GSM交换优化基础

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

网中已成为不行缺少的一部分。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。

3.1No.7信令系统概述

概述

为使GSM系统实现国际漫游功能,必需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。故在探讨GSM的7号信令系统时先对7号信

令系统进行一下简洁的介绍。

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

开放系统与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，供应了限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，必需遵循相应层的协议。

相邻层间的接口定义了原渠操作和低层向上层供应服务C

所供应的公共服务是面对连接的或无线连接的数据通信服务。

3.1.2No.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，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限制交换局组成的数字通信网

•可以满意目前和将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依次，无丢失和依次颠倒

•可用于国际网和国内网

2、基本结构

7号信令系统基本上由消息传递部分和用户（运用者）部分组成。

其中：MTP是一个消息（信令）传递系统,为通信的用户之间供应牢靠

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

•在各种状况下消息的收发依次，即信令过程

•收到消息后节点应实行的动作

­与相邻层之间的层间原语参数

一个采纳分层结构的协议体系，由各个分层的协议组成协议消息格式必

需统一，层间原语格式由开发厂商自行规定。

3.1.3No.7信令的信令单元格式

No.7信令采纳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。

依据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。

CSISIFFBB

FF

KFIO\IIBSNIBSN

8168n,n＞2826171

78

-＞发送方向

1-3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。

FCKSF\LIFIBFSNBIBBSNF

8168或226171

78

-＞发送方向

3、来自其次级的插入信令单元(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。

FCK\LIFIBFSNBIBBSNF

8162611178

一发送方向

组成信令单元的各部分含义如下：

F：标记码，采纳固定码型0mli10,用于每个信令单元的起先或结尾,

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,完成信令单元的依次

限制，证明重发功能。

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LI>2、LSSU的LI=1或2,FISU的LI=0

CK：校验码

SF:状态标记，标记本端链路的工作状态

SIO:业务信息字段

SIF:信令信息字段

3.2GSM的七号信令系统

3.2.1GSM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。特殊是统一的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之间均采纳和OSI7层结构一样的7号信令系统。在用户接入

侧，即MSC和BS间与空中接口均采纳和ISDN的用户一网络接口一样的

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系统可以简洁地实现广域联网和国际漫游，敏捷的智能网结构便于系

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,便于将来各类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

主要探讨支持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

MAP

ISUPBSSAP

TUPTCAP

SCCP

MTP

TUP: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:信令连接限制部分MTP:消息

传递部分

TCAP:事务处理应用部分

图GSM信令系统结构

3.2.3GSM的7号信令系统各部分具体阐述

1、MTP(messageTransferPart)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

是供应一个牢靠的消息传递系统,保证两个信令点对用户部分(UP)之间的

信令消息的牢靠传递，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说明。

MTP其实包括三级与DSI的1~3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，电气和功能我以与链路至节

点的接入方法。

2、其次级：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牢

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：依据定界标记识别消息的首尾

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（故障后复原运用）的限制过程

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

数确定差错个数，二个信号单元差错率监视，计数差错的相对比率。

流量限制：即拥塞限制,指的是当接收的消息过多不能与时处理时，应执

行的信令过程

处理机故障：定义出现这种状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-signallingmessageHandling)功能

其作用是依据消息中的目的地地址和其他有关字段对消息进行安排或

转发,安排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（SNM—signallingNetworkMaixgement）功能

其作用是在信令网发生异样的状况下，依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状况下都能将消息牢靠地、无差错地电源端送

到目的端，它们只关切消息的传递,并不关切消息本身的内容。

2、TUP电话用户部分

TUP主要规定限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的信令消息内容,以确定各种将要送出的信令所处的

状态,TUP除了可以供应用户的基本业务,还可供应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）、一般后向恳求消息（GRO）和一般前向建立消息

（GSM）、地址全消息（ACM）、后向建立不胜利消息组（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）、电路复原信号（RSC）、自动拥塞限制消息（ACC）o

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中供应支持

话音和非话音的基本承载业务以与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运用。尤其它可以满意全

球范围的国际全自动和半自动电话业务与电路交换数据业务的须要。ISUP

不仅包括了TUP的全部信令功能，还具有满意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供应信令支持；

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的电路供应信令支持。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。必需依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需限制电路的转换。ISUP必需用信令

来支持这些功能的实现。

与用户-网络接口的D信道信令协作工作；

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必需和D信道信令协作工作。ISUP

必需依据接收到的D信道信令消息，组装和发送ISUP消息,限制网络中的

电路连接。同时将D信道信令中的部分内容透亮地穿过网络,送到另一端的

用户-网络接口，以完成用户到用户的信令传送。

支持端到端信令；

ISUP的一部分信令须要在网络中逐段链路传送，以便限制沿途各个交

换机的接续动作。还有一部分信令可以跳过全部的转接交换机，干脆在发端

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

终点间干脆传送信令信息的实力,向用户供应基本业务和补充业务。

ISUP必需为补充业务的实现供应信令支持；

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：包括了呼叫建立的恳求、补充的呼叫建立信息的传递、

呼叫建立过程中信息的传递、被叫用户的响应以与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、复原、呼叫中的转换以与通信中话

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：包括了为维护与测试而闭塞线路（短暂中止线路的运

用）、出现故障时对电路初始化预置（强制释放）以与导通测试等测试时运

用的监测消息。

线路组监测消息：包括对线路组同时闭塞、初始化预置以与定时检测线

路状态等消息。

补充业务与其他消息：包括运用与补充业务的恳求、许可与拒绝有关的

消息；传送端到端的信令消息和用户-用户信令等消息。

4、SCCP信令连接限制部分

SCCP为MTP供应附加功能，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对连接的网路业务。

对于No.7信令功能级来说,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。SI参考模型的1—3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

随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供应了附加的寻址信息：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（GT）、信令点编码（SPC）和子系统编码的

组合。GT可以是采纳各种编号支配来表示的地址，用户运用GT可以访问

网络中任何用户湛至越界访问。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

每个节点供应，或在全网中分布或在一些特殊的翻译中心供应。

SCCP能供应无连接业务和面对连接的业务

2、SCCP可供应以下两类业务：

无连接业务

无连接业务事实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。

面对连接业务

用户在传递数据之前已在SCCP之间交换限制信息，达成•种协议，它包

括数据传递路由,传送业务类别（2类或3类）以与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,即在传送数据之前须

要先建立逻辑连接，它分为暂对信令连接和永久信令连接，短暂信令连接指

信令连接的建立须要由SCCP用户启动和限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用户供应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）基本采纳无连接SCCP,传送ISUP信令或需传

送大量的数据信息时采纳面对连接的SCCPo

3、SCCP消息

SCCP在收到用户发来的原语恳求后，就依据原语参数将用户数据连同

必要的限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

度可变的必备参数与可选参数组成。在消息信令单元（MSU）的SIF字段

中传递0

4、SCCP程序

SCCP程序主要由SCCP路由限制、面对连接限制、无连接限制和SCCP

管理四个功能块组成。

SCCP路由限制功能接收来自MTP的消息或来自面对连接限制部分和

无连接限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

译与处理，完成选取路由的功能。

无连接限制程序允许SCCP用户在没有建立信令连接的状况下，传递高

达2K字节的用户数据，当传送的数据量小于256个字节时，运用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。假如由于某种缘由,

使UDT消息或XUDT消息不能传送给SCCP用户时，发觉消息传送出错的

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缘由。

面对连接限制包括连接建立、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

塞的状况下,通过重选路由或调整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。这两个功能块运用远端信令点和

子系统的有关接入信息来修改路由信息并调整业务量0

5、事务处理实力应用部分（TCAP-TransactionCapability

ApplicationPart）

事务处理实力CTC用以供应节点之间传递信息的手段以与对相互独立

的各种应用供应通用业务,它包括中间业务部分（ISP）和事务处理实力应

用部分（TCAP）

ISP目前还在探讨中,TCAP目前的应用不涉与ISP部分，它是利用

SCCP来管理在交换局之间，以与交换局与业务限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、管理事务处理的实力。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与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供应各种业务处理所需

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

务限制的询问）时宜采纳无连接型，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）时适合采纳面对连接型,基于无

连接型SCCP的TCAPJSP不供应功能,TCAP干脆与SCCP接口,基于面

对连接型SCCP的TCAP,还在探讨之中。

总之,TCAP它的主要功能是对网络节点间的对话和操作恳求进行管理

和监视，为各种应用业务信令过程供应基础服务，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0

TC由两个子层组成

一成分子层（CSL），它用于处理成分,即传送远端操作与其响应的协议,

数据单元（APDU）和任选的对话部分；

一事务处理子层（TSL）o它处理两个用户之间包含成分与任选的对话

部分的消息交换。

3.3MAP移动应用部分MAP

MAP是特地为满意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，频道转接和网络的平安保密,实现全

球联网，为些，须要在MSC、和HLR、VLR、EIR等网络数据库之间频繁地

交换数据和指令。

3.3.1MAP信令分层结构(系统采纳标准的7号信令分层结构)

图MAP信令分层结构

SCCP和MTP第三级一起供应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(GT—GLOBALTITLE)事实上就是各

种电信业务的编号，这些编号可以对应为全网中的全部网络节点，依据它们

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用于信令寻此SCCP层通过分析被叫地址中的GT,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（SSN—SUB一

SYSTEMNUMBER）不同的SSN分别代表不同的功能实体,SSN安排有

8个比特，极大地扩展了用户种类，以适应不同的业务须要。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的用户干脆就是应用层进程，不再经过中间的第4-6

层。

3.3.2移动应用部分（MAP）的消息

MAP信令采纳不分段的O类无连接服务，无连接服务的主要消息是单元

数据（UDT—NWDATA）消息，该消息只能整体传送,不能拆卸分段传送,

则MAP信令采纳UDT消息传送信息。

消息的基本格式如下：

FI

FCKSIFSIOLIFSNBIBBSNF

B

816N*8826171

78

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而言是透亮的。

3.3.3AE与ASE

1、AE与ASE的概念

AE(ApplicationEntity)称为应用实体，完成特定业务应用进程的OSI

通信功能,负责通信信息的语义说明和匹配。

ASE(ApplicationServiceElement)称为应用服务(业务)单元,

负责某一项应用功能的通信限制。

一个AE可由若干个ASE组成，明显，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。

•NAP—MSCSSN8

•MAP—VLRSSN7

•MAP—HLRSSN6

•MAP—EIRSSN9

•MAP—AUCSSN10

参看下图：MAP-MSC

MSCMobileapplicationPart

SEIASESE3

TCAPASE(common)

成分(组元)子层

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。

3.3.4MAP的运用

移动应用部分(MAP)运用7号信令系统的事务处理实力(TC)所供

应的服务在OSI分层参考模型中,MAP可认为是包括应用处理进程和与处

理实力应用部分(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，但不包括运用这些单元的专用单位。TCAP是指包含在OSI

第七层中的部分TCoTCAP由组元子层和事务处理子层构成,TCAP干脆与

信号连接限制部分(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。

图支持MAP的模型

组元子层供应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）以与该子层所检测出的任何非应

用专用协议的错误，同时，还供应不同应用进程的错误的用户专用协议差错

报告，这些服务可运用7C组元处理原语来访问。

处理子层供应简洁的联络服务，通过这些服务若干相关的数据单元可进

行交换，处理终端可以是预定的（对用户不供应指示）。这些服务可通过组

元子层子层运用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，错误和参数并运用组元子层发送

至对等层实体中。下图则表示MAP中的ASE操作。

VLAHLR

物理连接

图MAP中的ASE操作

MAP进程由信号连接限制部分(SCCP)和消息传送部分(MTP)供

应支持。MAP进程涉与到MSC、BSS>VLR、HLR、EIR、AC等PLMN

功能单元实体以与它们相互间的接口。

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

由这些节点都被给予SCCP地址。在MAP进程中，依据状况对所要访问的

节点进行寻址。在某些状况下(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，下图给出这种困难状况的例

子，这里，系统。中的MAP进程通过若干个ASE与其他系统进行通信。

图涉与多个系统的MAP进程

总之，运用MAP协议的任何系统都能与若干其他系统同时通信。

3.3.5MSC/VLR和HLR中的MAP

若要说明GSM中的MAP了解HLR和MSC/VLR中的MAP的内容

是必不行少的环节，参看下图:

MAPTCHMAPTC

MLVAPTTHLVAP

Cc

MLCAPAAHLCAP

nn

MAPTC一入局处理协调器：用以安排入局的MAP消息到相应的接收

功能块。

MLVAP一位置更新MAP：用以处理至HLR的位置更新。

MLAP——位置删除MAP：用以限制位置删除的操作过程.

MRNAP—漫游号码供应MAP：用以限制向HLR供应漫游号码MSRN。

MFDAD一获得用户数据MAP：用来从HLR取用户数据。

HLVAP一归属位置更新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MSC/VLR中的用户数据。

HLCAP一归属位置删除MAP:负责发送删除消息给目前为用户服务的

MSC/VLRo

HRTGMAP一归属漫游路由确定GTMSCMAP：接收来自GMSCMAP

的路由查询消息、。GMS须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再启动恳求漫游号码程序,该漫游号码由

与上述MSC有关的VLR供应。

HSDAP—归属用户数据供应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,负责全部的入局消息，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运

用，它们分析这结消息工推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。

3.3.6MAP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

删除是支持移动用户通过限制信道向移动交换机报告其当前位置。假如移

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。位置登记过程涉与到MSC

与VLR的B接口与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o所以下面我们主要探讨MSC/VLR之间的位置登记和删除过程。

(1)仅涉与VLR与HLR的位置登记和删除过程

在位置更新过程中,假如移动用户(MS)用其识别码(IMSI)来标识自

身时,其位置更新过程只涉与用户新进入区域的MSC/VLR与用户注册所

在地的HLR。其信令过程见下图：

MS

图位置更新

当MS进入由MSC/VLR-A限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,并可揩其转

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发送鉴权恳求

消息(sendauthenticationinfo.)要求得到该用户的鉴权参数,HLR用

鉴权响应消息(authenticationinfo.)将鉴权参数回送给MSC/VLR-A.

当鉴权通过后,MSC/VLR-A向HLR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(insertsub.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.dataACK.)后,HLR

回送接受位置更新消息(updatelocationACK.),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

向访用户从前所在的MSC/VLR-B发送删除位置消息(cancellocation),

要求MSC/VLR-B删除该用户的用户数据,MSC/VLR-B完成删除后，发送

位置删除确认消息(cancellocationACK.)给HLRO

(2)涉与到前一个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安排给它的临时号码(TMSI)来标识自己

时，位置更新/删除过程见下图:

图位置更新

由于在位置登记恳求中用其在前一个VLR(MSC/VLR-A)中安排的

TMSI来标识自己,MSC/VLR-B向MSC/VLR-A发送识别恳求消息(send

identification)，要求得到该用户的IMSI与鉴权参数组,MSC/VLR-A用

识别响应消息(sendidentificationACK.)将MS的IMSI与鉴权参数组

选送给MSC/VLR-BoMSC/VLR-B鉴权胜利后，就给HLR发送位置登记

恳求消息。其后的信令过程与图(D所示完全一样。

2、呼叫建立期间用户参数的检索

•干脆信息检索：MSC由VLR干脆获得所需参数。

•间接信息检索：VLR还需向HLR获得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中获得呼叫所需的有关信息，主要包括以下三种状况：

MS呼叫时，主叫MS所在地的MSC可由VLR中获得该主叫MS的用

户参数，在必要时VLR还可向MS注册的HLR发出恳求，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任叫用户拨“0139H]H2H3ABCD”,PSTN

通过长途局接入MSCA,该MSC即作为GMSC,通过分析被叫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(sendroutinginfo.)"。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

“供应漫游号码”消息(provideroamingnumbet),要求为该被叫MS

安排一个漫游号码MSRNoVLR-B收到此消息后，临时为该被叫MS安排

一个漫游号码MSRNoVLR-B收到消息后，临时为被叫MS安排一个漫游

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(roamingnumberACK.),将安排的漫游号码送给HLR-A。HLR-A

收到漫游号码后，给GMSC发送“路由信息确认”消息(sendrouting

infl.ACK.),将漫游号码送给GMSCoGMSC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

明信息通知移动用户。

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吩咐“**21*DN*BS#”激活呼叫无条件前转业务。

MSC/VLR-B收到此恳求后，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(registerSSACK)给VLR-B,同时HLR-A给VLR-B发送插入用户

数据消息、(insertsubdata),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限制转接，为此定义了恳求测量结

果,MSC—A转接至MSC—MSC—B转回MSC—A>MSC—A后续转

接至MSC-B和获得转接号等信令过程。在这些信令过程中,MSC一A始

终是呼叫限制的主控局，并已考虑转接的局间中继话路的优化。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限制时，这两个MSC/VLR之间要交换有关的信令，以便使移动

用户能够运用其新进入的小区安排的话音信道进行通话。有关频道切换时

的信令过程下图：

PSTNMSC/VLR-AMSC/VLR-BHLR-A

preparehandover

preparehandoverACK

IAI(TUP)

ACH(TUP)

ANC(TUP)一

precessaccesssignal

sendendsignal

forwardaccesssignal

processaccesssignal

CLF(TUP)

RLG(TUP)

sendendsignalACK

sendauthenticationinfo

authenticationinfo

updatelocation

insertsub.data

insertsub.dataACK

updatelocationACK

cancellocation

cancellocationACK

图切换

设移动用户在通话过程中从MSC/VLR-A限制的区域进入

MSC/VLR-B限制的区域,MSC/VLR-A向MSC/VLR-B发送进行切换

(preparehandover)消息。MSC/VLR收到切换恳求消息后，就为该呼

叫安排并保留一个空闲的无线信道，同时为该次转换安排一个频道转换号

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。

MSC/VLR-B用无线信道确认消息(preparehandoverACK)将安排的

频道转换号码与已安排的无线信道号送给MSC/VLR-AoMSC/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恳

求时，就用处理接入信息消息(processaccesssignal)将该呼叫处理恳求

透亮地传送给MSC-Ao当话路连接胜利后,MSC-A,MSC-B分别在原信道

和新安排信道上向移动用户发出切换指示。当MSC-B收到移动用户环III

的证明信号后，即向MSC-A发送“发结束信号”(sendendsignal)，表示

频道切换已经胜利。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(sendendsignalACK.),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。

请求IMSI清除MS

清除用户位置登记插入用户数据

图用户管理

(1)用户数据的检索

用户参数栓索主要饮IMSI恳求程序以与MS清除程序。

①IMSI恳求程序

VLR通过程序向HLR恳求与一个MSISDN相对应的IMSI号码，其信

令过程如上图:

②MS清除程序

VLR可通过此程序向HLR发出恳求，要求对已在VLR中进行位置登记

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更时,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

从故障中复原和VLR从故障中复原两部分。

(1)HLR从故障中复原

当HLR从故障中复原后,向相关VLR发送复位消息(reset),VLR收

到reset消息后，发送位置更新恳求消息，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。

删除用户数据

HLR复原程序

图HLR故障复原

(2)VLR从故障中复原

当VLR由于故障丢失有关用户数据时，其复原过程可分为以下两种状

况：

①VLR复原，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故障复原

②VLR复原,MS作为被叫

当MS作为被叫时,HLR-A向VLR-B要求为该用户安排漫游号

码,VLR-B若发觉丢失该用户的数据，就向HLR发出恳求，要求得到该用户

的鉴权数据与相关用户数据。其信令过程如下：

图VLR复原

7、支持短消息业务的信令过程

8、IMEI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恳求用户认证参数（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恳求用户认证参数：此过程在向原VLR索取IMSI时一

并完成。

•频道转接时的认证：为了确保平安，规定频道转接完成后需进行用户

认证。认证仍由MSC-A发起,认证结果仍由VLR—A审核,但需由MSC

-A通知MSC-B向MS索取认证计算结果。

10、网络平安功能的管理：主要是加密密钥匙,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具体阐述，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与局间TUP信

令协作完成转接任务的目的。下力示出各接口的信令消息依次发送过程。

3.4基站应用部分BSSAP

BSSAP是特地用于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，它除确定数目的

话音/数据信道外，还有传送信令的时隙。有关呼叫建立，功换与释放等的信

令数据通常运用此信令信道。一个信令信道可服务多个基站收发信台

（RBS）BSSAP协议特地为A接口开发，它不仅支持MSC与BSS之间的

消息,还支持MSC与MS之间的信息和移动性管理MM协议消息。

3.4.1BSSAP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

接口传输时必需运用SCCP消息，对MSC和OMC的寻址和路由选择由

SCCP供应支持。

BSSAP和BSSMAP消息同属于A接口第三层所传送的消息。对于呼

叫限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规范仅涉与此类消息的首部。这是

由于首部中含有接口在错误状况下的处理以与正确选路所须要的信息。

BSSAP和BSSMAP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

系统号来区分。

3.4.2BSSAP的组成

BSSAP又分为两个模块，也即是它的两个用户功能

干脆传送应用部分（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透亮传输的干脆传输消息。这是有关呼叫限

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

换限制等

1、DTAP（干脆传送应用部分）

DTAP用于透亮传送MSC和MS间的消息。这些消息主要是呼叫限

制（CC）和移动性管理（MM）协议消息。BSS收到MS发来的消息，通

过“协议鉴别语”（PD）即可判定是否是透亮消息，（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,即使它是透亮消息,BSS也要将其读出，提取MS的

等级标记字段（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消息或可称作半透亮消息。

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限制消息

2、BSSMAP（BSS管理应用部分）

（1）概述

BSSMAP其功能主要是对BSS的资源运用、调配和负荷进行限制和

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MSCo

消息均和RR（无线资源管理）相关。某些BSSMAP过程将干脆引发RR

消息，反之RR消息也可能触发某些BSSMAP过程。BSSMAP运用SCCP

的无连接服务和面对连接服务。

（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）安排：用于MSC指令，为MS安排一个所需信道。须要留意的是具

体指配哪一个物理信道是BSS的功能,MSC只是依据对呼叫限制信息的分

析确定所需信道的性质（语音速率，信道类型，优先级别等），将此通过消息

发送给BSS,BSS据此选择具体的信道。信令消息还可以包括有线信道的

安排，需留意的是，前面所述应MS的要求马上安排信令信道是由BSS自身

完成的,MSC通知MSC限制的是呼叫限制所需的信道。

2）闭塞：BSS通知MSC某有线信道闭塞,缘由可能是设备故障，无法

与无线信道相连接或维护缘由。MSC将不再选用此信道。

3）资源指示：BSS报告有多少无线资源空闲可用，可供MSC在外部频

道转接决策时运用。报告方式由MSC通知BSS,可以周期性,一次性，预定

条件满意时报告等。

4）复位：指的是MSC或BSS发生故障时的复位，受影响的呼叫将全

部释放。故障可以是硬件或软件故障，例如事务标识号去失等。

5）外部频道转接：包括原来的BSS频道转接恳求,MSC向目标BSS

发出资源安排恳求最终向目标BSS发出执行指令三个过程。转接的频道包

括TCH（业务信道）和DCCH（专用限制信道）。

6）内部频道转接（小区内）：由BSS自行完成,只是定义了在完成后

BSS向MSC发送一个“频道转接已执行”的通知消息。

7）内部频道转接（小区间）：由BSS自行完成,只是定义了在完成后

BSS向MSC发送一个“频道转接已执行”的通知消息。

8）频道转接候选MS询问：定义了MSC依据话务量恳求转接的信令

过程。

9）无线资源和陆地资源的释放：事务结束或频道转接后的信道等资源

释放，也包括故障释放°

10）寻呼：MSC至MS的寻呼消息也作半透亮处理。因为MSC发出

的寻呼消息仅涉与一个MS,BSS则将多具寻呼消息组合成一个无线接口寻

呼消息后发送出去。下行方向，收到MS的寻呼响应消息后，将信息装入“完

整的第三层信息”消息送往MSC。

11）跟踪调用：MSC或BSS均可发送消息通知对方某一事务进行跟

踪，生成记录，跟踪号由OMC安排。该消息采纳面对连接服务发送,其后的

跟踪信息也在此连接上传送。

12）流量限制：指的是MSC发生处理器过负荷或ESS发生处理器过

负荷或公共限制信道CCCH过负荷时，对端削减信令业务流量。其限制算

法同A—BIS接口。

13）等级标记更新：BSS收到通话中的MS发来的等级标记更新消息

后，将