ショートメッセージサービス技術実現（GSM）

ショートメッセージサービスは、 SS7プロトコルのモバイルアプリケーションパート（MAP）を使用することで実現され、ショートメッセージプロトコル要素はMAPメッセージ内のフィールドとしてネットワークを介して転送されます。^[¹^]これらのMAPメッセージは、「従来の」 TDMベースのシグナリングを使用して転送することも、 SIGTRANと適切なアダプテーションレイヤーを使用してIP経由で転送することもできます。

プロトコル

ショートメッセージプロトコル自体は、ショートメッセージサービス - ポイントツーポイント（SMS-PP）については3GPP TS 23.040で定義されており、^[²^]、セルブロードキャストサービス（CBS）については3GPP TS 23.041で定義されています。^[³^]

ショートメッセージサービスの制御のために4つのMAP手順が定義されている: ^{[ 1 ]}

モバイル発信（MO）ショートメッセージサービス転送。
モバイル端末（MT）ショートメッセージサービス転送。
ショートメッセージアラート手順。
ショートメッセージ待機データセット手順。

MOショートメッセージサービス転送

右の図は、モバイル発信のショートメッセージ（SM）の送信が成功した場合の簡略化された通話フローを示しています。^{[ 1 ]}

加入者がショートメッセージを送信すると、端末は無線インターフェースを介してテキストメッセージをモバイル交換センター（MSC） /サービングGPRSサポートノード（SGSN）に送信します。ショートメッセージの実際のテキストに加えて、SMの宛先アドレスとショートメッセージサービスセンター（SMSC）のアドレスが含まれます。SMSCのアドレスは、 SIMカードに保存されている端末の設定から取得されます。^{[ 4 ]}

VMSC/SGSNは、無線インターフェース技術に関わらず、MAPサービスパッケージMAP_MO_FORWARD_SHORT_MESSAGEを呼び出し、端末からアドレスが指定されたサービスセンターのインターワーキングMSCにテキストを送信します。このサービスは、端末からのSM送信で識別されたSMSCにmo-ForwardSM ^{[注1 ]} MAPオペレーションを送信します。このオペレーションは、トランザクション機能適用部（TCAP）メッセージに埋め込まれ、シグナリング接続制御部（SCCP）を使用してコアネットワーク経由で転送されます。^{[ 1 ]}

SMSCのインターワーキングMSCは、MAP mo-ForwardSMメッセージを受信すると、テキストメッセージを含むSMS-PP ^{[ 2 ]}アプリケーションプロトコルデータユニット（APDU）をSMSCの実際のサービスセンター（SC）に渡し、保存と宛先アドレスへの「転送」（配信）を行います。SCは成功または失敗を示す確認応答を返します。サービスセンターからこの送信ステータスを受信すると、インターワーキングMSCは送信側加入者のVMSC/SGSNに適切な指示を送り返します。その後、メッセージ送信ステータスは無線インターフェースを介して加入者の端末に転送されます。^{[ 4 ]}^{[注2 ]}

MTショートメッセージサービス転送

右の図は、モバイル着信ショートメッセージ配信のコールフローを示しています。^{[ 1 ]}簡潔にするために、VMSCとVLR間、およびVMSCとハンドセット間の一部のやり取りは省略されており、 SMSホームルーティングが使用されていない場合のみを示しています。

SMSCがショートメッセージを宛先に配信する必要があると判断すると、テキストメッセージ、「B側」（宛先電話番号）およびその他の詳細を含むSMS-PP APDUをSMSC上のゲートウェイMSC（GMSC）論理コンポーネントに送信します。^{[ 2 ]} GMSCは、このショートメッセージを受信すると、受信者（この文脈におけるゲートウェイMSCという用語は、ホームロケーションレジスタ（HLR）からルーティング情報を取得しているMSCを指します）にテキストを正しく配信できるように、B側の位置を検出する必要があります。これを行うために、GMSCはMAPサービスパッケージMAP_SEND_ROUTING_INFO_FOR_SMを呼び出します。このパッケージは、宛先番号のHLRにsendRoutingInfoForSM（SRI-for-SM）MAPメッセージを送信し、現在の位置を要求します。この SRI-for-SM メッセージは、宛先加入者が属するネットワークに応じて、SMSC と同じネットワーク内の HLR に送信される場合もあれば、相互接続を介して外部PLMN内の HLR に送信される場合があります。

HLRはデータベース検索を実行し、B側の現在位置を取得し、SMSCのGMSCエンティティに確認メッセージで返します。現在位置は、加入者が現在ローミングしているMSCアドレス、SGSNアドレス、またはその両方です。HLRは、宛先がショートメッセージングに利用できないと判断した場合、失敗を返すこともあります。詳細は、以下の「ショートメッセージ配信失敗」セクションを参照してください。

GMSCはHLRからルーティング情報を取得した後、ショートメッセージを受信者に配信しようとします。これはMAP_MT_FORWARD_SHORT_MESSAGEサービスを呼び出すことによって行われ、このサービスはHLRから返されたアドレスにMAP mt-ForwardSM ^{[注3 ]}メッセージを送信します。これは、MSC（回線交換型SMS配信）かSGSN（パケット交換型SMS配信）かに関わらず行われます。

VMSC は、Send_Info_for_MT_SMS メッセージを VLR に送信して、ショートメッセージを受信者に配信するために必要な情報を要求します。次に、VLR は宛先加入者のモバイル加入者ISDN 番号 (MSISDN)のページ要求または加入者検索を開始し、結果を VMSC に返します。一般的な展開では VLR が MSC と同じ場所に設置されているため、このメッセージフローは通常、プラットフォーム内部で行われます。^{[注 4 ]}加入者のページまたは検索が失敗した場合、VLR は失敗の原因を VMSC に通知し、VMSC はショートメッセージの配信手順を中止して、失敗を SMSC に返します (以下の「ショートメッセージの配信失敗」セクションを参照)。ハンドセットのページが成功した場合、VMSC は配信が成功したことを示すメッセージを SMSC に送信します。SMSC の GMSC コンポーネントは、配信試行の結果をサービスセンターに渡します。配信が成功した場合、配信されたテキストメッセージはストアアンドフォワードエンジン（SFE）から削除され、要求があれば、テキストの発信者に配信レポートが送信されます。^{[ 2 ]}配信に失敗した場合、SMSCは再試行手順を呼び出して定期的に配信をさらに試行します。さらに、将来B側がショートメッセージの配信が可能になったときに通知を受け取るためにHLRに登録することもあります（以下のショートメッセージの配信失敗のセクションを参照）。

ショートメッセージの配信に失敗しました

VMSC/SGSN がショートメッセージの配信失敗を示す場合、SMSC は MAP_REPORT_SM_DELIVERY_STATUS プロシージャを使用して、配信失敗の理由を示し、宛先パーティが再び対応可能になったときに通知を受け取るサービスセンターのリストに SMSC を追加するよう要求するメッセージを HLR に送信できます。HLR は宛先アカウントに対してフラグを設定し、ショートメッセージの配信に利用できないことを示すとともに、宛先パーティのメッセージ待機データ (MWD) リストに SMSC のアドレスを保存します。有効なフラグは、モバイル非到達可能フラグ (MNRF)、メモリ容量超過フラグ (MCEF)、および GPRS 用モバイル非到達可能 (MNRG) です。これで、HLR は SRI-for-SM 要求に対して失敗を応答し、失敗の理由を示し、要求元の SMSC のアドレスを宛先パーティの MWD リストに自動的に追加するようになります。（ただし、SRI-for-SMメッセージに優先フラグが設定されている場合、HLRは利用可能な場合はVLRアドレスで応答します）

HLR は、加入者がショートメッセージの配信が可能になったことをいくつかの方法で通知できます。

加入者がネットワークから切断された場合、再接続により HLR へのロケーション更新がトリガーされます。
加入者がカバー圏外にいたものの、ネットワークから完全には切り離されていない場合、カバー圏内に戻ると、ビジターロケーションレジスタ（VLR）からの呼び出し要求に応答します。その後、VLRはHLRにReady-for-SM（モバイルプレゼンス）メッセージを送信します。
MS のメモリがいっぱいになり、加入者がテキストの一部を削除すると、Ready-for-SM (メモリ使用可能) メッセージが VMSC/VLR から HLR に送信されます。

宛先側がショートメッセージを受信する準備ができたという通知を受信すると、HLRは加入者のMWDリストに登録されている各SMSCにAlertSC MAPメッセージを送信し、SMSCはショートメッセージ配信プロセスを最初から再開します。^{[ 1 ]}

さらに、SMSCは再試行スケジュールに入り、アラートを受信せずにSMを定期的に配信しようとします。再試行スケジュールの間隔は、元の障害原因によって異なります。一時的なネットワーク障害の場合は再試行スケジュールが短くなりますが、カバレッジ外の場合は通常、再試行スケジュールが長くなります。

MAP作戦

ショートメッセージ転送に関連する MAP 操作を次の表にまとめます。

手術	コード	ソース → ターゲット	地図
手術	コード	ソース → ターゲット	1	2	3
MT-フォワードSM	44	GMSC → MSC/SGSN	−	−	+
MO-フォワードSM	46	MSC/SGSN → IWMSC	−	−	+
SM向けルーティング情報送信	45	GMSC → HLR	+	+	+
フォワードSM	46	GMSC → MSC/SGSN	+	+	−
フォワードSM	46	MSC/SGSN → IWMSC	+	+	−
ReportSM-配信ステータス	47	GMSC → HLR	+	+	+
AlertServiceCentreWithoutRes	49	HLR → IWMSC	+	−	−
インフォームサービスセンター	63	HLR → GMSC	−	+	+
アラートサービスセンター結果	64	HLR → IWMSC	−	+	+

インフォームサービスセンター

InformServiceCentreは、 HLRがsendRoutingInfoForSMまたはreportSM-DeliveryStatusレスポンスに提供するメッセージです。このメッセージは通常、MWDフラグをショートメッセージサービスセンターに転送するために使用されます。^{[ 1 ]}

MAPトランスポートプロトコル

MAP 3GPP仕様ではMAPを転送する層から切り離す努力がなされていますが、典型的な転送はTCAPを介して行われ、TCAPはSCCP/MTP[1-3]および/またはSIGTRANプロトコル（SUA、 M3UAなど）を介して行われます。

したがって、MAP_OPEN 構造は MAP アプリケーションコンテキストを持つ TCAP_BEGIN に直接関連し、MAP_CLOSE は TCAP_END です。

メッセージが MAP フェーズ 2 以上を使用して、SIGTRANではなく MTP 経由で配信されている場合、最大 MTP PDU サイズによって、送信側がセグメント化されたメッセージの送信を開始することがあります。このプロセスは連結とは関係ありませんが、MSC/SMSC/SGSN とのトランザクションに通常よりも多くのステップが含まれることを意味します。推奨される方法^{[ 1 ]}は、空の TCAP_BEGIN に続いて TCAP_CONTINUE 内に MAP コンテンツが続き、TCAP_END で完了する方法です。TCAP_BEGIN には TCAP 関連情報があり、これがない場合、MAP フェーズ 2 で追加される追加フィールドが原因で制限を超えてしまいます。セグメント化が必要な正確なポイントは、アドレスの長さなどの要因によって異なりますが、主にメッセージの長さ自体によって異なります。140 文字以上の 7 ビットアルファベットメッセージは通常、MAP セグメント化手順の対象となります。

このセグメンテーション手順は、SMSスプーフィングによる顧客への影響を防ぐため、通信事業者によってますます採用され、オプションで強制的に適用されています。これは、送信側がメッセージを送信するためには応答を受信する必要があり、そのため送信元アドレスが正確である必要があるためです。^{[ 5 ]}

注記

^ MAP フェーズ 1 では、モバイル発信 SMS メッセージとモバイル着信 SMS メッセージの操作コードは分離されておらず、一般的な ForwardSM 操作のみでした。
^これらのコンテキストでの成功の表示は、SM がサービスセンターに送信されたことを通知するだけであり、テキストメッセージの最終的な宛先への配信が正常に行われたことを意味するものではありません。
^ MAP（フェーズ2以降）では、モバイル着信ショートメッセージの配信に別のオペレーションが規定されていますが、多くの場合、代わりにmo-ForwardSMオペレーションが使用されます。この場合、モバイル発信メッセージとモバイル着信メッセージは、TCAPダイアログ部に適切なアプリケーションコンテキスト（AC）を含めることで区別されます。関連するACは、shortMessageMO-RelayContextとshortMessageMT-RelayContextです。この単一のオペレーションコードの使用により、MOおよびMTショートメッセージに別々のオペレーションを持たないMAPフェーズ1ネットワークとの後方互換性が確保されます。
^これらのメッセージは SGSN では使用されません。

参考文献

^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^hモバイルアプリケーションパート仕様、3GPP TS 29.002、こちらから入手可能
^ ^a ^b ^c ^d SMSポイントツーポイント仕様、3GPP TS 23.040、こちらから入手可能
^セルブロードキャストサービス仕様 3GPP TS 23.041、こちらから入手可能
^ ^a ^bポイントツーポイント（PP）ショートメッセージサービス（SMS）のサポートモバイル無線インターフェース仕様、3GPP TS 24.011、こちらから入手可能
^ 3GPP TS 33.204第3世代パートナーシッププロジェクト; トランザクション機能アプリケーション部 (TCAP) ユーザーセキュリティ; 付録D: SMS転送のためのTCAPハンドシェイクの使用

[a-5] MAP フェーズ 1 では、モバイル発信 SMS メッセージとモバイル着信 SMS メッセージの操作コードは分離されておらず、一般的な ForwardSM 操作のみでした。

[b-6] これらのコンテキストでの成功の表示は、SM がサービスセンターに送信されたことを通知するだけであり、テキストメッセージの最終的な宛先への配信が正常に行われたことを意味するものではありません。

[c-7] MAP（フェーズ2以降）では、モバイル着信ショートメッセージの配信に別のオペレーションが規定されていますが、多くの場合、代わりにmo-ForwardSMオペレーションが使用されます。この場合、モバイル発信メッセージとモバイル着信メッセージは、TCAPダイアログ部に適切なアプリケーションコンテキスト（AC）を含めることで区別されます。関連するACは、shortMessageMO-RelayContextとshortMessageMT-RelayContextです。この単一のオペレーションコードの使用により、MOおよびMTショートメッセージに別々のオペレーションを持たないMAPフェーズ1ネットワークとの後方互換性が確保されます。

[d-8] これらのメッセージは SGSN では使用されません。

[29.002-1] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^hモバイルアプリケーションパート仕様、3GPP TS 29.002、こちらから入手可能

[23.040-2] SMSポイントツーポイント仕様、3GPP TS 23.040、こちらから入手可能

[23.041-3] セルブロードキャストサービス仕様 3GPP TS 23.041、こちらから入手可能

[24.011-4] ポイントツーポイント（PP）ショートメッセージサービス（SMS）のサポートモバイル無線インターフェース仕様、3GPP TS 24.011、こちらから入手可能

[9] 3GPP TS 33.204第3世代パートナーシッププロジェクト; トランザクション機能アプリケーション部 (TCAP) ユーザーセキュリティ; 付録D: SMS転送のためのTCAPハンドシェイクの使用

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