MF001001(教材)GSM网络规划和优化-GSM-BSS信令与接口分析基础

PAGE1word文档可自由复制编辑课程MF001001GSMBSS信令与接口分析基础ISSUE1.0word文档可自由复制编辑目录课程说明 1课程介绍 1课程目标 1相关资料 1第1章七号信令系统概述 21.1七号信令的概念和特点 21.1.1基本术语 21.1.2信令传送方式 31.2七号信令系统的功能级结构 41.2.1功能级结构原理 41.2.2七号信令系统的功能级结构 41.3GSM系统中的接口和协议 6第2章消息传递部分（MTP） 82.1MTP功能级结构 82.1.1信令数据链路级 82.1.2信令链路功能级 82.1.3信令网功能级 92.2MTP信令消息格式 11第3章信令连接控制部分（SCCP） 143.1SCCP概述 143.1.1为什么需要SCCP 143.1.2SCCP的应用特点 143.2SCCP业务功能 153.2.1无连接业务 153.2.2面向连接业务 163.3SCCP消息格式 173.3.1SCCP消息结构 173.3.2SCCP消息类型 183.3.3SCCP消息参数 19第4章基站子系统应用部分（BSSAP） 234.1BSSAP整体结构 234.2BSSAP的分配功能 244.3直接转移应用部分DTAP 244.4BSS移动应用部分BSSMAP 254.5BSSAP消息举例 254.5.1BSSMAP消息举例 254.5.2DTAP消息举例 26第5章A接口消息详解 275.1概述 275.2连接建立消息 285.2.1位置更新消息(LocationupdatingRequest) 285.2.2CM业务请求消息(CMServiceRequest) 315.2.3连接确认消息(ConnectConfirm) 325.3正常有连接消息 335.3.1鉴权请求消息(AUTHENTICATIONREQUEST) 335.3.2鉴权响应消息(AUTHENTICATIONRESPONSE) 355.3.3加密命令消息(CIPHERMODECOMMAND) 355.3.4加密结束消息(CIPHERMODECOMPLETE) 365.3.5位置更新接收消息(LOCATIONUPDATINGACCEPT) 375.3.6CM业务接收消息(CMSERVICEACCEPT) 385.3.7SETUP消息(SETUP) 385.3.8呼叫进行消息(CALLPROCEEDING) 395.3.9指配请求消息(ASSIGNMENTREQUEST) 405.3.10指配结束消息(ASSIGNMENTCOMPLETE) 415.3.11振铃消息(ALERTING) 425.3.12通话建立消息(CONNECT) 435.3.13连接确认消息(CONNECTACKNOWLEDGE) 435.3.14挂机消息（DISCONNECT） 445.3.15释放消息（RELEASE） 455.3.16释放结束消息(RELEASECOMPLETE) 455.3.17清除命令(CLEARCOMMANG) 465.3.18清除结束(CLEARCOMPLETE) 475.4无连接消息 475.4.1复位电路（RESETCIRCUIT） 475.4.2阻塞电路（BLOCKCIRCUIT） 495.4.3解闭电路(UNBLOCKCIRCUIT) 505.4.4复位消息(RESET) 515.4.5未安装电路（unequippedcircuit） 51第6章A-bis接口信令分析 536.1A-bis接口主叫阶段信令分析 536.2A-bis接口被叫阶段信令分析 546.3A-bis接口拆线阶段信令分析 55附录一DTAP消息 58附录二BSSMAP消息 60word文档可自由复制编辑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BSS工程师。本课程重点介绍BSS信令与接口分析。主要从七号信令系统原理开始，讲述了七号信令系统的功能级结构、MTP的功能与消息结构、SCCP的功能特点与消息结构、BSSAP的功能与消息结构，最后对A接口的信令进行了重点分析，对A-bis接口的信令消息也作了较系统的介绍。课程目标完成本课程学习，学员能够：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的功能特点与消息结构基站子系统BSSAP的功能与消息结构查阅GSM相关协议进行A接口分析查阅GSM相关协议进行A-bis接口分析相关资料《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》word文档可自由复制编辑七号信令系统概述七号信令的概念和特点在通信系统中，存在互相之间通信的多个设备实体，为了完成一个特定的操作或通信过程，通信的双方之间需要一定的协调和控制信息，我们把这些协调控制信息称为信令。信令的种类很多，从信令本身的信号类型分，可以分为模拟信令和数字信令。模拟信令以模拟信号表示控制信息；数字信令以各种数字信号表示控制信息。显然，从信令消息的控制能力、传输速度、效率等多方面考虑，数字信令系统的性能远高于模拟信令系统。信令系统从传输信号的方式分类，又可以分为随路信令和共路信令。随路信令与话路（业务信道）共用同一条传输通道；共路信令采用专用的信令传输通道，以一条或几条信令传输通道上传输的信令信息去控制大量的话路（业务信道）接续。从信令系统的效率、可靠性等多方面考虑，共用信令系统优于随路信令系统。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，属于数字信令和共路信令的范畴。基本术语下面让我们回顾一下七号信令的几个基本术语。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。REF_Ref40064459\r图1-1是我国信令网的三级结构示意图：我国信令网的三级结构信令点（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（SignallingLink）：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个链路集。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。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REF_Ref40064499\r图1-2。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REF_Ref40064527\r图1-3所示。准直联方式七号信令系统的功能级结构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（MessageTransferPart-MTP)和若干个用户部分（UserPart-UP)如REF_Ref40064563\r图1-4所示：七号信令功能划分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。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，REF_Ref40064649\r图1-5表示了CCS7较完整的功能结构与OSI七层体系结构的对应关系：七号信令系统与OSI层次结构的对应关系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：信令数据链路级（MTP-1）、信令链路功能级（MTP-2）、信令网功能级（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令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。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4~6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。基站子系统应用部分BSSAPBSSAP是专用于GSM系统基站侧的7号信令，包括BSSMAP和DTAP两个部分。其具体内容将在后续章节中介绍。除了上述的几个功能部分之外，七号信令系统还有其它的若干应用部分协议；并且随着七号信令系统的发展，其内容将更加丰富，功能将更加强大。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，完成这一级别的信息传输和交换。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。REF_Ref40064683\r图1-6表示GSM系统的信令模型：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（无限资源管理）、MM（移动性管理）、CC（通信管理）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管理应用部分），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），它只是整个第三层的一部分，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。消息传递部分（MTP）消息传递部分简称MTP，由三个功能级组成，包括第1级信令数据链路级、第2级信令链路功能级、第3级信令网功能级。如REF_Ref40064719\r图2-1所示：消息传递部分三级结构MTP功能级结构信令数据链路级信令数据链路是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。信令链路功能级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的信令链路，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。信令网功能级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。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2-2所示：信令消息处理的功能组成①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。②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。③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REF_Ref40064958\r图2-3。消息路由功能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。①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。②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。③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。MTP信令消息格式七号信令系统是以不等长消息（message）的形式传送信令的。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（SignalUnit-SU）。所有信号单元的长度均为8比特的整数倍。通常就一个8比特作为信号单元的长度单位，称为一个八位位组（octet）。在七号信令中，有三种信号单元：消息信号单元（MessageSignalUnit-MSU）、链路状态信号单元（LinkStatusSignalUnit-LSSU）和填充信号单元（Fill-inSignalUnit-FISU），它们的格式如REF_Ref40065104\r图2-4所示：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。其另一重要作用是在过负荷的情况下降低信令系统的处理工作量。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LI>2。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REF_Ref40065131\r图2-5所示。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：DCBA0000信号网管理消息0001信号网测试和维护消息0010备用0011SCCP0100TUP0101ISUP0110DUP（与呼叫和电路有关的消息）0111DUP（性能登记和撤消消息）1000至1111备用SSF：DC网络指示语00国际网01国际备用10国内网11国内备用BA为备用比特。由上可见，通过识别SIO我们可以判断此信令消息所属的信令网网络层次与信令用户部分。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。由FSN、BSN、FIB、BIB四个消息元素可以确认和保证七号信令消息的正确传送。以上介绍了MTP的消息格式，那么，SCCP、BSSAP等消息的格式是怎么样的呢？其实，SCCP、BSSAP等信令都是MTP的用户部分，其消息格式与MTP消息的不同仅在于SIO与SIF部分；首先不同的信令用户部分对应不同的SIO，然后在SIF中定义SCCP、BSSAP等信令的具体消息。信令连接控制部分（SCCP）SCCP概述为什么需要SCCP在电话应用中，MTP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。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；SI的编码仅为四位，即只能分配给16个不同的用户部分。这样MTP其所能标识的信令点就十分有限，不能满足现代通信的需求。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，只在所定义的网络层次内唯一和有效，因此利用MTP不能完成国际漫游用户的位置登记和鉴权等。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在信令网中和其它信令功能要素间的关系可以参见第一节中的REF_Ref40064649\r图1-5。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。SCCP的应用特点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。SCCP业务功能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无连接业务无连接业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：UDTunitdataUDTSunitdataseviceXUDTextendunitdataXUDTSextendunitdataservice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REF_Ref40087308\r图3-1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。无连接型SCCP程序面向连接业务面向连接业务类似于分组交换中的虚电路（VirtaulCircuit）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REF_Ref40087341\r图3-2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。面向连接SCCP程序①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。②数据传送沿着已建立的逻辑连接交换用户数据DT。③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。SCCP消息格式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REF_Ref40087393\r图3-3所示：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。长度固定的必备部分：即该消息所有固定长度的必备参数。长度可变的必备部分：即该消息所有可变长度的必备参数。任选部分：即该消息所有的任选参数。SCCP消息类型REF_Ref40087548\r表3-1是一些常见消息的消息类型与类型编码：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**00000001连接确认CC**00000010拒绝连接CREF**00000011释放连接RLSD**00000100释放完成RLC**00000101数据DT1*00000110数据DT2*00000111数据证实AK*00001000单位数据UDT**00001001单位数据业务UDTS**00001010消息解释：CR、CC完成信号连接的建立。CREF在信号连接建立的过程中，SCCP中间节点或目的节点没有足够的资源时向源节点发出的信号。DT1、DT2、ED信号连接成功后用来传递数据的几种消息。RLSD、RLC数据传递后释放信号连接。检测出任何协议错误是发送ERR；IT用于检测信号连接两端是否工作。UDT、UDTS是无连接业务消息。UDT用来传递无连接业务数据。UDTS是向起源点发送，指明UDT不能到达目的地原因。SCCP消息参数SCCP消息共有17种参数，REF_Ref40087588\r表3-2给出所有参数名、编码及其在各种消息类型种的包含关系。表中，M表示必备参数，O表示任选参数。SCCP消息参数参数字段消息类型消息参数名编码UDTUDTSCRCCCREFRLSDRLCDT1DT2AKEDEARSRRSCERRIT目的地局部引用号MMMMMMMMMMMMM00000001源端局部引用号MMMMMMM00000010被叫地址MMMOO00000011主叫地址MMO00000100协议类别MMMM00000101分段/重装M00000110接收消息序号M00000111顺序/分段MM00001000信用量OOMM00001001释放原因M00001010诊断MOOO00001011复位原因M00001100错误原因M00001101用户数据MMOOOOMMM00001111拒绝原因M00001110任选参数结束OOOOOO00000000参数解释：目的地局部引用号和源端局部引用号只用于面向连接服务，是信令连接段的目的地和源端SCCP用来标识该连接段的内部号码，在连接建立时由两端的SCCP独立分配。以后的数据传送消息就以此引用号指示传送路径。参数长度是3个八位位组。全1码保留。被叫地址和主叫地址用于识别目的地和起始信令点和用户部分。对于无连接消息来说，它们表示SCCP消息的目的地和始发点；在面向连接服务中，它们只用于连接建立和连接确认消息，表示信令连接（不是信令连接段）的终点和源点。它们是可变长参数。协议类型SCCP协议有四种协议类型，0类与1类面向无连接，2类与3类面向连接；在SCCP消息中用一个字节表示协议类型。其中，用1-4比特含义如下：432100000类00011类00102类00113类当1-4比特指示为面向连接协议（2、3类）时，5-8比特为备用；当104比特指示为无连接协议（0、1类）时，5-8比特指示传送失败时原消息是否需要回送：87650000消息不回送1000消息回送其余备用分段/重装用于DT1中需要把网络业务数据分成几段分别传送，到达目的地再重新组装起来。分段/重装参数用一个字节表示，比特2-8备用，比特1为分段/重装指示位，称为M比特；M=0没有更多的数据；M=1有更多的数据。接收消息序号和信用量主要用于数据证实消息，分别表示下一个期望接收消息的序号以及窗口尺寸，用于流量控制，这两个参数只用于3类协议。顺序/分段用于DT2消息，长度为2个八位位组，有两个作用：一是指示发出消息的序号和下一个期望收到消息的序号，用于流量控制；二是指示本消息是否分段，用于消息分段/重装。释放原因用来指示连接释放的原因。长度为一个八位位组，编码为：8765432100000000端点用户发起释放00000001端点用户忙00000010故障00000011远端控制过程出错00000100目的地不相容00000101不合法功能请求00000110接入禁止00000111网络拥塞00001000不可获取00001001无权其余备用诊断参数用于无连接协议的UDTS消息，告之消息回送的理由。参数长度为1个八位位组，编码为：8765432100000000该类地址无法翻译00000001该地址无法翻译00000010拥塞00000011失败00000100用户未安装其余备用复位原因、拒绝原因和错误原因用于连接复位、连接拒绝和协议错误的原因用户数据该字段的内容即发送消息的SCCP用户在原语中送来的用户数据，将透明地送往目的地SCCP用户。基站子系统应用部分（BSSAP）BSSAP整体结构BSSAP是应用于A接口的一种协议，在讲解这种协议之前先让我们来看一下。A接口协议结构A接口的信令分层结构：BSSAP：BSS应用部分 SCCP：信令连接控制部分DTAP：直接转移应用部分 MTP：消息传递部分BSSMAP：BSS移动应用部分其中基站子系统应用部分(BSSAP)位于SCCP上层，GSM的BSSAP包括DTAP和BSSMAP两个部分（具体的两种消息的种类见附录一至附录四），并加上分配功能。结构示意图如下：BSSAP协议层次BSSAP的分配功能SCCP层和L3间的分配子层完成以下功能：(a)DTAP和BSSMAP消息的区分；(b)将MSC发来的DTAP消息分配到各无线链路L2接入点(C)将从各无线链路L2接入点收到的DTAP消息汇合到A接口的信令链路上此子层的协议只简单地包含一个或两个八位位组数据单元，每个SCCP用户数据字段必须包含一个分配数据单元作为首标，随后是长度指示和L3的BSSMAP消息和DTAP消息。DTAP和BSSMAP的区别如下图：DTAP与BSSAP的区别直接转移应用部分DTAPDTAP负责从MS到MSC或MSC到MS传送透明的L3消息，BSS对其中内容不做任何分析，BSS与MSC之间使用SCCP的2类业务（即基本面向连接类）传送。用户数据字段包括i）分配数据单元ii）长度指示iii）实际的L3消息。其中的分配数据单元包括两个参数：鉴别参数和数据链路识别（DLCI）参数。鉴别参数此时置为透明传输编码如下所示：DLCI参数在从MSC发往BSS的消息中用来指示在无线接口上应用的数据链路类型；在从BSS发往MSC的消息中用来指示在无线接口上产生数据的数据链路类型。BSS移动应用部分BSSMAPSCCP上的BSSMAP消息的传输是为了在MSC和BSS的BSSMAP功能实体之间交换信息，BSSMAP消息的分配数据单元仅包含鉴别参数，其中的鉴别参数D配置为0，指示非透明传输。BSSAP消息举例在实际操作中，在MSC与BSC之间的链路跟踪中可以看很多SCCP消息，其中就带有BSSMAP消息或DTAP消息作为用户数。以下取一个BSSMAP消息及DTAP消息作简单介绍。BSSMAP消息举例以下是从BSS到MSC的完整的一个SCCP的CR消息：0103004102020604430213FE040443BA13FE0F1E001C5705080064F01313090001170F05087164F01313092305F432D3070000第二行到最后一个00之间为BSSMAP消息（最后一个00为用户数据终了），各个8位二进制数含义为：00：鉴别参数，此表示为BSSMAP消息1C：BSSMAP消息长度57：消息类型05：消息单元识别，此为小区识别消息单元08：消息单元长度00：小区识别鉴别器，此表示GCI码64F01313090001：小区和GCI码，小区识别消息单元满8字节，结束，17：消息单元识别，此为完全层三消息消息单元，查GSM0408规范0F：消息单元长度05：前4BITS为处理识别，后4BITS为协议辨别语，此为移动性管理消息08：MM消息的位置更新请求消息类型71：前4BITS位置更新类型，后4BITS密钥序列号64F0131309：位置区识别共5BYTES23：移动台类型，提供MS设备高优先权方面的信息05：移动台识别单元长度F432D30700：移动台识别，F4后3BITS指明为TMSI；DTAP消息举例以下用SCCP的DT1消息传送BSS到MSC的TMSI重分配完成消息：06000040000105010002055B第二行为DTAP消息01：鉴别参数，此表示为DTAP消息00：DLCI02：消息长度05：前4BITS为处理识别，后￥BITS为协议辨别语，此为移动性管理消息5B：消息类型，此为TMSI重分配完成A接口消息详解概述本节将讲述A接口常见的各种消息分析方法，主要包括以下消息：建立连接消息：位置更新消息(LocationupdatingRequest)CM业务请求消息(CMServiceRequest)连接确认消息(ConnectConfirm)正常有连接消息：鉴权请求消息(AUTHENTICATIONREQUEST)鉴权响应消息(AUTHENTICATIONRESPONSE)加密命令消息(CIPHERMODECOMMAND)加密结束消息(CIPHERMODECOMPLETE)位置更新接收消息(LOCATIONUPDATINGACCEPT)CM业务接收消息(CMSERVICEACCEPT)SETUP消息(SETUP)呼叫进行消息(CALLPROCEEDING)指配请求消息(ASSIGNMENTREQUEST)指配结束消息(ASSIGNMENTCOMPLETE)振铃消息(ALERTING)通话建立消息(CONNECT)连接确认消息(CONNECTACKNOWLEDGE)挂机消息(DISCONNECT)释放消息(RELEASE)释放结束消息(RELEASECOMPLETE)清除命令(CLEARCOMMANG)清除结束(CLEARCOMPLETE)无连接消息：复位电路(RESETCIRCUIT)阻塞电路(BLOCKCIRCUIT)解闭电路(UNBLOCKCIRCUIT)复位消息(RESET)未安装电路(unequippedcircuit)本节所分析的消息都是由MA10在A接口处截取的NO.7信令。A接口的主要协议描述可以查阅GSM相关标准，主要包括GSM04.08和GSM08.08。连接建立消息位置更新消息(LocationupdatingRequest)MA10接口跟踪的消息Contents(hex)：000：FB0B3BC3B24030E0010100410202060443B200FE020：040443C100FE0F21001F5705080064F000250000040：01171205082064F0002500010849062072900000060：6000MTP与SCCP消息分解注：下表中“X”为待分析的BIT，“?”为此时暂不分析的BIT。位置更新消息MTP与SCCP消息分解标准消息格式对应消息内容对应字节?XXXXXXXBSN?1111010后向序号0xFBX???????BIB1???????后向指示位?XXXXXXXFSN?0001011前向序号0x0BX???????FIB1???????前向指示位??XXXXXXLI??111011信号单元长度指示码0x3BXX??????00??????无效段????XXXXSI????0011业务指示语0xC3??XX??????00????无效段??XXXXXXNI11??????网络指示语XXXXXXXX??XXXXXXDPC10100010??000000目的信令点00B20xB20x400x300xE0XX??????XXXXXXXX????XXXXOPC01??????00110000????0000源信令点00C1XXXX????SLS1110????信令链路选择码0EXXXXXXXX消息类型00000001CR消息0x013个字节SourceLocalReference010041h源端本地编码0x010x000x41????XXXX协议类别????00102类业务0x02XXXX????0000????无效段1个字节长度可变必备指针00000010被叫地址指针0x021个字节任选部分开始指针00000110指向主叫地址0x061个字节长度指示语04h被叫地址长度0x04???????X信令点表示语???????1包括信令点码0x43??????X?子系统表示语??????1?包括子系统号??XXXX??全局码表示语??0000??不包括全局码?X??????路由表示语?1??????DPC和SSN选路X???????0???????国内备用2个字节信令点编码00B2h源信令点编码0xB2001个字节子系统号0xfeA接口子系统0xFE1个字节任选参数名0x04主叫地址名0x045个字节任选参数内容0443C100FEh格式同被叫地址0443C100FEh1个字节任选参数名0x0FSCCP用户数据0x0F1个字节任选参数长度0x21SCCP用户数据长度(后面即为BSSAP消息)0x21BSSMAP消息分解0x00；BSSMAPindicator0x1f；BSSMAPmessagelength=310x57；CompleteL3information0x05；CellIDIEI0x08；CellIDlength0x00；CellIDdiscriminator0x640xf0；MCCdig.0x20；MNCdig.0x250x00；LAC0x000x01；CI0x17；L3informationIEI0x12；0L3informationlength=180x05；TI=0(4bit)，PD=B_0101(MobileManager)0x08；messagetype：LocateUpdaterequest0x20；LocUpdatetype=0/1(4bit)： ；NormalLocationUpdation/PeriodicUpdating ；Cipheringkeysequence=2(4bit)0x640xf0；MCCdig.0x20；MNCdig.0x250x00；LAC0x01；Classmark10x08；Mobile0x49；MobileIDtype=4(3bit)：IMSI0x060x200x720x900x000x000x40；IMSInumber0x08；Mobile0x49；MobileIDtype=4(3bit)：IMSI0x060x200x720x900x000x000x60；IMSInumber小结在上面，我们对一条带有位置更新消息的MTP消息进行了详细注解，由此我们可以看出该消息的一般格式，依此类推，就可以知道带不同信息字段与信息内容的位置更新消息的具体含义。CM业务请求消息(CMServiceRequest)MA10接口跟踪的消息Contents(hex)：000：919C3BC3B24030C0013D00410202060443B200FE020：040443C100FE0F21001D5705080064F020250000040：0117120524210202040849062072900000600000060：0000MTP与SCCP消息分解此消息的MTP与SCCP消息头的分解与位置更新消息基本一致，具体内容可以参见5.2.1.2中的分析。BSSMAP消息分解0x00；BSSMAPindicator0x1D；BSSMAPmessagelength=290x57；CompleteL3information0x05；CellIDIEI0x08；CellIDlength0x00；CellIDdiscriminator0x640xf0；MCCdig.0x20；MNCdig.0x250x00；LAC0x000x01；CI0x17；L3informationIEI0x10；L3informationlength=160x05；TI=0(4bit)，PD=B_0101(MobileManager)0x24；messagetype：CMservicerequest0x21；CMtype=1(4bit)：MobileOriginatingCall ；Cipheringkeysequence=2(4bit)0x02；Classmark2informationlength0x020x00；Classmark2information0x08；Mobile0x49；MobileIDtype=4(3bit)：IMSI0x060x200x720x900x000x000x60；IMSInumber小结在上面，我们对一条带有CM业务请求的MTP消息进行了详细注解，由此我们可以看出该消息的一般格式，依此类推，就可以知道带不同信息字段与信息内容的CM业务请求消息的具体含义。连接确认消息(ConnectConfirm)MA10接口跟踪的消息Contents(hex)：000：0CFF22C3C1802C30060300410200MTP与SCCP消息分解注：下表中“X”为待分析的BIT，“?”为此时暂不分析的BIT。连接确认消息MTP与SCCP消息分解标准消息格式对应消息内容对应字节?XXXXXXXBSN?0001100后向序号0x0CX???????BIB0???????后向指示位?XXXXXXXFSN?1111111前向序号0xFFX???????FIB1???????前向指示位??XXXXXXLI??100010信号单元长度指示码0x22XX??????00??????无效段????XXXXSI????0011业务指示语0xC3??XX??????00????无效段??XXXXXXNI11??????网络指示语XXXXXXXX??XXXXXXDPC11000001??000000目的信令点00C10xC10x800x2C0x30XX??????XXXXXXXX????XXXXOPC10??????00101100????0000源信令点00B2XXXX????SLS0011????信令链路选择码03XXXXXXXX消息类型00000010CC消息0x023个字节SourceLocalReference030041h源端本地编码0x030x000x41????XXXX协议类别????00102类业务0x02XXXX????0000????无效段1个字节参数指针00000000无任选参数0x00小结在上面，我们对一条带有连接确认消息的MTP消息进行了详细注解，在这里CC消息并未带任何参数，但依此类推，我们也可知道带不同信息字段与信息内容的CC消息的具体含义。正常有连接消息鉴权请求消息(AUTHENTICATIONREQUEST)MA10接口跟踪的消息Contents(hex)：000：0CFF22C3C1802C30060300410001160100130512020：0311111111111111111111111111111111MTP与SCCP消息分解：注：下表中“X”为待分析的BIT，“?”为此时暂不分析的BIT。鉴权请求消息MTP与SCCP消息分解标准消息格式对应消息内容对应字节?XXXXXXXBSN?0001100后向序号0x0CX???????BIB0???????后向指示位?XXXXXXXFSN?1111111前向序号0xFFX???????FIB1???????前向指示位??XXXXXXLI??100010信号单元长度指示码0x22XX??????00??????无效段????XXXXSI????0011业务指示语0xC3??XX??????00????无效段??XXXXXXNI11??????网络指示语XXXXXXXX??XXXXXXDPC11000001??000000目的信令点00C10xC10x800x2C0x30XX??????XXXXXXXX????XXXXOPC10??????00101100????0000源信令点00B2XXXX????SLS0011????信令链路选择码03XXXXXXXX消息类型00000110DATAFORM1消息0x063个字节SourceLocalReference030041h源端本地编码0x030x000x411个字节分段/重装00000000无更多数据0x001个字节长度可变必备指针00000001用户数据指针0x011个字节参数长度00010110用户数据长度(后面即为BSSAP消息)0x16DTAP消息分解0x01；DTAPmessagetype0x00；Spare，DLCI0x13；DTAPmessagelength0x05；PD=5TI=00x12；AuthenticationRequest0x03；CSKN ；AuthenticationparameterrandIEI0x010x010x010x010x010x010x010x010x010x010x010x010x010x010x010x01小结在上面，我们对一条带有鉴权请求的MTP消息进行了详细注解，由此我们可以看出该消息的一般格式，依此类推，就可以知道带不同信息字段与信息内容的鉴权请求消息的具体含义。鉴权响应消息(AUTHENTICATIONRESPONSE)MA10接口跟踪的消息Contents(hex)：000：FE0D15C3B24030E0060000410001090100060514020：02020202MTP与SCCP消息分解此消息的MTP与SCCP消息头的分解与鉴权请求消息基本一致(除了方向不同)，具体内容可以参见5.3.1分析。DTAP消息分解0x01；DTAPmessageflag0x00；Spare0x06；LengthofDTAPmessage0x05；Protocaldiscriminator=5(L4bit) ；TransactionIdentifier=0(H4bit)0x14；Messagetype0x020x020x020x02 ；AuthenticationparameterSRES小结在上面，我们对一条带有鉴权响应消息的MTP消息进行了详细注解，由此我们可以看出该消息的一般格式，依此类推，就可以知道带不同信息字段与信息内容的鉴权响应消息的具体含义。加密命令消息(CIPHERMODECOMMAND)MA10接口跟踪的消息Contents(hex)：000：148716C3C1802C500607004100010A0010530702020：06000A09000303030303030303MTP与SCCP消息分解此消息的MTP与SCCP消息头的分解与鉴权请求消息基本一致，具体内容可以参见5.3.1分析。BSSMAP消息分解0x00；BSSMAPindicator0x10；BSSMAPmessagelength=110x53；ciphermodecommandinformation0x07；L3headerinformationIEI0x02；L3headerlength0x06；PD=B_0110(Radi