、MT過程可能出現(xiàn)的狀態(tài)超時，一旦超時，會根據(jù)對端性質(zhì)將其定義為HLR無應(yīng)答或MSC無應(yīng)答。當(dāng)然，可能還會與MT的某個狀態(tài)關(guān)聯(lián)；

GSM09.02定義的Phase2、Phase2+各狀態(tài)的建議超時值如下：

狀態(tài)報告：3秒-10秒

發(fā)送路由請求：15秒-30秒

AlertSC：3秒-10秒

MT：1分鐘-10分鐘

MO：1分鐘-10分鐘

目前，MapServer對各狀態(tài)的缺省超時值均為60秒。

三、案例分析

案例1、主叫手機上顯示短消息發(fā)送失敗但被叫用戶卻能收到該短消息

問題現(xiàn)象：

在有些時候會出現(xiàn)這樣的情況，當(dāng)某用戶發(fā)送短消息時手機上顯示“發(fā)送失敗”，但被叫手機用戶卻很快就收到該短消息。

原因分析：

本問題的關(guān)鍵在于短消息的發(fā)送是分MO和MT兩個過程。所謂MO過程，就是移動起始過程，是指短消息從手機發(fā)送到短消息中心，然后短消息中心再給主叫手機回送一條應(yīng)答消息的過程。而MT過程是指短消息中心將短消息發(fā)送到被叫手機的過程。

如果短消息中心給主叫手機回送的MO應(yīng)答消息因為各種原因沒有被轉(zhuǎn)發(fā)到主叫手機上，主叫手機就會顯示“短消息發(fā)送失敗”。而短消息中心不能知道主叫手機是否已收到應(yīng)答消息，在發(fā)送完應(yīng)答消息后，短消息中心會繼續(xù)MT過程，向被叫手機轉(zhuǎn)發(fā)該短消息。這時就會出現(xiàn)被叫手機已經(jīng)收到該短消息，但主叫手機卻顯示“短消息發(fā)送失敗”。

可能導(dǎo)致MO應(yīng)答消息沒有被轉(zhuǎn)發(fā)到主叫手機的原因有很多，一般來說有可能是短消息中心沒有正確配置MSC的GT碼，或短消息中心和MSC的數(shù)據(jù)配置得不一致，比如說MSC用DPC+GT的方式發(fā)送消息給短消息中心，而短消息中心用DPC+SSN的方式發(fā)送消息給MSC。

解決措施：

檢查MSC、短消息中心和各相關(guān)的STP的數(shù)據(jù)，必要時用儀表跟蹤消息，找到?jīng)]有正確轉(zhuǎn)發(fā)MO應(yīng)答消息的設(shè)備。將數(shù)據(jù)配置正確后問題就會消失。

案例2、因HLR拒絕和MSC拒絕錯而失敗的短消息過多。

問題現(xiàn)象：

到了月底統(tǒng)計短消息呼通率時，有時會發(fā)現(xiàn)，有大量的短消息的失敗原因是HLR拒絕或MSC拒絕。同時我們往往還能觀察到這樣一種情況，如果在呼叫高峰期發(fā)送短消息很容易出現(xiàn)HLR拒絕、MSC拒絕、HLR系統(tǒng)錯誤、MSC系統(tǒng)錯誤、MSC無應(yīng)答、HLR無應(yīng)答等錯誤。

問題分析：

在GSM協(xié)議中和短消息相關(guān)的消息屬于級別比較低的消息，當(dāng)HLR或MSC出現(xiàn)處理能力不足的現(xiàn)象時，HLR或MSC會進行流量控制，丟棄一些級別比較低的消息，以確保高級別的消息如和呼叫、位置更新相關(guān)的消息能被正確處理。

HLR和MSC處理消息是按七號信令的分層結(jié)構(gòu)進行的，也就是說，HLR和MSC收到消息后首先將消息送到MTP層處理，然后再送到SCCP層處理，然后是TCAP層、MAP層。如果MTP層或SCCP出現(xiàn)處理能力不足的情況，HLR和MSC就不會給短消息中心回應(yīng)答消息，這時短消息中心就會出現(xiàn)HLR無應(yīng)答或MSC無應(yīng)答。

如果MTP層和SCCP層能夠順利地處理消息，而TCAP出現(xiàn)處理能力不足的現(xiàn)象，HLR和MSC就會給短消息中心回TC_ABORT消息，這時短消息中心就會出現(xiàn)HLR拒絕或MSC拒絕。

如果MTP層、SCCP層和TCAP層能夠順利地處理消息而MAP出現(xiàn)處理能力不足的現(xiàn)象，HLR和MSC就會給短消息中心回系統(tǒng)錯誤的應(yīng)答消息，這時短消息中心就會出現(xiàn)HLR系統(tǒng)錯誤或MSC系統(tǒng)錯誤。

解決措施：

優(yōu)化MSC、HLR的配置，提高出現(xiàn)問題的設(shè)備的處理能力。在短消息中心上將HLR拒絕、MSC拒絕、HLR系統(tǒng)錯誤、MSC系統(tǒng)錯誤等錯誤配置成嚴(yán)重錯誤或者臨時錯誤，重發(fā)時間間隔為0，避免對MSC及HLR造成更大的系統(tǒng)負(fù)荷。

作者簡介：

徐鐵成，中國移動通信集團廣東有限公司東莞分公司網(wǎng)絡(luò)管理中心。

參考文獻：

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[3]《Eourpean digital cellular telecommunication system（Phase1）Mobile Application Part（MAP）Specification Recommendation GSM 09.02》，ETSI，1995