GSM交换优化基础参考模板

1、第三章GSM交换优化基础对于一个现代通信网,信令是它的神经系统。七号信令规范是现代通信网的关键技术之一,是通信网的神经中枢,在电话网、移动网、智能网等通信网中已成为不可缺少的一部分。七号信令网在移动通信中发挥的作用也越来越大,对七号信令网管理和维护的要求也越来越高。随着通信的发展,信令系统的功能会变得越来越强,其本身也会越来越重要。3.1 No.7信令系统概述3.1.1 概述为使GSM系统实现国际漫游功能,必须建立规范和统一的信令网络以传递与移动业务有关的数据和各种信令信息。因此GSM系统引入7号信令系统和信令网络,也就是说,GSM系统的公用陆地移动通信网的信令系统是以7号信令网路为基础。故在

2、讨论GSM的7号信令系统时先对7号信令系统进行一下简单的介绍。 No.7信令系统的功能级是参照OSI参考模型而划分的,是OSI参考模型的具体应用,首先应明确OSI参考模型。OSI开放系统互连基本参考模型是国际标准化组织（ISO）制定的标准化开放式计算机网络层次结构模型。“开放”一词表示能使任何两遵守参考模型和有关标准的系统进行互连。整个开系统环境由作为信息源和宿的端开放系统及若干中继开放系统通过物理媒体连接构成。OSI参考模型的主要特性是：它是一种将异构系统互连的分层结构,提供了控制互连系统交互规则的标准框架,定义抽象结构,并非具体实现的描述。对等层之间的通信,必须遵循相应层的协议。相邻层间的

3、接口定义了原渠操作和低层向上层提供服务。所提供的公共服务是面向连接的或无线连接的数据通信服务。3.1.2 No.7信令系统的定义、组成、分层模式1、定义：CCITTNo.7信令系统是一种国际标准化公共信道信令系统。7号信令的主要特点是将信令通路与话音通路分开2 / 65,而将若干条电路的信令集中在各专用于传送信令的通道上传送。CCITTNo.7信令系统的主要特点是：·最适用于由存储程序控制交换局组成的数字通信网·可以满足目前和未来通信网交换信令信息和其他信息的要求·保证正确的信息传递顺序,无丢失和顺序颠倒·可用于国际网和国内网2、基本结构7号信令系统基本

4、上由消息传递部分和用户（使用者）部分组成。其中：MTP是一个消息（信令）传递系统,为通信的用户之间提供可靠的消息传递。用户部分用以产生和接收消化各类信令消息。按业务类别,它们可分为以下几种：TUP：电话用户部分（用于PSTN网电话通信）DUP：数据用户部分（用于数据通信）ISUP：综合业务用户部分（用于ISDN网）MAP：移动电话用户部分（用于移动通信）每一部分均对应有各自的协议。所谓协议,它主要包含如下几个方面的内容：·消息类型和格式、编码·在各种情况下消息的收发顺序,即信令过程·收到消息后节点应采取的动作·与相邻层之间的层间原语参数一个采用分层结构的

5、协议体系,由各个分层的协议组成协议消息格式必须统一,层间原语格式由开发厂商自行规定。3、分层模式7号信令的第一个版本早于1980年推出,主要用于电话网,只包含四层。随着通信新业务的出现,通信网结构的变革,以及计算机技术的互相渗透和融合,越来越多的应用要求在网络节点处理机之间传送大量的与电路无磁的数据和控制信息。这促使CCITT对7号信令体系结构和协议作出重要的增补和更新。CCITT于1988年提出了新的7号信令分层结构。它从不同的角度出发,最终和ISO达成共识,采用了七层结构。OMAPINAPMAPISUPTUPDUPTCAPISPSCCPMTP3MTP2MTP1图 7号信令系统的七层结构图3

6、.1.3 No.7信令的信令单元格式No.7信令采用数字编码的形式传递各种信令时,是通过信令消息的最小单元信令单元传送的。按照信令单元的来源不同,可分为三种信令单元1、由用户产生的可变长的消息信令单元（MSU）,用于传递来自第四用户的信令消息或信令网管理消息。FCKSIFSIOLIFIBFSNBIBBSNF8 16 8n,n>2 8 2 6 1 7 1 7 8发送方向13组是指MTP中的三级2、来自第三级的链路状态信令单元（LSSU）用于链路启用或链路故障时,表示链路的状态。FCKSFLIFIBFSNBIBBSNF8 16 8或2 2 6 1 7 1 7 8发送方向3、来自第二级的插入信

7、令单元（FISU）变称填充信令单元,用于链路空或链路拥塞时来填补位置。FCKLIFIBFSNBIBBSNF8 16 2 6 1 1 1 7 8发送方向组成信令单元的各部分含义如下：F：标志码,采用固定码型01111110,用于每个信令单元的开始或结尾,以识别起点。BSN：后向序号BIB：后向指示比特FSN：前向序号FIB：前向指示比特BSN、BIB、FSN、FIB用在基本差错校正法中,完成信令单元的顺序控制,证实重发功能。LI：长度指示码,指示LI和CK间的字节数,用于区分三种信令单元。MSU的LI2、LSSU的LI1或2,FISU的LI0CK：校验码SF：状态标志,标志本端链路的工作状态SI

8、O：业务信息字段SIF：信令信息字段3.2 GSM的七号信令系统3.2.1 GSM信令系统的特点完备的信令系统是GSM标准的重要特色,其特点是：·统一接口定义,可适应多厂商环境。特别是统一的A接口,可以使运营公司选用不同厂商生产的移动交换机和基站设备组成系统。·信令系统严格分层,支持业务开放和系统互连。在网络侧,即MSC、HLR、VLR之间均采用和OSI7层结构一致的7号信令系统。在用户接入侧,即MSC和BS间及空中接口均采用和ISDN的用户网络接口一致的三层结构。网络侧信令着眼于系统互连。由七号信令支持的统一的MAP信令使GSM系统可以容易地实现广域联网和国际漫游,灵活的

9、智能网结构便于系统引入智能精力,实现快速增值。用户侧信令着眼于业务综合接入,便于未来各类ISDN业务的引入向个人通信发展奠定基础。3.2.2 应用于GSM系统的7号信令协议层结构主要讨论支持GSM的7号信令系统协议,下图为应用于GSM系统的7号信令协议层TUPISUPMAPBSSAPTCAPSCCPMTPTUP：电话用户部分 BSSAP：BSS应用部分 MAP：移动应用部分ISUP：ISDN用户部分 SCCP：信令连接控制部分 MTP：消息传递部分TCAP：事务处理应用部分图GSM信令系统结构3.2.3 GSM的7号信令系统各部分具体阐述1、MTP（message Transfer Part）

10、消息传递部分No.7的消息传递部分是各种用户部分消息的公共运载系统,它的作用是提供一个可靠的消息传递系统,保证两个信令点对用户部分(UP)之间的信令消息的可靠传递,即不应发生丢失、错序和重复。MTP只负责消息的传递,不负责消息内容的检查和解释。MTP其实包括三级与DSI的13层基本对应层1、第一级：信令数据链路功能它定义了信令数据链路即传输媒体的物理,电气和功能我以及链路至节点的接入方法。2、第二级：信令链路功能,它定义了信令消息沿信令数据链路发送和接收的过程,其作腹保证信令消息比特流在相邻两个信令点之间点到点的可靠传送,确保信令链路是无差错的信道组成的双向通路包括以下8个子功能：定界：根据定

11、界标志识别消息的首尾定位：判别信令链路是否出现位同步失步差错检测：利用CK字段检测信号单元比特流传送是否有错差错校正：通过重发机制获得正确的信号单元,借此实现差错校正初始定位：定义信令链路启用（故障后恢复使用）的控制过程信令链路差错率监视：监视信令链路质量一是初始定位差错率监视,计数绝对差错个数,二个信号单元差错率监视,计数差错的相对比率。流量控制：即拥塞控制,指的是当接收的消息过多不能及时处理时,应执行的信令过程处理机故障：定义出现这种情况时应执行的信令过程,状态指示“PO”3、第三级：信令网功能它定义关于信令网操作和管理的功能和信令过程,具体说来,包括两个部分：信令消息处理（SMH-sig

12、nalling message Handling）功能其作用是根据消息中的目的地地址和其他有关字段对消息进行分配或转发,分配是将消息送往本节点相关的用户部分,转发指的是STP转接功能。信令网管理（SNMsignalling Network Maixgement）功能其作用是在信令网发生异常的情况下,根据予定数据和网络状态信息调整消息路由和信令网设备配置,以保证消息的正常传送。它们的作用是保证在任何情况下都能将消息可靠地、无差错地电源端送到目的端,它们只关心消息的传递,并不关心消息本身的内容。2、TUP电话用户部分TUP主要规定控制电话呼叫建立和释放的功能和过程,或者说TUP规定电话交换局间传送

13、的信令消息内容,以决定各种将要送出的信令所处的状态,TUP除了可以提供用户的基本业务,还可提供一部分用户的补充业务。它定义了用于电话接续所需的各类局间信令。电话用户消息的内容是在消息信令单元（MSU）中的信令信息字段（SIF）传送。常用的电话信令消息有初始地址消息（IAM/IAI）、后续地址消息（SAM/SAO）、一般后向请求消息（GRO）和一般前向建立消息（GSM）、地址全消息（ACM）、后向建立不成功消息组（UBM,其中包括呼叫故障信号CFL等）、应答信号（应答计费ANC和应答免费ANN）、后向拆线信号（CBK）、前向拆线信号（CLF）、主叫挂机信号（CCL）、释放监护信号（RLG）、电路

14、复原信号（RSC）、自动拥塞控制消息（ACC）。3、ISUP综合业务数字网用户部分它是在No.7信令方式的TUP基础上提出来的,它在ISDN中提供支持话音和非话音的基本承载业务以及各种补充业务所需的信令功能,ISUP也适用于电话网和电路数据网,模拟网和数模混合网使用。尤其它可以满足全球范围的国际全自动和半自动电话业务及电路交换数据业务的需要。ISUP不仅包括了TUP的全部信令功能,还具有满足ISDN基本业务和补充业务所需的信令功能。具体的特有功能有：对不同承载业务选择电路提供信令支持；对于基本的承载业务,ISUP的主要功能是为建立、监视和拆除发端交换机和终端交换机之间64KBIT/S的电路提供

15、信令支持。由于ISDN的承载业务包括多种类型的信息传递（话音、不受限的数字信息等）,而不同的信息传送对传输电路的要求是不同的。必须根据终端用户对承载业务的要求来选择电路,在业务类型转换时还必须控制电路的转换。ISUP必须用信令来支持这些功能的实现。与用户-网络接口的D信道信令配合工作；由于ISDN用户对承载业务的要求是通过用户-网络接口的D信道信令（Q.931建议）送到网络的,因此ISUP必须和D信道信令配合工作。ISUP必须根据接收到的D信道信令消息,组装和发送ISUP消息,控制网络中的电路连接。同时将D信道信令中的部分内容透明地穿过网络,送到另一端的用户-网络接口,以完成用户到用户的信令传

16、送。支持端到端信令；ISUP的一部分信令需要在网络中逐段链路传送,以便控制沿途各个交换机的接续动作。还有一部分信令可以跳过所有的转接交换机,直接在发端交换机和终端交换机之间传送,这部分信令叫做端到端信令。它支持在信令终点间直接传送信令信息的能力,向用户提供基本业务和补充业务。ISUP必须为补充业务的实现提供信令支持；ISUP信令消息在ISUP中所处理的信息全部以消息的形式接收和发送。ISUP的消息按功能可划分为以下几类：呼叫建立消息：包括了呼叫建立的请求、补充的呼叫建立信息的传递、呼叫建立过程中信息的传递、被叫用户的响应以及必要时传送线路导通测试结果等有关消息。通信中的消息：包括了呼叫的暂停、

17、恢复、呼叫中的转换以及通信中话务员呼叫用的消息等呼叫释放消息：呼叫完成后用于释放呼叫的消息。线路监测消息：包括了为维护及测试而闭塞线路（暂时中止线路的使用）、出现故障时对电路初始化预置（强制释放）以及导通测试等测试时使用的监测消息。线路组监测消息：包括对线路组同时闭塞、初始化预置以及定时检测线路状态等消息。补充业务及其他消息：包括使用与补充业务的请求、许可及拒绝有关的消息；传送端到端的信令消息和用户-用户信令等消息。4、SCCP信令连接控制部分SCCP为MTP提供附加功能,以便通过No.7信令网,在交换局和专用中心（如大型数据库）之间建立无连接和面向连接的网路业务。对于No.7信令功能级来说,

18、SCCP是第四级MTP的一个用户,而SCCP又和MTP结合构成网络业务部分（NSP）,完成OSI参考模型的13层的功能,也即MTP有用户TUP、DUP、ISOP和SCCP,SCCP自己也有用户为ISUP和TC,这样,NA信令网中具有SCCP部分的信令点（SP）可在任意信令点之间端到端地传递各种信令消息,而不具有SCCP部分的SP能在相邻SP点间以逐段转发方式传递信息。1、SCCP的基本功能：附加的寻址功能SCCP提供了附加的寻址信息：子系统号（SSN）以便在一个信令点内标识更多的用户。在SCCP中,用八位二进制数来定义子系统,最多可定义256个不同的子系统。地址翻译功能SCCP的地址是全局码（

19、GT）、信令点编码（SPC）和子系统编码的组合。GT可以是采用各种编号计划来表示的地址,用户使用GT可以访问网络中任何用户,甚至越界访问。SCCP能将GT翻译为DPC+SSN和新的GT的组合,以便MTP能利用这个地址来传递信息。这种地址翻译功能可在每个节点提供,或在全网中分布或在一些特别的翻译中心提供。SCCP能提供无连接业务和面向连接的业务2、SCCP可提供以下两类业务：无连接业务无连接业务实际上分组交换中的数据报方式,即事先不建立连接就可传送信令消息,它是把应传送的数据信息作为独立的消息发送。每发一次数据,都需重选一次路由。面向连接业务用户在传递数据之前已在SCCP之间交换控制信息,达成一

20、种协议,它包括数据传递路由,传送业务类别（2类或3类）以及可能传送数据的数量等。向连接业务实质上是分组交换中的虚电路方式,即在传送数据之前需要先建立逻辑连接,它分为暂对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用户启动和控制类似于拨号电话接续,永久信令连接是本地或远地O&M功能可由节点的管理功能建立和释放它们为SCCP用户提供半永久连接类似租用电话线路。目前,智能网业务（INAP）,移动应用部分（MAP）和No.7信令的运行管理维护部分（OMHP）基本采用无连接SCCP,传送ISUP信令或需传送大量的数据信息时采用面向连接的SCCP。3、SCCP消息SCCP在收

21、到用户发来的原语请求后,就根据原语参数将用户数据连同必要的控制和选路信息封装成SCCP消息,发往远端节点的对等SCCP实体。SCCP消息由MTP路由标记、消息类型码、长度固定的必备参数、长度可变的必备参数及可选参数组成。在消息信令单元（MSU）的SIF字段中传递。4、SCCP程序SCCP程序主要由SCCP路由控制、面向连接控制、无连接控制和SCCP管理四个功能块组成。SCCP路由控制功能接收来自MTP的消息或来自面向连接控制部分和无连接控制部分传来的内部消息后,对消息中的被叫用户地址进行鉴别、翻译及处理,完成选取路由的功能。无连接控制程序允许SCCP用户在没有建立信令连接的情况下,传递高达2K

22、字节的用户数据。当传送的数据量小于256个字节时,使用UDT消息来传送,当数据量大于256个字节时,SCCP可以将用户数据分段,把用户数据分成较小的数据块,用多个XUDT消息传送,在接收端的SCCP将多个XUDT消息中的用户数据重装后再送给SCCP用户。如果由于某种原因,使UDT消息或XUDT消息不能传送给SCCP用户时,发现消息传送出错的SCCP节点,可以启动消息返回程序,用UDTS或XUDTS消息将消息回送到始发SCCP节点,并说明消息不能正确传送的原因。面向连接控制包括连接建立、数据传送和连接释放三个阶段。SCCP管理功能的作用是在信令点或信令点中的子系统发生故障或拥塞的情况下,通过重选

23、路由或调节业务量来维持网络的功能。由信令点状态管理和子系统状态管理两个子功能组成。这两个功能块使用远端信令点和子系统的有关接入信息来修改路由信息并调整业务量。5、 事务处理能力应用部分（TCAP-Transaction Capability Application Part）事务处理能力CTC用以提供节点之间传递信息的手段以及对相互独立的各种应用提供通用业务,它包括中间业务部分（ISP）和事务处理能力应用部分（TCAP）ISP目前还在研究中,TCAP目前的应用不涉及ISP部分,它是利用SCCP来管理在交换局之间,以及交换局与业务控制点之间转移运行维护信息和业务处理信息,即TCAP具有转移、管理

24、事务处理的能力。OMAP、MAP等都利用TCAP来转移与应用有关的事务处理,如在运行管理中心和交换局之间收发运行管理数据以及对蜂窝移动电话设备的位置进行登记等,TCAP利用SCCP在交换局与各种处理中心之间提供各种业务处理所需信息转移的功能。当传送数据业务量较小而实时性很强的信息（例如对业务控制的询问）时宜采用无连接型,当信息的数据量很大但无实时性要求（如传递与业务量有关的统计数据和文件）时适合采用面向连接型,基于无连接型SCCP的TCAP,ISP不提供功能,TCAP直接与SCCP接口,基于面向连接型SCCP的TCAP,还在研究之中。总之,TCAP它的主要功能是对网络节点间的对话和操作请求进行

25、管理和监视,为各种应用业务信令过程提供基础服务,它本身属于应用层协议,但和具体应用业务无关,是应用层的公共操作和结合部分。TC由两个子层组成成分子层（CSL）,它用于处理成分,即传送远端操作及其响应的协议,数据单元（APDU）和任选的对话部分；事务处理子层（TSL）。它处理两个用户之间包含成分及任选的对话部分的消息交换。3.3 MAP移动应用部分MAPMAP是专门为满足GSM需求而设计的。支持GSM网络的CCITT7号信令系统具体地说就是7号信令系统的移动应用部分（MAP）它广泛用于GSM网络内节点之间的信息交换,进行必要的信号处理它是七号信令系统的用户部分,是应用层协议,用TCAP作为其与七

26、与信令系统之间的功能接口,其主要功能是支持移动用户漫游,频道转接和网络的安全保密,实现全球联网,为些,需要在MSC、和HLR、VLR、EIR等网络数据库之间频繁地交换数据和指令。3.3.1 MAP信令分层结构（系统采用标准的7号信令分层结构）图 MAP信令分层结构SCCP和MTP第三级一起提供了完备的网络层功能,其特点是增设一种新的被叫地址类型,称之为全局名（GTGLOBAL TITLE）实际上就是各种电信业务的编号,这些编号可以对应为全网中的所有网络节点,根据它们发送消息就可实现全网范围的端到端传送。为实现MAP信息在GSM节点间传送,引入GT用于信令寻址,SCCP层通过分析被叫地址中的GT

27、,可使信令终结到本节点或通过GT选路方式（GTRC）到达其他节点。增设一个标识终接点,用户类型的字段,称之为子系统号（SSNSUBSYSTEM NUMBER）不同的SSN分别代表不同的功能实体,SSN分配有8个比特,极大地扩展了用户种类,以适应不同的业务需要。即支持数据报传方式,又支持虚电路方式,对于过长的消息还具有发端分段,收端重装的功能,这样对于具有不同话务特性和传输时延要求的信令消息,可以选用不同的连接服务。由以上特点,可知MTP第三级与SCCP相结合的完备的网络层功能能最为有效地传送各类应用消息。MAP居于TCAP之上,与TCAP同属于应用层（第七层）。SCCP的用户直接就是应用层进程

28、,不再经过中间的第46层。3.3.2 移动应用部分（MAP）的消息MAP信令采用不分段的O类无连接服务,无连接服务的主要消息是单元数据（UDTNWDATA）消息,该消息只能整体传送,不能拆卸分段传送,则MAP信令采用UDT消息传送信息。消息的基本格式如下：FCKSIFSIOLIFIBFSNBIBBSNF8 16 N*8 8 2 6 1 7 1 7 8值得一提的是,对MAP消息的分析主要在于成分部分的分析。成分子层包含有MAP消息,是分析MAP信令的关键,该层对于MAP而言是透明的。3.3.3 AE与ASE1、AE与ASE的概念AE（Application Entity）称为应用实体,完成特定业

29、务应用进程的OSI通信功能,负责通信信息的语义解释和匹配。ASE（Application Service Element）称为应用服务（业务）单元,负责某一项应用功能的通信控制。一个AE可由若干个ASE组成,显然,它们都与应用业务有关。2、MAP中的AE与ASE结构MAP被分为5个应用实体：SSN被分派指定给这些应用实体中的每一个。·NAPMSC SSN8 ·MAPVLR SSN7·MAPHLR SSN6 ·MAPEIR SSN9·MAPAUC SSN10参看下图： MAP-MSCMSC Mobile application PartTCAP

30、ASE （common）SE3ASE2SE111成分（组元）子层MAPHLR事务处理子层MAPAVCMAPVLRSCCPMTP图MAP中的AE与ASE结构这些应用业务单元支持各个应用实体之间的同层间通信,它们包含了一个或几个具有连接参数的操作。这些操作能联合完成一些确定应用业务。3.3.4 MAP的使用移动应用部分（MAP）使用7号信令系统的事务处理能力（TC）所提供的服务在OSI分层参考模型中,MAP可认为是包括应用处理进程和与处理能力应用部分（TCAP）相接口的第七层中的部分进程,即通信功能。TC是网络层接口（即SCCP业务接口）以上直至应用层的协议结构,包括公共应用业务单位,但不包括使用

31、这些单元的专用单位。TCAP是指包含在OSI第七层中的部分TC。TCAP由组元子层和事务处理子层构成,TCAP直接与信号连接控制部分（SCCP）相连接,下图给出了7号信令系统支持移动应用部分的设施。进程移动应用部分（MAP）ASE2ASEnTCAP组元子层事务处理子层SCCPMTP图 支持MAP的模型组元子层提供用于协议数据单元的交换的应用服务这些单元调用任务（操作）并报告任务执行结果（或错误）以及该子层所检测出的任何非应用专用协议的错误,同时,还提供不同应用进程的错误的用户专用协议差错报告,这些服务可使用7C组元处理原语来访问。处理子层提供简单的联络服务,通过这些服务若干相关的数据单元可进行

32、交换,处理终端可以是预定的（对用户不提供指示）。这些服务可通过组元子层子层使用TC对话处理原语来访问。作为TCAP的用户,MAP通信部分由用于每个应用实体的应用业务单元（ASE）构成。ASE包括进程调用的操作,错误和参数并使用组元子层发送至对等层实体中。下图则表示MAP中的ASE操作。 VLA HLRASE1ASE2ASE3 MAPASE4TCAPNSPASE1ASE2MAP ASE3ASE4TCAPNSP 逻辑连接 物理连接图 MAP中的ASE操作MAP进程由信号连接控制部分（SCCP）和消息传送部分（MTP）提供支持。MAP进程涉及到MSC、BSS、VLR、HLR、EIR、AC等PLMN功

33、能单元实体以及它们相互间的接口。从SCCP的角度看,各功能实体构成网络节点。为了选择消息传送的路由这些节点都被赋予SCCP地址。在MAP进程中,根据情况对所要访问的节点进行寻址。在某些情况下（例如越区转接）,一个系统中一个MAP进程要和若干其他系统中的MAP进程相互作用,下图给出这种复杂情况的例子,这里,系统O中的MAP进程通过若干个ASE与其他系统进行通信。图 涉及多个系统的MAP进程总之,使用MAP协议的任何系统都能与若干其他系统同时通信。3.3.5 MSC/VLR和HLR中的MAP若要解释GSM中的MAP了解HLR和MSC/VLR中的MAP的内容是必不可少的环节,参看下图： MAPTCM

34、LVAPMLCAPMRNAPMFDAD HMAPTCHLVAPHLCAPHRDTAPHSDADMAPTC入局处理协调器：用以分配入局的MAP消息到相应的接收功能块。MLVAP位置更新MAP：用以处理至HLR的位置更新。MLAP位置删除MAP：用以控制位置删除的操作过程。MRNAP漫游号码提供MAP：用以控制向HLR提供漫游号码MSRN。MFDAD获取用户数据MAP：用来从HLR取用户数据。HLVAP归属位置更新MAP：负责从MSC/VLR中接收位置更新消息,HLVAP确保在数据库实体的HSD块中更新用户的位置,它也启动将类别、补充业务等信息送回位置更新折MSC/VLR的功能还保证删除在前一个M

35、SC/VLR中的用户数据。HLCAP归属位置删除MAP：负责发送删除消息给目前为用户服务的MSC/VLR。HRTGMAP归属漫游路由确定GTMSCMAP：接收来自GMSCMAP的路由查询消息。GMS需要路由信息以便把入局呼叫选路到目前为被叫移动用户服务的MSC,HRTGMAP再启动请求漫游号码程序,该漫游号码由与上述MSC有关的VLR提供。HSDAP归属用户数据提供MAP：接收目前路由MSC/VLR服务的移动用户所激活的C号码和业务类型,HSDAP负责将该信息存储在用户数据中。HMAPTC归属MAP入局处理协调器,负责所有的入局消息,以确保每种消息类型由MAP中合适的功能块来处理。由图可知,一

36、个节点的MAP功能片可以与其它节点的MAP功能片通信,每个功能片能与它的包括在同一功能体中的合作单功能片通信。在MSC/VLR中的MLVAP软件功能片能与HLR中的合作单元HLVAP关于位置更新进行通信,MLCAP软件功能片也可以与HLCAP关于位置删除进行通信。在上图中,MAPTC与HLMAPTC功能片对于进来的消息和为缓冲器使用,它们分析这结消息工判断指导这些消息达到的正确接收者,MAP协议允许这些功能片与CCITT的七号信令系统通信联络。3.3.6 MAP定义的信令过程介绍MAP共定义了10个信令过程1、位置登记和删除位置登记和删除是支持移动用户实现自动漫游的信令过程。位置登记和删除是支

37、持移动用户通过控制信道向移动交换机报告其当前位置。如果移动台从一个移动交换中心MSC/VLR管辖的区域进入另一个MSC/VLR管辖的区域,就要向归属位置登记器（HLR）报告,使HLR能随时登记移动用户的当前位置,从而实现漫游用户的自动接续。位置登记过程涉及到MSC与VLR的B接口及VLR与HLR之间的D接口,由于MSC与VLR一般处于一个物理实体中,MSC与VLR之间的接口就成为设备之间的内部接口。所以下面我们主要讨论MSC/VLR之间的位置登记和删除过程。（1）仅涉及VLR与HLR的位置登记和删除过程在位置更新过程中,如果移动用户（MS）用其识别码（IMSI）来标识自身时,其位置更新过程只涉

38、及用户新进入区域的MSC/VLR及用户注册所在地的HLR。其信令过程见下图：图 位置更新当MS进入由MSC/VLR-A控制的区域并用其识别码（IMSI）来标识自己时,MSC/VLR-A能从IMSI中识别出MS注册的HLR,并可将其转换为该HLR的ISDN号码MSISDN,用MSISDN作为全局码GT对HLR寻址。在位置更新过程执行前,执行鉴权过程,MSC/VLR-A发送鉴权请求消息（send authentication info.）要求得到该用户的鉴权参数,HLR用鉴权响应消息（authentication info.）将鉴权参数回送给MSC/VLR-A.当鉴权通过后,MSC/VLR-A向H

39、LR发送位置更新区消息（update location）,收到位置更新区消息后,HLR将MS的当前位置记录在数据库中,同时用插入用户数据消息（insert sub.data）将MS的相关用户数据发送给MSC/VLR-A。当收到用户数据确认消息（sub.data ACK.）后,HLR回送接受位置更新消息（update location ACK.）,位置更新过程结束。HLR在完成位置更新后确定该用户已进入由MSC/VLR-A管辖的区域,就向访用户先前所在的MSC/VLR-B发送删除位置消息（cancel location）,要求MSC/VLR-B删除该用户的用户数据,MSC/VLR-B完成删除后,

40、发送位置删除确认消息（cancel location ACK.）给HLR。（2）涉及到前一个VLR的位置更新当MS从MSC/VLR-A管辖的区域进入MSC/VLR-B管辖的区域,在位置登记时用MSC/VLR-A分配给它的临时号码（TMSI）来标识自己时,位置更新/删除过程见下图：图 位置更新由于在位置登记请求中用其在前一个VLR（MSC/VLR-A）中分配的TMSI来标识自己,MSC/VLR-B向MSC/VLR-A发送识别请求消息（send identification）,要求得到该用户的IMSI及鉴权参数组,MSC/VLR-A用识别响应消息（send identification ACK.）

41、将MS的IMSI及鉴权参数组选送给MSC/VLR-B。MSC/VLR-B鉴权成功后,就给HLR发送位置登记请求消息。其后的信令过程与图（1）所示完全一样。2、呼叫建立期间用户参数的检索·直接信息检索：MSC由VLR直接获得所需参数。·间接信息检索：VLR还需向HLR获取部分或全部用户参数。·路由信息检索：PSTN用户呼叫MS时,网点MSC（GMSC）向HLR请示漫游号。经过位置更新过程后,管辖MS当前所在区域的VLR中已存放了该用户主要的用户数据,MS注册的HLR中也已存放了该用户的位置信息。当MS始发呼叫或终结呼叫时,MSC都可得用本信令过程从VLR或HLR中获

42、得呼叫所需的有关信息,主要包括以下三种情况：MS呼叫时,主叫MS所在地的MSC可由VLR中获取该主叫MS的用户参数,在必要时VLR还可向MS注册的HLR发出请求,以获得部分或全部用户参数；MS终结呼叫时,被叫MS当前所在区域的MSC可从VLR或HLR中获得该被叫MS的用户数据；当PSTN用户（或移动用户）呼叫MS时,作为入口网关局的GMSC需询问HLR,以获得被叫MS的路由信息。在呼叫建立期间获得被叫MS路由信息过程如下图：图 呼叫建立期间获得被叫MS路由信息过程当固定用户呼叫移动用户时,主叫用户拨“0139H1H2H3ABCD”,PSTN通过长途局接入MSC-A,该MSC即作为GMSC,通过

43、分析被叫MS的MSISDN号码,GMSC能确定被叫SM注册的HLR-A,就向HLR-A发送“发路由信息消息（send routing info.）”。HLR-A检查被叫MS的位置信息,知道被叫MS当前正处于由MSC/VLR-B管辖的区域,就向VLR-B发送“提供漫游号码”消息（provide roaming numbet）,要求为该被叫MS分配一个漫游号码MSRN。VLR-B收到此消息后,临时为该被叫MS分配一个漫游号码MSRN。VLR-B收到消息后,临时为被叫MS分配一个漫游号码,并建立这个漫游号码与该用户的对应关系。然后发送“漫游号码确认”消息（roaming number ACK.）,将

44、分配的漫游号码送给HLR-A。HLR-A收到漫游号码后,给GMSC发送“路由信息确认”消息（send routing infl.ACK.）,将漫游号码送给GMSC。GMSC 收到漫游号码后,即可利用此漫游号码完成至被叫MS的接续。3、补充业务的处理当移动用户MS通过无线接口登记/撤销、激活/去活有关的补充业务时,用户当前所在区域的MSC/VLR通过此信令过程将有关用户登记/撤销、激活/去活有关补充业务的要求报告HLR,在获得HLR的确认后将证实信息通知移动用户。下图示出了相关信令过程：图 补充业务设移动用户发送以下命令“*21*DN*BS#”激活呼叫无条件前转业务。MSC/VLR-B收到此请求

45、后,向HLR-A发送登记补充业务消息（register SS）,HLR-A确认此操作,在修改该用户的用户数据后回送补充业务确认消息（register SS ACK）给VLR-B,同时HLR-A给VLR-B发送插入用户数据消息（insert sub.data）,对VLR-B中的用户数据进行更新,VLR-B用用户数据确认消息作为对收到此消息的应答。4、频道切换（转换）用以支持基本频道转接和后续频道控制转接,为此定义了请求测量结果,MSCA转接至MSCB、MSCB转回MSCA、MSCA后续转接至MSCB和获取转接号等信令过程。在这些信令过程中,MSCA始终是呼叫控制的主控局,并已考虑转接的局间中继话

46、路的优化。当移动用户在通话过程中从一个小区移动到另一个小区且这两个小区分别由两个MSC/VLR控制时,这两个MSC/VLR之间要交换有关的信令,以便使移动用户能够使用其新进入的小区分配的话音信道进行通话。有关频道切换时的信令过程下图：图 切换设移动用户在通话过程中从MSC/VLR-A控制的区域进入MSC/VLR-B控制的区域,MSC/VLR-A向MSC/VLR-B发送进行切换（prepare handover）消息。MSC/VLR收到切换请求消息后,就为该呼叫分配并保留一个空闲的无线信道,同时为该次转换分配一个频道转换号码,该号码的作用类似漫游号码,用于建立MSC-A至MAC-B的中继话路。M

47、SC/VLR-B用无线信道确认消息（prepare handover ACK）将分配的频道转换号码及已分配的无线信道号送给MSC/VLR-A。MSC/VLR-A收到此消息后,通过TUP消息建立话路连接,在IAI消息中的被叫号码字段中包括的就是频道转换号码。当MSC-B接受到从移动台发出的呼叫处理请求时,就用处理接入信息消息（process access signal）将该呼叫处理请求透明地传送给MSC-A。当话路连接成功后,MSC-A,MSC-B分别在原信道和新分配信道上向移动用户发出切换指示。当MSC-B收到移动用户环回的证实信号后,即向MSC-A发送“发结束信号”（send end sig

48、nal）,表示频道切换已经成功。当主叫用户先挂机时,MSC-A发送前向拆线消息CLF(TUP),MSC-B发送释放监护消息RLG(TUP)将话路释放。MSC-A向MSC-B发送“结束信号响应”消息（send end signal ACK.）,通知此频道切换过程已结束。5、用户管理用户管理主要包括用户数据检索和VLR中用户数据更新两部分。图 用户管理（1）用户数据的检索用户参数栓索主要饫IMSI请求程序以及MS清除程序。IMSI请求程序VLR通过程序向HLR请求与一个MSISDN相对应的IMSI号码,其信令过程如上图：MS清除程序VLR可通过此程序向HLR发出请求,要求对已在VLR中进行位置登记

49、的用户进行清除。其信令程序如上图。（2）VLR中用户数据的更新当HLR中的用户数据发生变化时,HLR可通过信令程序要求VLR清除该用户或插入或删除该用户的数据。其信令过程见上图6、操作与维护当HLR或VLR由于故障丢失了部分用户数据,在重新启动后,可利用操作与维护的有关信令过程向VLR/HLR要求有关信息。该部分包括HLR从故障中恢复和VLR从故障中恢复两部分。（1）HLR从故障中恢复当HLR从故障中恢复后,向相关VLR发送复位消息（reset）,VLR收到reset消息后,发送位置更新请求消息,将有关移动用户的位置信息送给HLR,HLR向VLR传送相关用户的用户数据,其信令过程见下图。图HL

50、R故障恢复（2）VLR从故障中恢复当VLR由于故障丢失有关用户数据时,其恢复过程可分为以下两种情况：VLR恢复,移动用户作为主叫试呼由于VLR在故障中丢失了有关的用户数据,当该用户要求呼叫时,VLR向HLR发出消息,要求发送此用户鉴权信息。当鉴权完成后,VLR自动进行位置登记,HLR向VLR发送相关的用户数据。其信令过程见下图：图 VLR故障恢复VLR恢复,MS作为被叫当MS作为被叫时,HLR-A向VLR-B要求为该用户分配漫游号码,VLR-B若发现丢失该用户的数据,就向HLR发出请求,要求得到该用户的鉴权数据及相关用户数据。其信令过程如下：图 VLR恢复7、支持短消息业务的信令过程8、IME

51、I的管理：定义MSC向EIR查询移动台设备合法性的信令过程。9、用户认证：包括4个信令过程·基本认证过程：处理其他事务（如呼叫建立、位置登记、补充业务操作等）时进行的正常认证。·VLR向HLR请求用户认证参数（数据组）：当VLR保存的预先算好的用户认证数据组数据低于门限值时,执行此过程。·向原先VLR请求用户认证参数：此过程在向原VLR索取IMSI时一并完成。·频道转接时的认证：为了确保安全,规定频道转接完成后需进行用户认证。认证仍由MSCA发起,认证结果仍由VLRA审核,但需由MSCA通知MSCB向MS索取认证计算结果。10、网络安全功能的管理：主要是

52、加密密钥匙,TMSI等传送。关于GSM网络通信中重要的具体信令过程将在后面章节详细阐述,在此仅以基本频道转接为例,说明MAP信令如何和用户侧信令及局间TUP信令配合完成转接任务的目的。下力示出各接口的信令消息顺序发送过程。3.4 基站应用部分BSSAPBSSAP是专门用于MSC和基站系统（BSS）之间（A接口）的信令协议,在MSC与BSC之间连接是通过PCM链路进行的,它除一定数目的话音/数据信道外,还有传送信令的时隙。有关呼叫建立,功换及释放等的信令数据通常使用此信令信道。一个信令信道可服务多个基站收发信台（RBS）BSSAP协议专门为A接口开发,它不仅支持MSC与BSS之间的消息,还支持M

53、SC与MS之间的信息和移动性管理MM协议消息。3.4.1 BSSAP与BSSMAP概念区分BSSAP是基站应用部分,BSSMAP为基站操作维护应用部分,用于和MSC、网络维护中心OMC交换维护管理信息。BSSMAP的消息通过A接口传输时必须使用SCCP消息,对MSC和OMC的寻址和路由选择由SCCP提供支持。BSSAP和BSSMAP消息同属于A接口第三层所传送的消息。对于呼叫控制和移动管理的消息的传输而言,BSS仅起传输中继的作用,消息不在BSS内翻译,因而BSSAP和BSSMAP规范仅涉及此类消息的首部。这是由于首部中含有接口在错误情况下的处理以及正确选路所需要的信息。BSSAP和BSSMA

54、P依靠MTP和SCCP的支持,以实现MSC和BSS之间的对等层通信。BSSAP和BSSMAP之间由SCCP的寻址功能通过子系统号来区别。3.4.2 BSSAP的组成BSSAP又分为两个模块,也即是它的两个用户功能直接传送应用部分（DTAP）基站管理应用部分（BSSMAP）这两个不同的用户功能对应下面两个不同的BSSAP处理的信令MSC与MS间通过BSC透明传输的直接传输消息。这是有关呼叫控制和移动性管理的消息MSC与BSC/RBS间的BSS管理消息。这些消息用于资源管理、切换控制等1、DTAP（直接传送应用部分）DTAP用于透明传送MSC和MS间的消息。这些消息主要是呼叫控制（CC）和移动性管

55、理（MM）协议消息。BSS收到MS发来的消息,通过“协议鉴别语”（PD）即可判定是否是透明消息,（无线资源管理）RR协议消息终结于BSS,不再发往MSC,但是MSC是MS发来的第一个第三层消息的处理有所不同,即使它是透明消息,BSS也要将其读出,提取MS的等级标志字段（主要是移动台的功率级别）然后将其余部分组装成“完整的第三层信息”消息送往MSC,该消息已不属于DTAP而属于下述BSSMAP消息或可称作半透明消息。DTAP选择虚拟电路方法,独立地建立和释放连接。以下是两种主要的DTAP消息类型：·移动管理消息·关于补充业务的呼叫控制消息2、BSSMAP（BSS管理应用部分）（1）概述BSSMAP其功能主要是对BSS的资源使用、调配和负荷进行控制和监视,以保证呼叫的正常建立和进行。消息的源点和终点为BSS或MSC。消息均和RR（无线资源管理）相关。某些BSSMAP过程将直接引发RR消息,反之RR消息也可能触发某些BSSMAP过程。BSSMAP使用SCCP的无连接服务和面向连接服务。（2）BSSMAP信令过程GSM标准定义了18个信令过程,借此BSSMAP完成其各项功能。1）分配：用