数字蜂窝移动通信系统.doc

M900/M1800 数字蜂窝移动通信系统GM 0001.02 GSM信令基础T4-031155-20000328-C-3.2主编：任丽玮审 稿：丁南森 秦雪峰 深 圳 市 华 为 技 术 有 限 公司培 训 中 心内容介绍本书为深圳市华为技术有限公司培训中心M900/M1800 数字蜂窝移动通信系统用户培训手册系列丛书之一。本书主要介绍GSM信令系统的七层结构。本书共分为八个章节： 第一节简要介绍了GSM系统的信令模型； 第二节简要介绍了七号信令系统的基本概念； 第三节概要介绍了七号信令系统的功能级结构和七号信令信号单元格式； 第四节主要介绍了消息传递部分的三级结构和功能； 第五节重点介绍了信令连接控制部分的特点、功能，并简单介绍了SCCP的消息格式； 第六节简单介绍了事务处理能力应用部分的基本结构； 第七节简单介绍了移动应用部分的主要功能； 第八节详细介绍了电话用户部分的消息格式和编码，讲述了TUP在MSC中的特点，并且介绍了一些基本呼叫的信令程序。书后附有习题答案。读者对象本书主要作为用户在华为培训期间的学习用书，同时也可作为以下人员的参考资料： 工程技术人员 网络管理人员 目 录课程说明1课程介绍1课程目标1相关资料1第一节 GSM信令系统简介21.1 接口和协议21.2 GSM系统中的接口和协议3小结6习题6第二节 七号信令系统概述72.1 共路信令的概念和特点 72.1.1 共路信令的概念72.1.2 共路信令系统的特点82.2 CCS7信令网82.2.1 基本术语92.2.2 信令传送方式10小 结11习 题11第三节 七号信令系统的功能级结构123.1 功能级结构原理123.2 七号信令系统的功能级结构123.3 七号信令信号单元格式15小 结19习 题19第四节 消息传递部分204.1 信令数据链路204.2 信令链路功能204.3 信令网功能22小 结24习 题24第五节 信令连接控制部分255.1 概述255.2 SCCP的特点和功能265.2.1 SCCP的应用特点265.2.2 SCCP网络服务功能275.3 SCCP的寻址选路功能305.4 SCCP消息格式简介315.4.1 SCCP消息结构315.4.2 SCCP消息的重要参数介绍33小 结38习 题38第六节 事务能力应用部分396.1 概述 396.2 TCAP的基本结构396.3 TCAP消息结构简介41小 结42习 题42第七节 移动应用部分437.1 概述437.2 MAP消息44小 结45习 题45第八节 电话用户部分468.1 TUP概述及基本特点468.2 TUP消息格式和编码478.3 TUP主要消息举例498.4 TUP在MSC中的特点568.5 基本呼叫的信令程序57小 结63习 题63习题答案64插图目录图1-1 通过无线接口的各种协议2图1-2 GSM系统的信令结构3图1-3 GSM系统信令模型4图2-1 共路信令系统 7图2-2 我国信令网的三级结构9图2-3 直联方式10图2-4 准直联方式10图3-1 七号信令系统功能划分原理12图3-2 七号信令系统与OSI层次结构的对应关系13图3-3 三种信号单元格式15图3-4 SIO字段结构16图4-1 消息传递部分三级结构20图4-2 信令消息处理的功能组成22图4-3 消息路由功能23图5-1 SCCP在信令网中和其他功能要素关系26图5-2 无连接型SCCP程序28图5-3 面向连接SCCP程序29图5-4 SCCP消息结构 32图5-5 地址编码形式 34图5-6 地址表示语34图6-1 TCAP的分层结构40图6-2 TCAP信息元结构41图8-1 电话消息信号单元格式47图8-2 TUP消息的标记47图8-3 呼叫监视消息格式49图8-4 带附加信息的初始地址消息（IAI）编码格式50图8-5 闭合用户群信息字段53图8-6 主叫用户线标识格式54图8-7 呼叫至空闲用户的接续57图8-8 呼叫遇用户忙等的接续57图8-9 移动用户呼叫外地固定用户58图8-10 移动用户呼叫国际用户59图8-11 国外用户呼叫国内移动用户59图8-12 移动用户呼叫特服台60图8-13 TUP至No.1呼叫成功的接续的信令配合61图8-14 No.1至TUP呼叫成功的接续的信令配合61课程说明课程介绍本教材适用于华为M900/M1800数字蜂窝移动通信系统NSS和BSS侧。本课程介绍CCS7信令系统，主要就CCS7信令系统的功能级结构展开。重点讲解了MTP的三个功能级，SCCP的提供的网络服务业务、寻址编路功能、业务接口以及SCCP的消息结构，TUP消息格式以及TUP在MSC中特点。简单介绍了TCAP和MAP部分。课程目标完成本课程学习，学员能够掌握： GSM系统接口和协议的基础知识 七号信令系统的基本概念和功能级结构 消息传递部分MTP的三级结构以及各部分功能 信令连接控制部分SCCP的寻址选路功能 TUP的消息格式 TUP在MSC中的特点相关资料M900/M1800数字蜂窝移动交换系统 技术手册M900/M1800数字蜂窝移动基站系统 技术手册 第一节 GSM信令系统简介我们已经知道，数字蜂窝移动通信系统由NSS、BSS、OSS三大子系统和MS组成，但这只是根据功能划分的物理上的组合，大多数功能是分布在不同的设备中的，这样在执行任务时就需要交换信息，协调动作：分散的设备需要相互配合才能完成某项任务，设备或各个子系统之间必须通过各种接口按照规定的协议实现互连。 在通信系统中，我们把协调不同实体所需的信息称为信令。信令系统指导系统各部分相互配合，协同运行，共同完成某项任务。GSM系统中,信令消息具体体现在接口的协议和规范上，我们先从子系统互连和接口的分层模式来说明GSM系统中主要协议的结构和相互关系。1.1 接口和协议接口代表两个相邻实体之间的连接点，而协议是说明连接点上交换信息需要遵守的规则。两个相邻实体要通过接口传送特定的信息流，这种信息流必须按照一定的规约，也就是双方应遵守某种协议，这样信息流才能为双方所理解。不同的实体所传送的信息流不同，但其中也可能有一些共同性，因此，某些协议可以用在不同的接口上，同一接口会用到多种协议。图1-1表示了在无线接口（Um接口）上存在的不同协议，其中SS规程用于移动台对HLR设置补充业务的参数；MM和CM用于移动台和MSC/VLR之间交换用户移动性管理信息和通信接续信息；RR用于移动台和BSC之间交换无线资源分配信息。图1-1 通过无线接口的各种协议一种协议在传送过程中可以通过若干个接口，例如上述MM和CM协议在移动台传送到MSC/VLR过程中至少要通过无线接口、Abis接口和A接口。图1-2表示了GSM系统的信令结构，横向是根据物理的设备从最左边移动台开始顺次接入系统的各种系统的各种地面设施；纵向对应于各个功能层面，从最低的传输层开始，逐步到各种高层面。图1-2 GSM系统的信令结构让我们先来看无线接口，它们涉及到GSM系统中的许多重要协议。最底层是BTS和MS之间的传输层，然后是无线接口第二层的数据链路层和第三层的应用层，其中包括协议RR（无线资源管理），此协议也出现在“Abis”接口和“A”接口上。从这里可以看出，BTS和BSC这些设备对有些信令的交换是透明的，它们的作用只是传递信息，并不做处理。对于网络一侧的内部连接，各设备都具备单一的接口，即用CCS7信令网支持相互间的信令交换。1.2 GSM系统中的接口和协议在GSM系统中,信令消息在不同的接口有不同的形式，也就是有不同的信令协议。为什么采用不同的协议呢？比较直观的原因之一是为了得到优化，这一点表现在无线接口上；另一个原因就是迁就已经存在的标准。图1-3表示GSM系统的信令模型：图1-3 GSM系统信令模型从信令模型中可以看出，GSM系统中不同接口上使用了不同的协议，从链路层看，分别涉及MS和BTS之间的LAPDm，BTS与BSC之间的LAPD，以及七号信令系统中的MTP2协议。信令协议与设备结构是无关的，只是用于MS与网络之间建立的一种约定，以支持RR、MM、CM功能的执行。RR管理涉及多个接口和实体，BSC与MSC之间的接口协议称为BSSMAP（BSS移动应用部分），用以支持各种连接处理和切换过程，其承载方式是A接口上的CCS7信令协议。BTS与BSC之间的协议称为RSM（无线分系统管理），用于支持分配传输路径和测量报告处理，其承载方式是Abis接口上的LAPD信令协议。BTS与MS之间的协议称为RIL3-RR（无线接口第三层RR协议），它只是整个第三的、层实体的一部用于支持无线连接处理和测量报告处理，其载体是Um接口上的LAPDm信令协议。对于MM和CM，BTS和BSC不对这类消息进行处理，涉及到MM和CM的设备主要是移动台以及HLR和MSC/VLR。我们把这类消息称为DTAP消息，通过A接口能够传递两类消息：BSSMAP消息和DTAP消息，其中BSSMAP消息负责业务流程控制，需要相应的A接口内部功能模块处理。对于DTAP消息，A接口仅相当于一个传输通道，从NSS到BSS侧，DTAP消息被直接传递至无线信道，从BSS到NSS侧，DTAP消息被传递到相应的功能处理单元，对A接口来说，DTAP消息是透明的。关于A接口的协议和规范，在信令高级课程中会详细描述。另外，在这里需要说明的是，GSM各个接口的协议和承载方式各不相同， 我们在信令初级课程中从第二节到第八节着重讨论在GSM网络子系统和A接口中所使用的七号信令系统。小结本节对GSM信令系统做了简单介绍。习题请画出GSM系统的信令结构。第二节 七号信令系统概述2.1 共路信令的概念和特点 我们已经知道,数字蜂窝移动通信系统由NSS、BSS、OSS三大子系统和MS组成,但这只是根据功能划分的物理上的组合,大多数功能是分布在不同的设备中的,这样在执行任务时就需要交换信息,协调动作。 在通信系统中，我们把协调不同实体所需的信息称为信令。信令系统指导系统各部分相互配合，协同运行，共同完成某项任务。GSM系统采用七号信令系统，让我们先对七号信令系统做一简单回顾。七号信令系统即CCS7信令系统，也就是说七号信令系统首先是共路信令系统。那么您还记得什么是共路信令吗？2.1.1 共路信令的概念信令信道和业务信道完全分开,在公共的数据链路上以消息的形式传送所有中继线和所有通信业务的信令信息,这就是共路信令系统的基本特征。也许图2-1会有助于您理解：图2-1 共路信令系统CCS7信令消息实际上就是通信网上各节点（比如交换机）控制处理器之间通信的数据分组，在线路（信令链路）上以分组交换的原理传送信令，因此CCS7信令网本质上为数据通信网，是一种特殊的分组交换网，它形成了一个独立的七号信令网。在2M一次群数字中继传输线路上，采用其中的一个时隙（64kbps，TS0除外）作为信令信道，我们一般称为信令链路。大部分时隙作为业务信道，比如传送话音信息时我们称为话路。当然在模拟传输线路上也可以传送七号信令，它借助MODEM发送信令消息，典型速率为2400bps和4800bps。2.1.2 共路信令系统的特点和随路信令系统相比，共路信令系统具有以下优点： 信道利用率高 信令传送速度快 信令容量大 应用范围广泛,可支持ISDN、移动通信、智能网等业务 信令网与通信网分离，便于维护和管理 可方便地扩充新的信令规范，适应未知业务发展但这些优点也对共路信令系统提出一些特殊要求： 信令链路利用率高，信令链路必须有极高的可靠性 信令系统须具有完备的信令网功能和安全性措施 信令畅通并不意味着话路畅通，共路信令系统应具有话路导通检验功能2.2 CCS7信令网信令网是逻辑上独立于通信网，专门用于传送信令的网络，只有共路信令系统才有信令网的概念。 先让我们熟悉信令网的组成和基本概念吧。2.2.1 基本术语 信令网由信令点、信令转接点和互连的信令链路组成。在物理上和通信网是融为一体的，它是一种支撑网。图2-2是我国信令网的三级结构示意图:图2-2 我国信令网的三级结构下面我们就对信令网的组成三要素分别进行解释:信令点（SP）：是信令消息的起源点和目的点，通常信令点就是通信网中的交换或处理节点，例如交换机、操作维护中心、网络数据库等。常用符号“”表示。在特殊情况下，一个物理节点可以定义为逻辑上分离的两个信令点。比如国际出入口局，即要做国内信令网的一个信令点，又要做国际信令网中的一个信令点，常称为网关点。信令点以信令点编码为标识。信令点编码有两种：14位和24位。源信令点编码记位OPC，目的信令点编码记为DPC。 信令转接点（STP）： 具有转接信令的功能，它可以将一条信令链路的信令消息转 发至另一条信令链路，常用符号表示。 STP用信令点编码来标识。 STP分为独立的STP和综合的STP。 STP在三级信令网中分为低级信令转接点（LSTP）和高级信令转接点（HSTP）信令链路（Signalling Link）：连接各个信令点、信令转接点，传送信令消息的物理链路称为信令链路。 相同属性的信令链路组成一组链路集。到同一局向的所有链路可属一个链路集，也可属多个链路集；但两个相邻的信令点之间的信令链路只能属于一个链路集。对于相邻两信令点之间的所有链路，需对其统一编号，称为信令链路编码（SLC），它们之间编号应各不相同，而且两局应一一对应。对于到不同局向的信令链路可有相同的链路编码。2.2.2 信令传送方式在七号信令系统中采用两种信令传送方式。直联方式： 两个信令点之间通过直达信令链路传递消息。 此时话路和信令链路是平行的。如图2-3。 图2-3 直联方式准直联方式： 两个信令点之间通过预先设定的多个串接的信令链路传递消息。如图2-4。图2-4 准直联方式小 结本节主要介绍了共路信令的基本常识以及七号信令网的基本概念，为学习以后的七号信令系统各个功能级结构打下基础。习 题1、请简述共路信令系统的基本特征。 2、七号信令网的组成三要素是什么？ 3、七号信令系统采用哪两种信令传送方式？第三节 七号信令系统的功能级结构3.1 功能级结构原理七号信令系统的总体目标是提供一个国际标准化的通用的信令系统。 七号信令系统的通用性决定了整个系统必然包含许多不同的应用功能 ，因此七号信令采用了模块化的功能结构，实现了在一个系统框架内多种应用并存的灵活性。对于一种应用来说，只用到系统的一个子集。根据这一思想CCITT于1980年首次提出将CCS7系统划分为一个公共的消息传递部分（Message Transfer Part-MTP)和若干个用户部分（User Part-UP)如图3-1所示：图3-1 七号信令系统功能划分原理MTP提供一个可靠的传递系统，只负责消息的传递，用户部分则是为各种不同电信业务应用设计的功能模块，负责信令消息的生成、语法检查、语义分析和信令过程控制。它们体现了CCS7信令系统对不同应用的适应性和可扩充性。这里“用户”一词指的是任何UP都是公共的MTP的用户，都要用到MTP传递功能的支持。3.2 七号信令系统的功能级结构CCITT在扩充七号信令系统的过程中,充分考虑了与OSI参考模型的一致性,图3-2示出CCS7较完整的功能结构与OSI七层体系结构的对应关系:图3-2 七号信令系统与OSI层次结构的对应关系图中：INAP：智能网应用部分 OMAP：操作维护应用部分 MAP：移动应用部分 TCAP：事务处理能力应用部分 BSSAP：基站子系统应用部分 ISUP：ISDN用户部分 TUP： 电话用户部分 SCCP：信令连接控制部分 MTP：消息传递 ISP：中间服务部分本章节先对各部分作一简要描述，在后续章节里还要对各部分作具体介绍。 消息传递部分MTPMTP的主要任务是保证信令消息的可靠传送，它可分为三级：信令数据链路（MTP-1）、信令链路功能（MTP-2）、信令网功能（MTP-3）。 信令连接控制部分SCCPSCCP是用户部分的一个补充功能级，也为MTP提供了附加功能。SCCP提供数据的无连接和面向连接业务。无连接业务是指用户部分不需事先建立信号连接就可以通过信令网传递信令消息。这样就可将一个用户部分的数据迅速送到信令网上的另一个用户部分去。在智能网和移动网的业务中，有很多这样的数据需要在信令网中传递，如移动用户的鉴权、智能用户的帐号查询等。面向连接业务是在用户部分传递数据之前，在SCCP之间传递控制信息，实现信令网的维护和管理。 电话用户部分TUP处理与电话呼叫有关的信令，如呼叫的建立、监视、释放等。TUP消息分为前后向建立、呼叫监视、电路和电路群监视、网管等若干个消息组，每个消息组中包含若干个消息。每一个消息发送时被放在一个信令单元中。 ISDN用户部分ISUP在ISDN环境中提供话音和非话业务所需的功能，以支持ISDN基本业务及补充业务。ISUP具有TUP的所有功能，因此可以代替TUP。 事物处理应用部分TCAPTCAP是CCS7信令系统为各种通信网络业务提供的接口，如移动业务、智能业务等。TCAP为这些网络业务的应用提供信息请求、响应等对话能力。TCAP是一种公共的规范，与具体应用无关。具体应用部分通过TCAP提供的接口实现消息传递。如移动通信应用部分MAP通过TCAP完成漫游用户的定位等业务。智能网应用部分INAP通过TCAP实现SCP数据库登记和数据查询等功能。 中间服务部分ISP对应OSI的第46层，目前尚未定义，它和TCAP合并，称为事务能力部分（TC）。 移动应用部分MAPMAP是公用陆地移动网在网内以及与其他网间进行互连而特有的一个重要的功能单元。CCS7遵循严格的等级关系，下一级为上一级服务，上一级不管其下级是怎样进行信息传递的，也就是所谓的透明传输，即通信双方的对等功能级一一对应，完成这一级级别的信息传输和交换。3.3 七号信令信号单元格式七号信令系统是以不等长消息（message）的形式传送信令的。所谓消息就是各种信息的集合。这些信息一般由用户部分定义，某些信令网管理和测试维护消息可由第三级定义。为保证消息的可靠传送，每个消息还附加一些必要的控制字段，形成信令链路中实际发送的信号单元（Signal Unit-SU）。所有信号单元的长度均为8比特的整数倍。通常就一8比特作为信号单元的长度单位，称为一个八位位组（octet）。下面，让我们来看一看七号信令的信号单元格式。在七号信令中，有三种信号单元：消息信号单元（Message Signal Unit-MSU）、链路状态信号单元（Link Status Signal Unit-LSSU）和填充信号单元（Fill-in Signal Unit-FISU），它们的格式如图3-3所示：图3-3 三种信号单元格式信号单元各字段含义是： F（Flag）：信号单元的定界标志其码型为01111110。它既表示前一个信号单元的结束，也表示后一个信号单元的开始。图中，右边是信号单元的头，左边是信号单元的尾。 两个信号单元之间允许插入任意多个标志。其作用是在过负荷的情况下降低系统的处理工作量。 CK：检错码采用16位循环冗余码，用以检验信号单元传输过程中产生的误码。 LI：信号单元长度指示码表示LI字段后至CK字段之前的八位位组数，显而易见，LI的单位是8比特。根据LI的值可以区分信号单元的类别：当LI=0时为FISU，当LI=1或2时为LSSU，MSU的LI2。 SIO：业务信息指示八位位组只用于MSU，用以指示消息的类别。第三级根据它将消息分配给相应的功能模块，同时指示这是国际网还是国内网的消息。SIO又分为两个子字段，各占4比特。如图3-4所示。图3-4 SIO字段结构其中SI为业务指示语，SSF为子业务字段，其编码方式和含义为：SI： D C B A 0 0 0 0 信号网管理消息 0 0 0 1 信号网测试和维护消息 0 0 1 0 备用 0 0 1 1 SCCP 0 1 0 0 TUP 0 1 0 1 ISUP 0 1 1 0 DUP（与呼叫和电路有关的消息） 0 1 1 1 DUP（性能登记和撤消消息） 1 0 0 0 至1 1 1 1 备用SSF：D C 网络指示语 0 0 国际网 0 1 国际备用 1 0 国内网 1 1 国内备用 B A 为备用比特。 SIF：信令信息字段该字段就是用户实际要发送的消息，字段长度为2-272个八位位组。需要注意，由于原来考虑到减小信令传送延迟时间，SIF的最大长度为62个八位位组，连同SIO字段，最大长度为63个八位位组。因此LI字段长度设定为6个比特，取值为0-63。后来由于ISDN业务要求信令信息有更大的容量，同时处理器性能提高，因此蓝皮书中规定，SIF的最大长度可为272个八位位组，为了不改变原有的信号单元格式，LI编码保持不变，规定凡是SIF长度等于或大于63个八位位组，LI均置为63。SIF的字段结构我们在后面的TUP章节中介绍。 信号单元序号和重发指示位，包括：FSN：前向序号，表示本单元的发送序号。BSN：后向序号，表示收到对方发来的最后一个信号单元的序号，向对方指示序号直至BSN的所有消息均已经正确无误的收到。FIB：前向（重发）指示位，表示当前发送信号单元的标识，取值0或1，FIB位反转指示本端开始重发消息。BIB：后向（重发）指示位，表示是否正确收到对方发来的信号单元，BIB反转指示对方从BSN+1号消息开始重发。小 结本节简要介绍了七号信令系统的各个功能级结构和七号信令消息单元的格式。在后面章节中会对各功能级做比较详细的介绍，关于七号信令的消息单元格式，除SIF字段，本节做了详细的解释，对于SIF字段，本书还会在TUP章节中做具体介绍。习 题1、七号信令系统由一个公共的 部分和若干个 部分组成，主要包含如下几个功能模块： 、 、 、 、 、 。2、七号信令中共有三种信号单元： 、 、 ；其中， 为真正携带消息的信号单元，消息包含在 和 字段中。三种信号单元可以通过 很容易的予以区分。第四节 消息传递部分消息传递部分简称MTP，它由CCS7信令系统的第1，2，3功能级构成，如图4-1所示：图4-1 消息传递部分三级结构4.1 信令数据链路信令数据链路是CCS7共路信令系统的第一功能级。它定义了信令数据的物理、电气和功能特性，并规定与数据链路连接的方法。信令数据链路是用于传递信令的双向传输通路。目前是利用PCM系统的一个时隙，速率为64kbps。，但也可以采用具有调制解调器的模拟链路，典型速率为2400bps和4800bps。 信令传递是双向的，信令点是向对方发送信令的同时，也接收对方发送过来的信令，因此模拟信道应采用4线制的传输链路全双工工作。信令数据链路是七号信令的信息载体，它的一个重要特性就是信令链路应是透明的，即在它上面传送的数据不能有任何的改变，因此，信令链路中不能接入回声消除器、数字衰减器、A/u率变换器等设备。4.2 信令链路功能信令链路功能作为第二级的信令链路控制，利用第1功能级共同实现两个直接相连的信令点之间，信令消息的可靠传输。相邻信令点之间的数据链路，由于长距离传输会造成一定的误码。而CCS7信令消息编码不允许有任何差错。第2功能级的作用就是在第1功能级有误码的情况下，保证消息编码的无差错传递。信令链路控制主要有以下功能： 信号单元定界：也称为信号单元分界，利用标志码作为信号单元的开始和结束，结束的标志码通常又是下一个信号单元的开始标志码。为使信号单元能正确定界，要保证在信号单元其他部分不会出现这种码型。为此，发送部分要执行插零操作，在5个连1后插入一个“0”，接收部分要执行删零操作，将5个连1后的一个“0”删掉。 信令单元定位：这里的定位不是初始定位，而是在开通业务的信令链路上与定界密切相关的定位。在正常情况下，信号单元的长度有一定的限制且为8的整数倍，而且在删零前不应出现大于6个连1。如果不符合以上情况，就认为失去定位，要舍弃所收到的信号单元，并由信号单元差错率监视过程进行统计。 差错检测和校正：误差检测采用16位校验位的循环校验方法，差错校正采用两种方法：基本方法和预防循环重发方法，前者适用于传播时延小于15ms的信号链路，后者适用于大于15ms的情况。 初始定位：用于首次启动和链路发生故障后进行恢复时的定位。 初始定位过程包括空闲、未定位、已定位、验证周期、验收完成投入使 用五个阶段。 初始定位过程涉及的链路状态为如下四种状态： SIOS：业务中断状态； SIO：失去定位状态； SIN：正常定位状态； SIE：紧急定位状态。 信令链路的误差监视：误差监视有两种，一种是信号单元出错率监视过程，另一种是定位出错率监视过程。前者在信号链路正常状态下使用，后者用于信号链初次启动投入使用或故障恢复进行定位中的差错统计。 流量控制：当信令链路的接收端检测出拥塞条件，启动流量控制过程，通知远端这一事件如果拥塞持续过长，远端发送端将指示链路故障。 处理机故障控制：用来标志或取消处理机故障状态。4.3 信令网功能MTP第三级的功能是通过对信令网的路由和性能的控制保证消息能可靠地传递。它有两个基本功能：信令消息处理和信令网络管理。4.3.1 信令消息处理信令消息处理功能的目的是保证一个信令点的某用户部分发出的消息能发送到适当的信令链路或用户部分。消息处理功能由消息路由，消息鉴别，消息分配三部分组成。如图4-2所示：: 图4-2 信令消息处理的功能组成消息鉴别部分：识别收到消息的目的地，区分目的地是本信令点还是其他信令点。属于本信令点的消息则转送到消息分配部分，属于其他信令点的消息，则转送到消息选路部分。消息分配部分：将消息识别送来的属于本信令点的消息分配到相关的用户部分。消息路由部分：将本信令点要发出的消息或从消息识别部分送来的属于其他信令点的消息送到要去的信令点对应的链路上。消息路由功能如图4-3。图4-3 消息路由功能4.3.2 信令网管理信令网管理的目的是在故障情况下,完成信令网重新组合,以及在拥塞时控制话务量。它由信令业务管理，信令链路管理和信令路由管理组成。信令业务管理：其功能是在保证消息安全、准确传递的条件下，将信令业务从不可用的信令链路转到其他可用的链路上去。当发生信令链路拥塞时，对信令业务进行疏导或减少信令业务。信令链路管理：它的主要任务是控制信令链路，当信令链路发生故障时对其进行测试，并恢复链路。信令路由管理：当发现某信令点或信令链路有故障而不能通过消息时，向相关信令点传送故障信息和分配新路由的信息。以保证信令消息在网上的安全传递。小 结本节主要介绍了消息传递部分的三个功能级和它们的具体功能。习 题1、 是七号信令系统的第一功能级，它是一条信令的 传输通路，七号信令系统最适合于数字通信网，第一功能级通常采用 数字通路，但也用于具有调制解调器的 链路。2、信令链路功能级的功能主要有 、 、 、 、 、 、 。3、信令网功能级包括 和 两部分。第一部分由 、 、 三部分组成；第二部分由 、 、 组成。第五节 信令连接控制部分5.1 概述在电话应用中，所有信令消息都和呼叫电路有关，消息传输路径一般都和相关的呼叫连接路径有固定的对应关系。在GSM系统中，不单单要传送与呼叫电路有关消息，还要传送与呼叫电路无关的信令消息（如位置更新、鉴权等），用原来的MTP传送就存在局限性了。首先，我们知道，MTP是用DPC来寻址的，而DPC用信令点编码来标识，信令点编码有四种方式，国际，国际备用，国内和国内备用，只在所定义的网络内唯一和有效，因此利用MTP不能完成国际漫游用户的位置登记和鉴权等。其次，信令点编码容量有限，根据CCITT的规定，国际网的信令点编码为14位，这样其所能标识的信令点就十分有限。还有，SI的编码仅为四位，即只能分配给16个不同的用户部分，不能满足现代通信的需求。另外，MTP只能实现无连接传输，随着电信网的发展，有时需要在网络节点间传送大量的非实时消息，需要预先建立连接，进行面向连接的传输。为了解决以上问题，CCITT在1984年提出了一个新的结构分层，SCCP（信令连接控制部分）。SCCP是基于MTP基础上的，为MTP提供附加功能。SCCP和MTP合称NSP（网络业务部分）。SCCP和MTP-3共同位于OSI的网络层。SCCP（信令连接控制部分）为MTP（消息传递部分）提供附加功能，以便通过七号信令网，在信令网的交换局和专用中心之间建立面向接续和无接续业务来传递信令信息及其他类型信息。SCCP在信令网中和其它信令功能要素间的关系如图5-1：图5-1 SCCP在信令网中和其他功能要素关系SCCP部分直接透过TCAP部分对OMAP、MAP、HLR、VLR等用户进行管理，而这些用户通称为SCCP的子系统。当然这些用户也可以是七号信令网的专用中心。当两个子系统（可以位于同一信令点，也可以位于不同信令点）之间发生信令关系时，所需传递的信令信息则由SCCP层进行编路然后再传递到对端子系统。信令信息传递过程中，若发生信令关系的子系统位于相同信令点，信令信息将不经过MTP部分。5.2 SCCP的特点和功能5.2.1 SCCP的应用特点SCCP的应用特点是: 能传送各种与电路无关(Non-Circuit-Related)的信令消息. 具有增强的寻址选路功能,可以在全球互连的不同七号信令网之间实现信令的直接传输。 除了无连接服务功能以外，还能提供面向连接的服务功能5.2.2 SCCP网络服务功能SCCP层根据用户对业务的不同需求，提供了以下4类协议以完成有不同质量要求的用户业务的传递：0基本无连接业务类1 顺序无连接业务类2基本面向连接业务类3流量控制的面向连接业务类5.2.2.1 无连接服务无连接服务类似于分组交换中的数据报（datagram）传送，它不需要预先建立连接（即信令传送路径）。SCCP能使业务用户事先不建立信令连接通过信令网传递信令数据。因此在SCCP中提供路由功能，能将被叫地址变换成MTP业务的信令点编码。无连接业务分为0类和1类：在0类业务中，各个消息被独立地传送，相互间没有关系，故不能保证按发送的顺序把消息送到目的地信令点；在1类中，给来自同一信息流的数据信息附上了同一个信令链路选择字段SLS，就可保证这些数据信息经由同一信令链路传送，因此，可按发送顺序到达目的地信令点。在GSM系统中NSS内部大量用到了无连接的两类协议；在A接口的通信中也用到了无连接协议，但只用到了0类协议。无连接业务提供四种消息类型，其编码如下表：消息类型UDTUDTSXUDTXUDTS消息类型码0x090x0A0x110x12其中：UDT-unit data UDTS-unit data sevice XUDT-extend unit data XUDTS-extend unit data service在无连接业务中，UDT消息只能整体传送，不能拆卸分段传送，每发一次数据，都需重选一次路由；在华为公司的设备里，XUDT支持分段重装。无连接型SCCP程序如图5-2所示。根据各个消息中的目的地信令点编码，传送互不相关的UDT。如果由于发生故障，使中继信令点不能传送该UDT时，就向发端返送UDTS消息。图5-2 无连接型SCCP程序5.2.2.2 面向连接服务面向连接业务类似于分组交换中的虚电路（Virtaul Circuit）传送，它需要在发送消息前，先通过应答的方式在始节点和终节点之间建立一条消息传送路径，即信令逻辑连接或虚连接。这种方式适用于传送大量的成批数据。面向连接服务有两类协议，即2类和3类协议。它们的共同特点是可以保证消息传送收发顺序一致，可以对长消息分段传送，在接收端重新组装。此外，在3类协议还具有2类协议不具有的一些特点：流量控制、加速数据传送和消息丢失及错序检测等功能。面向连接业务又分为暂时信令连接和永久信令连接。暂时信令连接指信令连接的建立需要由SCCP用户启动和控制，数据传送完成之后就拆除连接，类似于拨号电话连接；永久信令连接类似于分组交换中的永久虚电路，它的建立和释放用户无法控制，而由本端或远端操作维护功能，或者由节点的管理功能来控制，但两类连接的信令传送过程完全相同。面向连接型SCCP程序如图5-3所示，该程序由连接建立、数据传送和连接释放三个阶段组成。图5-3 面向连接SCCP程序连接建立在连接建立阶段，除了由MTP提供的功能外，SCCP也提供编路功能。首先，由发端SP的SCCP发送含有目的地编码的CR消息。如果收到CR的SP是目的地，则回送证实信号CC。如果收到CR的SP是中继SCCP，则有两种情况：a、若DPC和OPC在同一信令网内，就用该点的MTP转发CR。b、若DPC和OPC位于不同的信令网（如国际出入口局），则在该点把输入部分和输出部分分成两个连接段，并建立两者的对应关系。收到CR的节点判定不能建立逻辑连接时，就发CREF，若与发端SP顺利地交换了CR、CC则可进入数据传送阶段。数据传送沿着已建立的逻辑连接交换用户数据DT。连接释放各个SP相互交换RSLD和RLC，从而完成连接的释放。在GSM系统中，只有在A接口的通信上大量用到了面向连接业务，而且只用到了2类协议，另外，我们前面已经讲过，A接口还用到了无连接业务的0类协议。 我们在上面描述的是多个连接段的有连接消息，在GSM系统中是不存在多个连接段的消息的，因为只有MSC和BSC之间用到的有连接业务。5.3 SCCP的寻址选路功能SCCP地址有三种类型:信令点编码(SPC)、子系统号(SSN)和全局名（GT）。其中，SPC就是MTP地址，它只在所定义的七号信令网内有意义，MTP根据DPC识别目的地并选路，根据SI（业务指示语）识别目的地内的用户。SSN (Subsystem Number)，称为子系统号，是SCCP使用的本地寻址信息，用于识别同一个节点中的各个SCCP用户。例如，可用不同的SSN编码表示TCAP、ISUP、MAP等，借此可以弥补MTP消息用户数少的不足，它扩充了SI的本地寻址范围，能够适应未来新业务的需要。 GT，主要在始发节点不知道目的地网络地址的情况下使用。它一般为某种编号计划中的号码。由于电信业务的编号计划已经达到国际统一，因此，全局名能标识全球任何一个信令点/子系统。但MTP无法根据GT选路，因此SCCP必须首先把被叫的GT翻译成DPC或DPC+SSN，才能交MTP发送，同时还要向下一个节点标明GT是基于什么编号计划。SCCP消息中的主叫地址和被叫地址可以是上述三类地址中的一种或它们的组合，SCCP可根据以下两类地址进行寻址选路: DPC+SSN GT如果出现如GT+DPC+SSN这样的地址，SCCP在发送消息时必须向下一个节点指明应根据GT还是DPC+SSN选择路由。5.4 SCCP消息格式简介5.4.1 SCCP消息结构SCCP 消息是封装在MTP的MSU (消息信号单元)中往外发送的,对于MSU而言,SCCP消息就是它的SIF字段。它由以下几部分组成：- 路由标记- 消息类型- 长度固定的必备项（F）- 长度可变的必备项（V）- 任选项（O）SCCP消息结构如图5-4所示： 图5-4 SCCP消息结构 路由选择标记（Label）：结构为OPC+DPC+SLS。 消息类型：用以识别不同的SCCP消息。它是所有消息的必备字节，决定该消息的功能和格式。表5-1是一些常见消息的消息类型编码：表5-1：SCCP常见消息类型及编码消息类型协议类别编码0123连接请求CR*0000 0001连接确认CC*0000 0010拒绝连接CREF*00