第三章GSM交換優化基礎

對于一個現代通信網，信令是它的神經系統。七號信令規范是現代通信

網的關鍵技術之一,是通信網的神經中樞，在電話網、移動網、智能網等通信

網中已成為不行缺少的一部分。七號信令網在移動通信中發揮的作用也越

來越大，對七號信令網管理和維護的要求也越來越高。隨著通信的發展，信令

系統的功能會變得越來越強，其本身也會越來越重要。

3.1No.7信令系統概述

概述

為使GSM系統實現國際漫游功能,必需建立規范和統一的信令網絡以

傳遞與移動業務有關的數據和各種信令信息。因此GSM系統引入7號信

令系統和信令網絡，也就是說,GSM系統的公用陸地移動通信網的信令系統

是以7號信令網路為基礎。故在探討GSM的7號信令系統時先對7號信

令系統進行一下簡潔的介紹。

No.7信令系統的功能級是參照OSI參考模型而劃分的，是OSI參考模

型的具體應用，首先應明確OSI參考模型。

OSI開放系統互連基本參考模型是國際標準化組織（ISO）制定的標準

化開放式計算機網絡層次結構模型。“開放”一詞表示能使任何兩遵守參考

模型和有關標準的系統進行互連。整個開系統環境由作為信息源和宿的端

開放系統與若干中繼開放系統通過物理媒體連接構成。OSI參考模型的主

要特性是：

它是一種將異構系統互連的分層結構，供應了限制互連系統交互規則的

標準框架,定義抽象結構，并非具體實現的描述。

對等層之間的通信，必需遵循相應層的協議。

相鄰層間的接口定義了原渠操作和低層向上層供應服務C

所供應的公共服務是面對連接的或無線連接的數據通信服務。

3.1.2No.7信令系統的定義、組成、分層模式

1、定義：

CCITTNo.7信令系統是一種國際標準化公共信道信令系統。7號信令

的主要特點是將信令通路與話音通路分開，而將若干條電路的信令集中在

各專用于傳送信令的通道上傳送。

CCITTNo.7信令系統的主要特點是：

?最適用于由存儲程序限制交換局組成的數字通信網

?可以滿意目前和將來通信網交換信令信息和其他信息的要求

?保證正確的信息傳遞依次，無丟失和依次顛倒

?可用于國際網和國內網

2、基本結構

7號信令系統基本上由消息傳遞部分和用戶（運用者）部分組成。

其中：MTP是一個消息（信令）傳遞系統,為通信的用戶之間供應牢靠

的消息傳遞。

用戶部分用以產生和接收消化各類信令消息。按業務類別，它們可分為

以下幾種：

TUP:電話用戶部分（用于PSTN網電話通信）

DUP:數據用戶部分（用于數據通信）

ISUP:綜合業務用戶部分（用于ISDN網）

MAP:移動電話用戶部分（用于移動通信）

每一部分均對應有各自的協議。

所謂協議,它主要包含如下幾個方面的內容：

?消息類型和格式、編碼

?在各種狀況下消息的收發依次，即信令過程

?收到消息后節點應實行的動作

-與相鄰層之間的層間原語參數

一個采納分層結構的協議體系，由各個分層的協議組成協議消息格式必

需統一，層間原語格式由開發廠商自行規定。

3.1.3No.7信令的信令單元格式

No.7信令采納數字編碼的形式傳遞各種信令時，是通過信令消息的最

小單元——信令單元傳送的。

依據信令單元的來源不同,可分為三種信令單元

1、由用戶產生的可變長的消息信令單元(MSU),用于傳遞來自第四

用戶的信令消息或信令網管理消息。

CSISIFFBB

FF

KFIO\IIBSNIBSN

8168n,n＞2826171

78

-＞發送方向

1-3組是指MTP中的三級

2、來自第三級的鏈路狀態信令單元(LSSU)用于鏈路啟用或鏈路故

障時，表示鏈路的狀態。

FCKSF\LIFIBFSNBIBBSNF

8168或226171

78

-＞發送方向

3、來自其次級的插入信令單元(FISU)變稱填充信令單元，用于鏈路

空或鏈路擁塞時來填補位置。

FCK\LIFIBFSNBIBBSNF

8162611178

一發送方向

組成信令單元的各部分含義如下：

F：標記碼，采納固定碼型0mli10,用于每個信令單元的起先或結尾,

以識別起點。

BSN:后向序號

BIB:后向指示比特

FSN：前向序號

FIB:前向指示比特

BSN、BIB.FSN、FIB用在基本差錯校正法中,完成信令單元的依次

限制，證明重發功能。

LI:長度指示碼，指示LI和CK間的字節數，用于區分三種信令單元。

MSU的LI>2、LSSU的LI=1或2,FISU的LI=0

CK：校驗碼

SF:狀態標記，標記本端鏈路的工作狀態

SIO:業務信息字段

SIF:信令信息字段

3.2GSM的七號信令系統

3.2.1GSM信令系統的特點

完備的信令系統是GSM標準的重要特色，其特點是：

?統一接口定義，可適應多廠商環境。特殊是統一的A接口，可以使運營

公司選用不同廠商生產的移動交換機和基站設備組成系統°

?信令系統嚴格分層,支持業務開放和系統互連。在網絡側，即MSC、

HLR、VLR之間均采納和OSI7層結構一樣的7號信令系統。在用戶接入

側，即MSC和BS間與空中接口均采納和ISDN的用戶一網絡接口一樣的

三層結構。

網絡側信令著眼于系統互連。由七號信令支持的統一的MAP信令使

GSM系統可以簡潔地實現廣域聯網和國際漫游，敏捷的智能網結構便于系

統引入智能精力，實現快速增值。

用戶側信令著眼于業務綜合接入,便于將來各類ISDN業務的引入向

個人通信發展奠定基礎。

3.2.2應用于GSM系統的7號信令協議層結構

主要探討支持GSM的7號信令系統協議,下圖為應用于GSM系統的7

號信令協議層

MAP

ISUPBSSAP

TUPTCAP

SCCP

MTP

TUP:電話用戶部分BSSAP：BSS應用部分MAP：移動

應用部分

ISUP:ISDN用戶部分SCCP:信令連接限制部分MTP:消息

傳遞部分

TCAP:事務處理應用部分

圖GSM信令系統結構

3.2.3GSM的7號信令系統各部分具體闡述

1、MTP(messageTransferPart)消息傳遞部分

No.7的消息傳遞部分是各種用戶部分消息的公共運載系統，它的作用

是供應一個牢靠的消息傳遞系統,保證兩個信令點對用戶部分(UP)之間的

信令消息的牢靠傳遞，即不應發生丟失、錯序和重復。MTP只負責消息的傳

遞，不負責消息內容的檢查和說明。

MTP其實包括三級與DSI的1~3層基本對應層

1、第一級：信令數據鏈路功能

它定義了信令數據鏈路即傳輸媒體的物理，電氣和功能我以與鏈路至節

點的接入方法。

2、其次級：信令鏈路功能，它定義了信令消息沿信令數據鏈路發送和接

收的過程,其作腹保證信令消息比特流在相鄰兩個信令點之間點到點的牢

靠傳送，確保信令鏈路是無差錯的信道組成的雙向通路包括以下8個子功

能：

定界：依據定界標記識別消息的首尾

定位：判別信令鏈路是否出現位同步失步

差錯檢測：利用CK字段檢測信號單元比特流傳送是否有錯

差錯校正：通過重發機制獲得正確的信號單元，借此實現差錯校正

初始定位：定義信令鏈路啟用（故障后復原運用）的限制過程

信令鏈路差錯率監視：監視信令鏈路質量一是初始定位差錯率監視，計

數確定差錯個數，二個信號單元差錯率監視，計數差錯的相對比率。

流量限制：即擁塞限制,指的是當接收的消息過多不能與時處理時，應執

行的信令過程

處理機故障：定義出現這種狀況時應執行的信令過程，狀態指示“PO”

3、第三級：信令網功能

它定義關于信令網操作和管理的功能和信令過程，具體說來，包括兩個部

分:

信令消息處理(SMH-signallingmessageHandling)功能

其作用是依據消息中的目的地地址和其他有關字段對消息進行安排或

轉發,安排是將消息送往本節點相關的用戶部分，轉發指的是STP轉接功能。

信令網管理（SNM—signallingNetworkMaixgement）功能

其作用是在信令網發生異樣的狀況下，依據予定數據和網絡狀態信息調

整消息路由和信令網設備配置，以保證消息的正常傳送。

它們的作用是保證在任何狀況下都能將消息牢靠地、無差錯地電源端送

到目的端，它們只關切消息的傳遞,并不關切消息本身的內容。

2、TUP電話用戶部分

TUP主要規定限制電話呼叫建立和釋放的功能和過程，或者說TUP規

定電話交換局間傳送的信令消息內容,以確定各種將要送出的信令所處的

狀態,TUP除了可以供應用戶的基本業務,還可供應一部分用戶的補充業務。

它定義了用于電話接續所需的各類局間信令。

電話用戶消息的內容是在消息信令單元（MSU）中的信令信息字段

（SIF）傳送。常用的電話信令消息有初始地址消息（IAM/IAI）、后續地

址消息（SAM/SAO）、一般后向懇求消息（GRO）和一般前向建立消息

（GSM）、地址全消息（ACM）、后向建立不勝利消息組（UBM,其中包括

呼叫故障信號CFL等）、應答信號（應答計費ANC和應答免費ANN）、后

向拆線信號（CBK）、前向拆線信號（CLF）、主叫掛機信號（CCL）、釋放

監護信號（RLG）、電路復原信號（RSC）、自動擁塞限制消息（ACC）o

3、ISUP綜合業務數字網用戶部分

它是在No.7信令方式的TUP基礎上提出來的，它在ISDN中供應支持

話音和非話音的基本承載業務以與各種補充業務所需的信令功能,ISUP也

適用于電話網和電路數據網，模擬網和數模混合網運用。尤其它可以滿意全

球范圍的國際全自動和半自動電話業務與電路交換數據業務的須要。ISUP

不僅包括了TUP的全部信令功能，還具有滿意ISDN基本業務和補充業務

所需的信令功能。具體的特有功能有：

對不同承載業務選擇電路供應信令支持；

對于基本的承載業務,ISUP的主要功能是為建立、監視和拆除發端交換

機和終端交換機之間64KBIT/S的電路供應信令支持。由于ISDN的承載

業務包括多種類型的信息傳遞（話音、不受限的數字信息等），而不同的信

息傳送對傳輸電路的要求是不同的。必需依據終端用戶對承載業務的要求

來選擇電路，在業務類型轉換時還必需限制電路的轉換。ISUP必需用信令

來支持這些功能的實現。

與用戶-網絡接口的D信道信令協作工作；

由于ISDN用戶對承載業務的要求是通過用戶-網絡接口的D信道信令

（Q.931建議）送到網絡的，因此ISUP必需和D信道信令協作工作。ISUP

必需依據接收到的D信道信令消息，組裝和發送ISUP消息,限制網絡中的

電路連接。同時將D信道信令中的部分內容透亮地穿過網絡,送到另一端的

用戶-網絡接口，以完成用戶到用戶的信令傳送。

支持端到端信令；

ISUP的一部分信令須要在網絡中逐段鏈路傳送，以便限制沿途各個交

換機的接續動作。還有一部分信令可以跳過全部的轉接交換機，干脆在發端

交換機和終端交換機之間傳送，這部分信令叫做端到端信令。它支持在信令

終點間干脆傳送信令信息的實力,向用戶供應基本業務和補充業務。

ISUP必需為補充業務的實現供應信令支持；

ISUP信令消息在ISUP中所處理的信息全部以消息的形式接收和發送。

ISUP的消息按功能可劃分為以下幾類：

呼叫建立消息：包括了呼叫建立的懇求、補充的呼叫建立信息的傳遞、

呼叫建立過程中信息的傳遞、被叫用戶的響應以與必要時傳送線路導通測

試結果等有關消息。

通信中的消息：包括了呼叫的暫停、復原、呼叫中的轉換以與通信中話

務員呼叫用的消息等

呼叫釋放消息：呼叫完成后用于釋放呼叫的消息。

線路監測消息：包括了為維護與測試而閉塞線路（短暫中止線路的運

用）、出現故障時對電路初始化預置（強制釋放）以與導通測試等測試時運

用的監測消息。

線路組監測消息：包括對線路組同時閉塞、初始化預置以與定時檢測線

路狀態等消息。

補充業務與其他消息：包括運用與補充業務的懇求、許可與拒絕有關的

消息；傳送端到端的信令消息和用戶-用戶信令等消息。

4、SCCP信令連接限制部分

SCCP為MTP供應附加功能，以便通過No.7信令網，在交換局和專用中

心（如大型數據庫）之間建立無連接和面對連接的網路業務。

對于No.7信令功能級來說,SCCP是第四級MTP的一個用戶，而SCCP

又和MTP結合構成網絡業務部分（NSP）,完成。SI參考模型的1—3層

的功能，也即MTP有用戶TUP、DUP、ISOP和SCCP,SCCP自己也有用

戶為ISUP和TC,這樣:NA信令網中具有SCCP部分的信令點（SP）可在

隨意信令點之間端到端地傳遞各種信令消息，而不具有SCCP部分的SP能

在相鄰SP點間以逐段轉發方式傳遞信息。

1、SCCP的基本功能：

附加的尋址功能

SCCP供應了附加的尋址信息：子系統號（SSN）以便在一個信令點內

標識更多的用戶。在SCCP中，用八位二進制數來定義子系統，最多可定義

256個不同的子系統。

地址翻譯功能

SCCP的地址是全局碼（GT）、信令點編碼（SPC）和子系統編碼的

組合。GT可以是采納各種編號支配來表示的地址，用戶運用GT可以訪問

網絡中任何用戶湛至越界訪問。SCCP能將GT翻譯為DPC+SSN和新的

GT的組合，以便MTP能利用這個地址來傳遞信息。這種地址翻譯功能可在

每個節點供應，或在全網中分布或在一些特殊的翻譯中心供應。

SCCP能供應無連接業務和面對連接的業務

2、SCCP可供應以下兩類業務：

無連接業務

無連接業務事實上分組交換中的數據報方式，即事先不建立連接就可傳

送信令消息，它是把應傳送的數據信息作為獨立的消息發送。每發一次數據,

都需重選一次路由。

面對連接業務

用戶在傳遞數據之前已在SCCP之間交換限制信息，達成?種協議，它包

括數據傳遞路由,傳送業務類別（2類或3類）以與可能傳送數據的數量等。

向連接業務實質上是分組交換中的虛電路方式,即在傳送數據之前須

要先建立邏輯連接，它分為暫對信令連接和永久信令連接，短暫信令連接指

信令連接的建立須要由SCCP用戶啟動和限制類似于撥號電話接續，永久

信令連接是本地或遠地O&M功能可由節點的管理功能建立和釋放它們為

SCCP用戶供應半永久連接類似租用電話線路。

目前，智能網業務（INAP）,移動應用部分（MAP）和No.7信令的運

行管理維護部分（OMHP）基本采納無連接SCCP,傳送ISUP信令或需傳

送大量的數據信息時采納面對連接的SCCPo

3、SCCP消息

SCCP在收到用戶發來的原語懇求后，就依據原語參數將用戶數據連同

必要的限制和選路信息封裝成SCCP消息,發往遠端節點的對等SCCP實

體。SCCP消息由MTP路由標記、消息類型碼、長度固定的必備參數、長

度可變的必備參數與可選參數組成。在消息信令單元（MSU）的SIF字段

中傳遞0

4、SCCP程序

SCCP程序主要由SCCP路由限制、面對連接限制、無連接限制和SCCP

管理四個功能塊組成。

SCCP路由限制功能接收來自MTP的消息或來自面對連接限制部分和

無連接限制部分傳來的內部消息后，對消息中的被叫用戶地址進行鑒別、翻

譯與處理，完成選取路由的功能。

無連接限制程序允許SCCP用戶在沒有建立信令連接的狀況下，傳遞高

達2K字節的用戶數據，當傳送的數據量小于256個字節時，運用UDT消

息來傳送,當數據量大于256個字節時,SCCP可以將用戶數據分段，把用戶

數據分成較小的數據塊,用多個XUDT消息傳送，在接收端的SCCP將多個

XUDT消息中的用戶數據重裝后再送給SCCP用戶。假如由于某種緣由,

使UDT消息或XUDT消息不能傳送給SCCP用戶時，發覺消息傳送出錯的

SCCP節點，可以啟動消息返回程序，用UDTS或XUDTS消息將消息回送

到始發SCCP節點,并說明消息不能正確傳送的緣由。

面對連接限制包括連接建立、數據傳送和連接釋放三個階段。

SCCP管理功能的作用是在信令點或信令點中的子系統發生故障或擁

塞的狀況下,通過重選路由或調整業務量來維持網絡的功能。由信令點狀態

管理和子系統狀態管理兩個子功能組成。這兩個功能塊運用遠端信令點和

子系統的有關接入信息來修改路由信息并調整業務量0

5、事務處理實力應用部分（TCAP-TransactionCapability

ApplicationPart）

事務處理實力CTC用以供應節點之間傳遞信息的手段以與對相互獨立

的各種應用供應通用業務,它包括中間業務部分（ISP）和事務處理實力應

用部分（TCAP）

ISP目前還在探討中,TCAP目前的應用不涉與ISP部分，它是利用

SCCP來管理在交換局之間，以與交換局與業務限制點之間轉移運行維護信

息和業務處理信息，即TCAP具有轉移、管理事務處理的實力。OMAP、

MAP等都利用TCAP來轉移與應用有關的事務處理,如在運行管理中心和

交換局之間收發運行管理數據以與對蜂窩移動電話設備的位置進行登記

等,TCAP利用SCCP在交換局與各種處理中心之間供應各種業務處理所需

信息轉移的功能。當傳送數據業務量較小而實時性很強的信息（例如對業

務限制的詢問）時宜采納無連接型，當信息的數據量很大但無實時性要求

（如傳遞與業務量有關的統計數據和文件）時適合采納面對連接型,基于無

連接型SCCP的TCAPJSP不供應功能,TCAP干脆與SCCP接口,基于面

對連接型SCCP的TCAP,還在探討之中。

總之,TCAP它的主要功能是對網絡節點間的對話和操作懇求進行管理

和監視，為各種應用業務信令過程供應基礎服務，它本身屬于應用層協議，但

和具體應用業務無關，是應用層的公共操作和結合部分0

TC由兩個子層組成

一成分子層（CSL），它用于處理成分,即傳送遠端操作與其響應的協議,

數據單元（APDU）和任選的對話部分；

一事務處理子層（TSL）o它處理兩個用戶之間包含成分與任選的對話

部分的消息交換。

3.3MAP移動應用部分MAP

MAP是特地為滿意GSM需求而設計的。支持GSM網絡的CCITT7

號信令系統具體地說就是7號信令系統的移動應用部分（MAP）它廣泛用

于GSM網絡內節點之間的信息交換，進行必要的信號處理它是七號信令系

統的用戶部分，是應用層協議，用TCAP作為其與七與信令系統之間的功能

接口，其主要功能是支持移動用戶漫游，頻道轉接和網絡的平安保密,實現全

球聯網，為些，須要在MSC、和HLR、VLR、EIR等網絡數據庫之間頻繁地

交換數據和指令。

3.3.1MAP信令分層結構(系統采納標準的7號信令分層結構)

圖MAP信令分層結構

SCCP和MTP第三級一起供應了完備的網絡層功能，其特點是增設一種

新的被叫地址類型,稱之為全局名(GT—GLOBALTITLE)事實上就是各

種電信業務的編號，這些編號可以對應為全網中的全部網絡節點，依據它們

發送消息就可實現全網范圍的端到端傳送。為實現MAP信息在GSM節點

間傳送，引入GT用于信令尋此SCCP層通過分析被叫地址中的GT,可使信

令終結到本節點或通過GT選路方式（GTRC）到達其他節點。

增設一個標識終接點，用戶類型的字段，稱之為子系統號（SSN—SUB一

SYSTEMNUMBER）不同的SSN分別代表不同的功能實體,SSN安排有

8個比特，極大地擴展了用戶種類，以適應不同的業務須要。即支持數據報傳

方式，又支持虛電路方式，對于過長的消息還具有發端分段，收端重裝的功能,

這樣對于具有不同話務特性和傳輸時延要求的信令消息，可以選用不同的

連接服務。

由以上特點，可知MTP第三級與SCCP相結合的完備的網絡層功能能

最為有效地傳送各類應用消息。MAP居于TCAP之上，與TCAP同屬于應

用層（第七層）。SCCP的用戶干脆就是應用層進程，不再經過中間的第4-6

層。

3.3.2移動應用部分（MAP）的消息

MAP信令采納不分段的O類無連接服務，無連接服務的主要消息是單元

數據（UDT—NWDATA）消息，該消息只能整體傳送,不能拆卸分段傳送,

則MAP信令采納UDT消息傳送信息。

消息的基本格式如下：

FI

FCKSIFSIOLIFSNBIBBSNF

B

816N*8826171

78

值得一提的是，對MAP消息的分析主要在于成分部分的分析。成分子層

包含有MAP消息,是分析MAP信令的關鍵，該層對于MAP而言是透亮的。

3.3.3AE與ASE

1、AE與ASE的概念

AE(ApplicationEntity)稱為應用實體，完成特定業務應用進程的OSI

通信功能,負責通信信息的語義說明和匹配。

ASE(ApplicationServiceElement)稱為應用服務(業務)單元,

負責某一項應用功能的通信限制。

一個AE可由若干個ASE組成，明顯，它們都與應用業務有關。

2、MAP中的AE與ASE結構

MAP被分為5個應用實體：SSN被分派指定給這些應用實體中的每一

個。

?NAP—MSCSSN8

?MAP—VLRSSN7

?MAP—HLRSSN6

?MAP—EIRSSN9

?MAP—AUCSSN10

參看下圖：MAP-MSC

MSCMobileapplicationPart

SEIASESE3

TCAPASE(common)

成分(組元)子層

圖MAP中的AE與ASE結構

這些應用業務單元支持各個應用實體之間的同層間通信，它們包含了

一個或幾個具有連接參數的操作。這些操作能聯合完成一些確定應用業務。

3.3.4MAP的運用

移動應用部分(MAP)運用7號信令系統的事務處理實力(TC)所供

應的服務在OSI分層參考模型中,MAP可認為是包括應用處理進程和與處

理實力應用部分(TCAP)相接口的第七層中的部分進程,即通信功能。TC

是網絡層接口(即SCCP業務接口)以上直至應用層的協議結構，包括公共

應用業務單位，但不包括運用這些單元的專用單位。TCAP是指包含在OSI

第七層中的部分TCoTCAP由組元子層和事務處理子層構成,TCAP干脆與

信號連接限制部分(SCCP)相連接，下圖給出了7號信令系統支持移動應

用部分的設施。

圖支持MAP的模型

組元子層供應用于協議數據單元的交換的應用服務這些單元調用任務

（操作）并報告任務執行結果（或錯誤）以與該子層所檢測出的任何非應

用專用協議的錯誤，同時，還供應不同應用進程的錯誤的用戶專用協議差錯

報告，這些服務可運用7C組元處理原語來訪問。

處理子層供應簡潔的聯絡服務，通過這些服務若干相關的數據單元可進

行交換，處理終端可以是預定的（對用戶不供應指示）。這些服務可通過組

元子層子層運用TC對話處理原語來訪問。

作為TCAP的用戶,MAP通信部分由用于每個應用實體的應用業務單元

(ASE)構成。ASE包括進程調用的操作，錯誤和參數并運用組元子層發送

至對等層實體中。下圖則表示MAP中的ASE操作。

VLAHLR

物理連接

圖MAP中的ASE操作

MAP進程由信號連接限制部分(SCCP)和消息傳送部分(MTP)供

應支持。MAP進程涉與到MSC、BSS>VLR、HLR、EIR、AC等PLMN

功能單元實體以與它們相互間的接口。

從SCCP的角度看,各功能實體構成網絡節點。為了選擇消息傳送的路

由這些節點都被給予SCCP地址。在MAP進程中，依據狀況對所要訪問的

節點進行尋址。在某些狀況下(例如越區轉接)，一個系統中一個MAP進

程要和若干其他系統中的MAP進程相互作用，下圖給出這種困難狀況的例

子，這里，系統。中的MAP進程通過若干個ASE與其他系統進行通信。

圖涉與多個系統的MAP進程

總之，運用MAP協議的任何系統都能與若干其他系統同時通信。

3.3.5MSC/VLR和HLR中的MAP

若要說明GSM中的MAP了解HLR和MSC/VLR中的MAP的內容

是必不行少的環節，參看下圖:

MAPTCHMAPTC

MLVAPTTHLVAP

Cc

MLCAPAAHLCAP

nn

MAPTC一入局處理協調器：用以安排入局的MAP消息到相應的接收

功能塊。

MLVAP一位置更新MAP：用以處理至HLR的位置更新。

MLAP——位置刪除MAP：用以限制位置刪除的操作過程.

MRNAP—漫游號碼供應MAP：用以限制向HLR供應漫游號碼MSRN。

MFDAD一獲得用戶數據MAP：用來從HLR取用戶數據。

HLVAP一歸屬位置更新MAP：負責從MSC/VLR中接收位置更新消

息,HLVAP確保在數據庫實體的HSD塊中更新用戶的位置，它也啟動將類

別、補充業務等信息送回位置更新折MSC/VLR的功能還保證刪除在前一

個MSC/VLR中的用戶數據。

HLCAP一歸屬位置刪除MAP:負責發送刪除消息給目前為用戶服務的

MSC/VLRo

HRTGMAP一歸屬漫游路由確定GTMSCMAP：接收來自GMSCMAP

的路由查詢消息、。GMS須要路由信息以便把入局呼叫選路到目前為被叫移

動用戶服務的MSC,HRTGMAP再啟動懇求漫游號碼程序,該漫游號碼由

與上述MSC有關的VLR供應。

HSDAP—歸屬用戶數據供應MAP：接收目前路由MSC/VLR服務的

移動用戶所激活的C號碼和業務類型,HSDAP負責將該信息存儲在用戶數

據中。

HMAPTC—歸屬MAP入局處理協調器,負責全部的入局消息，以確保每

種消息類型由MAP中合適的功能塊來處理。

由圖可知，一個節點的MAP功能片可以與其它節點的MAP功能片通信,

每個功能片能與它的包括在同一功能體中的合作單功能片通信°

在MSC/VLR中的MLVAP軟件功能片能與HLR中的合作單元

HLVAP關于位置更新進行通信,MLCAP軟件功能片也可以與HLCAP關于

位置刪除進行通信。

在上圖中,MAPTC與HLMAPTC功能片對于進來的消息和為緩沖器運

用，它們分析這結消息工推斷指導這些消息達到的正確接收者,MAP協議允

許這些功能片與CCITT的七號信令系統通信聯絡。

3.3.6MAP定義的信令過程介紹

MAP共定義了10個信令過程

1、位置登記和刪除

位置登記和刪除是支持移動用戶實現自動漫游的信令過程。位置登記和

刪除是支持移動用戶通過限制信道向移動交換機報告其當前位置。假如移

動臺從一個移動交換中心MSC/VLR管轄的區域進入另一個MSC/VLR

管轄的區域，就要向歸屬位置登記器(HLR)報告，使HLR能隨時登記移動

用戶的當前位置，從而實現漫游用戶的自動接續。位置登記過程涉與到MSC

與VLR的B接口與VLR與HLR之間的D接口，由于MSC與VLR一般

處于一個物理實體中,MSC與VLR之間的接口就成為設備之間的內部接

口o所以下面我們主要探討MSC/VLR之間的位置登記和刪除過程。

(1)僅涉與VLR與HLR的位置登記和刪除過程

在位置更新過程中,假如移動用戶(MS)用其識別碼(IMSI)來標識自

身時,其位置更新過程只涉與用戶新進入區域的MSC/VLR與用戶注冊所

在地的HLR。其信令過程見下圖：

MS

圖位置更新

當MS進入由MSC/VLR-A限制的區域并用其識別碼(IMSI)來標

識自己時,MSC/VLR-A能從IMSI中識別出MS注冊的HLR,并可揩其轉

換為該HLR的ISDN號碼MSISDN,用MSISDN作為全局碼GT對HLR

尋址。在位置更新過程執行前，執行鑒權過程,MSC/VLR-A發送鑒權懇求

消息(sendauthenticationinfo.)要求得到該用戶的鑒權參數,HLR用

鑒權響應消息(authenticationinfo.)將鑒權參數回送給MSC/VLR-A.

當鑒權通過后,MSC/VLR-A向HLR發送位置更新區消息(update

location),收到位置更新區消息后,HLR將MS的當前位置記錄在數據庫

中，同時用插入用戶數據消息(insertsub.data)將MS的相關用戶數據

發送給MSC/VLR-A。當收到用戶數據確認消息(sub.dataACK.)后,HLR

回送接受位置更新消息(updatelocationACK.),位置更新過程結束。

HLR在完成位置更新后確定該用戶已進入由MSC/VLR-A管轄的區域，就

向訪用戶從前所在的MSC/VLR-B發送刪除位置消息(cancellocation),

要求MSC/VLR-B刪除該用戶的用戶數據,MSC/VLR-B完成刪除后，發送

位置刪除確認消息(cancellocationACK.)給HLRO

(2)涉與到前一個VLR的位置更新

當MS從MSC/VLR-A管轄的區域進入MSC/VLR-B管轄的區域,

在位置登記時用MSC/VLR-A安排給它的臨時號碼(TMSI)來標識自己

時，位置更新/刪除過程見下圖:

圖位置更新

由于在位置登記懇求中用其在前一個VLR(MSC/VLR-A)中安排的

TMSI來標識自己,MSC/VLR-B向MSC/VLR-A發送識別懇求消息(send

identification)，要求得到該用戶的IMSI與鑒權參數組,MSC/VLR-A用

識別響應消息(sendidentificationACK.)將MS的IMSI與鑒權參數組

選送給MSC/VLR-BoMSC/VLR-B鑒權勝利后，就給HLR發送位置登記

懇求消息。其后的信令過程與圖(D所示完全一樣。

2、呼叫建立期間用戶參數的檢索

?干脆信息檢索：MSC由VLR干脆獲得所需參數。

?間接信息檢索：VLR還需向HLR獲得部分或全部用戶參數。

?路由信息檢索：PSTN用戶呼叫MS時，網點MSC(GMSC)向HLR

請示漫游號。

經過位置更新過程后，管轄MS當前所在區域的VLR中已存放了該用戶

主要的用戶數據,MS注冊的HLR中也已存放了該用戶的位置信息。

當MS始發呼叫或終結呼叫時,MSC都可得用本信令過程從VLR或

HLR中獲得呼叫所需的有關信息，主要包括以下三種狀況：

MS呼叫時，主叫MS所在地的MSC可由VLR中獲得該主叫MS的用

戶參數，在必要時VLR還可向MS注冊的HLR發出懇求，以獲得部分或全

部用戶參數；

MS終結呼叫時，被叫MS當前所在區域的MSC可從VLR或HLR中

獲得該被叫MS的用戶數據；

當PSTN用戶（或移動用戶）呼叫MS時，作為入口網關局的GMSC需

詢問HLR,以獲得被叫MS的路由信息。

在呼叫建立期間獲得被叫MS路由信息過程如下圖：

圖呼叫建立期間獲得被叫MS路由信息過程

當固定用戶呼叫移動用戶時任叫用戶撥“0139H]H2H3ABCD”,PSTN

通過長途局接入MSCA,該MSC即作為GMSC,通過分析被叫MS的

MSISDN號碼,GMSC能確定被叫SM注冊的HLR-A,就向HLR-A發送“發

路由信息消息(sendroutinginfo.)"。HLR-A檢查被叫MS的位置信息,

知道被叫MS當前正處于由MSC/VLR-B管轄的區域，就向VLR-B發送

“供應漫游號碼”消息(provideroamingnumbet),要求為該被叫MS

安排一個漫游號碼MSRNoVLR-B收到此消息后，臨時為該被叫MS安排

一個漫游號碼MSRNoVLR-B收到消息后，臨時為被叫MS安排一個漫游

號碼，并建立這個漫游號碼與該用戶的對應關系。然后發送“漫游號碼確認”

消息(roamingnumberACK.),將安排的漫游號碼送給HLR-A。HLR-A

收到漫游號碼后，給GMSC發送“路由信息確認”消息(sendrouting

infl.ACK.),將漫游號碼送給GMSCoGMSC收到漫游號碼后，即可利用

此漫游號碼完成至被叫MS的接續。

3、補充業務的處理

當移動用戶MS通過無線接口登記/撤銷、激活/去活有關的補充業務

時,用戶當前所在區域的MSC/VLR通過此信令過程將有關用戶登記/撤

銷、激活/去活有關補充業務的要求報告HLR,在獲得HLR的確認后將證

明信息通知移動用戶。

下圖示出了相關信令過程:

圖補充業務

設移動用戶發送以下吩咐“**21*DN*BS#”激活呼叫無條件前轉業務。

MSC/VLR-B收到此懇求后，向HLR-A發送登記補充業務消息(register

SS),HLR-A確認此操作,在修改該用戶的用戶數據后回送補充業務確認消

息(registerSSACK)給VLR-B,同時HLR-A給VLR-B發送插入用戶

數據消息、(insertsubdata),對VLR-B中的用戶數據進行更新,VLR-B

用用戶數據確認消息作為對收到此消息的應答。

4、頻道切換(轉換)

用以支持基本頻道轉接和后續頻道限制轉接，為此定義了懇求測量結

果,MSC—A轉接至MSC—MSC—B轉回MSC—A>MSC—A后續轉

接至MSC-B和獲得轉接號等信令過程。在這些信令過程中,MSC一A始

終是呼叫限制的主控局，并已考慮轉接的局間中繼話路的優化。當移動用戶

在通話過程中從一個小區移動到另一個小區且這兩個小區分別由兩個

MSC/VLR限制時，這兩個MSC/VLR之間要交換有關的信令，以便使移動

用戶能夠運用其新進入的小區安排的話音信道進行通話。有關頻道切換時

的信令過程下圖：

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

圖切換

設移動用戶在通話過程中從MSC/VLR-A限制的區域進入

MSC/VLR-B限制的區域,MSC/VLR-A向MSC/VLR-B發送進行切換

(preparehandover)消息。MSC/VLR收到切換懇求消息后，就為該呼

叫安排并保留一個空閑的無線信道，同時為該次轉換安排一個頻道轉換號

碼,該號碼的作用類似漫游號碼，用于建立MSC-A至MAC-B的中繼話路。

MSC/VLR-B用無線信道確認消息(preparehandoverACK)將安排的

頻道轉換號碼與已安排的無線信道號送給MSC/VLR-AoMSC/VLR-A收

到此消息后，通過TUP消息建立話路連接，在IAI消息中的被叫號碼字段中

包括的就是頻道轉換號碼。當MSC-B接受到從移動臺發出的呼叫處理懇

求時，就用處理接入信息消息(processaccesssignal)將該呼叫處理懇求

透亮地傳送給MSC-Ao當話路連接勝利后,MSC-A,MSC-B分別在原信道

和新安排信道上向移動用戶發出切換指示。當MSC-B收到移動用戶環III

的證明信號后，即向MSC-A發送“發結束信號”(sendendsignal)，表示

頻道切換已經勝利。當主叫用戶先掛機時,MSC-A發送前向拆線消息

CLF(TUP),MSC-B發送釋放監護消息RLG(TUP)將話路釋放。MSC-A向

MSC-B發送“結束信號響應”消息(sendendsignalACK.),通知此頻

道切換過程已結束。

5、用戶管理

用戶管理主要包括用戶數據檢索和VLR中用戶數據更新兩部分。

請求IMSI清除MS

清除用戶位置登記插入用戶數據

圖用戶管理

(1)用戶數據的檢索

用戶參數栓索主要飲IMSI懇求程序以與MS清除程序。

①IMSI懇求程序

VLR通過程序向HLR懇求與一個MSISDN相對應的IMSI號碼，其信

令過程如上圖:

②MS清除程序

VLR可通過此程序向HLR發出懇求，要求對已在VLR中進行位置登記

的用戶進行清除。其信令程序如上圖。

(2)VLR中用戶數據的更新

當HLR中的用戶數據發生變更時,HLR可通過信令程序要求VLR清除

該用戶或插入或刪除該用戶的數據。其信令過程見上圖

6、操作與維護

當HLR或VLR由于故障丟失了部分用戶數據,在重新啟動后，可利用操

作與維護的有關信令過程向VLR/HLR要求有關信息。該部分包括HLR

從故障中復原和VLR從故障中復原兩部分。

(1)HLR從故障中復原

當HLR從故障中復原后,向相關VLR發送復位消息(reset),VLR收

到reset消息后，發送位置更新懇求消息，將有關移動用戶的位置信息送給

HLR,HLR向VLR傳送相關用戶的用戶數據,其信令過程見下圖。

刪除用戶數據

HLR復原程序

圖HLR故障復原

(2)VLR從故障中復原

當VLR由于故障丟失有關用戶數據時，其復原過程可分為以下兩種狀

況：

①VLR復原，移動用戶作為主叫試呼

由于VLR在故障中丟失了有關的用戶數據，當該用戶要求呼叫時,VLR

向HLR發出消息,要求發送此用戶鑒權信息。當鑒權完成后,VLR自動進行

位置登記,HLR向VLR發送相關的用戶數據。其信令過程見下圖：

圖VLR故障復原

②VLR復原,MS作為被叫

當MS作為被叫時,HLR-A向VLR-B要求為該用戶安排漫游號

碼,VLR-B若發覺丟失該用戶的數據，就向HLR發出懇求，要求得到該用戶

的鑒權數據與相關用戶數據。其信令過程如下：

圖VLR復原

7、支持短消息業務的信令過程

8、IMEI的管理：定義MSC向EIR查詢移動臺設備合法性的信令過

程。

9、用戶認證：包括4個信令過程

?基本認證過程：處理其他事務（如呼叫建立、位置登記、補充業務操

作等）時進行的正常認證。

?VLR向HLR懇求用戶認證參數（數據組）：當VLR保存的預先算好

的用戶認證數據組數據低于門限值時,執行此過程。

?向原先VLR懇求用戶認證參數：此過程在向原VLR索取IMSI時一

并完成。

?頻道轉接時的認證：為了確保平安，規定頻道轉接完成后需進行用戶

認證。認證仍由MSC-A發起,認證結果仍由VLR—A審核,但需由MSC

-A通知MSC-B向MS索取認證計算結果。

10、網絡平安功能的管理：主要是加密密鑰匙,TMSI等傳送。

關于GSM網絡通信中重要的具體信令過程將在后面章節具體闡述，在

此僅以基本頻道轉接為例，說明MAP信令如何和用戶側信令與局間TUP信

令協作完成轉接任務的目的。下力示出各接口的信令消息依次發送過程。

3.4基站應用部分BSSAP

BSSAP是特地用于MSC和基站系統（BSS）之間（A接口）的信令

協議，在MSC與BSC之間連接是通過PCM鏈路進行的，它除確定數目的

話音/數據信道外，還有傳送信令的時隙。有關呼叫建立，功換與釋放等的信

令數據通常運用此信令信道。一個信令信道可服務多個基站收發信臺

（RBS）BSSAP協議特地為A接口開發，它不僅支持MSC與BSS之間的

消息,還支持MSC與MS之間的信息和移動性管理MM協議消息。

3.4.1BSSAP與BSSMAP概念區分

BSSAP是基站應用部分,BSSMAP為基站操作維護應用部分,用于和

MSC、網絡維護中心OMC交換維護管理信息。BSSMAP的消息通過A

接口傳輸時必需運用SCCP消息，對MSC和OMC的尋址和路由選擇由

SCCP供應支持。

BSSAP和BSSMAP消息同屬于A接口第三層所傳送的消息。對于呼

叫限制和移動管理的消息的傳輸而言,BSS僅起傳輸中繼的作用，消息不在

BSS內翻譯，因而BSSAP和BSSMAP規范僅涉與此類消息的首部。這是

由于首部中含有接口在錯誤狀況下的處理以與正確選路所須要的信息。

BSSAP和BSSMAP依靠MTP和SCCP的支持，以實現MSC和BSS

之間的對等層通信。BSSAP和BSSMAP之間由SCCP的尋址功能通過子

系統號來區分。

3.4.2BSSAP的組成

BSSAP又分為兩個模塊，也即是它的兩個用戶功能

干脆傳送應用部分（DTAP）

基站管理應用部分（BSSMAP）

這兩個不同的用戶功能對應下面兩個不同的BSSAP處理的信令

MSC與MS間通過BSC透亮傳輸的干脆傳輸消息。這是有關呼叫限

制和移動性管理的消息

MSC與BSC/RBS間的BSS管理消息。這些消息用于資源管理、切

換限制等

1、DTAP（干脆傳送應用部分）

DTAP用于透亮傳送MSC和MS間的消息。這些消息主要是呼叫限

制（CC）和移動性管理（MM）協議消息。BSS收到MS發來的消息，通

過“協議鑒別語”（PD）即可判定是否是透亮消息，（無線資源管理）RR

協議消息終結于BSS,不再發往MSC,但是MSC是MS發來的第一個第三

層消息的處理有所不同,即使它是透亮消息,BSS也要將其讀出，提取MS的

等級標記字段（主要是移動臺的功率級別）然后將其余部分組裝成“完整

的第三層信息”消息送往MSC,該消息已不屬于DTAP而屬于下述

BSSMAP消息或可稱作半透亮消息。

DTAP選擇虛擬電路方法，獨立地建立和釋放連接。

以下是兩種主要的DTAP消息類型：

?移動管理消息

?關于補充業務的呼叫限制消息

2、BSSMAP（BSS管理應用部分）

（1）概述

BSSMAP其功能主要是對BSS的資源運用、調配和負荷進行限制和

監視，以保證呼叫的正常建立和進行。消息的源點和終點為BSS或MSCo

消息均和RR（無線資源管理）相關。某些BSSMAP過程將干脆引發RR

消息，反之RR消息也可能觸發某些BSSMAP過程。BSSMAP運用SCCP

的無連接服務和面對連接服務。

（2）BSSMAP信令過程

GSM標準定義了18個信令過程，借此BSSMAP完成其各項功能。

1）安排：用于MSC指令，為MS安排一個所需信道。須要留意的是具

體指配哪一個物理信道是BSS的功能,MSC只是依據對呼叫限制信息的分

析確定所需信道的性質（語音速率，信道類型，優先級別等），將此通過消息

發送給BSS,BSS據此選擇具體的信道。信令消息還可以包括有線信道的

安排，需留意的是，前面所述應MS的要求馬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）閉塞：BSS通知MSC某有線信道閉塞,緣由可能是設備故障，無法

與無線信道相連接或維護緣由。MSC將不再選用此信道。

3）資源指示：BSS報告有多少無線資源空閑可用，可供MSC在外部頻

道轉接決策時運用。報告方式由MSC通知BSS,可以周期性,一次性，預定

條件滿意時報告等。

4）復位：指的是MSC或BSS發生故障時的復位，受影響的呼叫將全

部釋放。故障可以是硬件或軟件故障，例如事務標識號去失等。

5）外部頻道轉接：包括原來的BSS頻道轉接懇求,MSC向目標BSS

發出資源安排懇求最終向目標BSS發出執行指令三個過程。轉接的頻道包

括TCH（業務信道）和DCCH（專用限制信道）。

6）內部頻道轉接（小區內）：由BSS自行完成,只是定義了在完成后

BSS向MSC發送一個“頻道轉接已執行”的通知消息。

7）內部頻道轉接（小區間）：由BSS自行完成,只是定義了在完成后

BSS向MSC發送一個“頻道轉接已執行”的通知消息。

8）頻道轉接候選MS詢問：定義了MSC依據話務量懇求轉接的信令

過程。

9）無線資源和陸地資源的釋放：事務結束或頻道轉接后的信道等資源

釋放，也包括故障釋放°

10）尋呼：MSC至MS的尋呼消息也作半透亮處理。因為MSC發出

的尋呼消息僅涉與一個MS,BSS則將多具尋呼消息組合成一個無線接口尋

呼消息后發送出去。下行方向，收到MS的尋呼響應消息后，將信息裝入“完

整的第三層信息”消息送往MSC。

11）跟蹤調用：MSC或BSS均可發送消息通知對方某一事務進行跟

蹤，生成記錄，跟蹤號由OMC安排。該消息采納面對連接服務發送,其后的

跟蹤信息也在此連接上傳送。

12）流量限制：指的是MSC發生處理器過負荷或ESS發生處理器過

負荷或公共限制信道CCCH過負荷時，對端削減信令業務流量。其限制算

法同A—BIS接口。

13）等級標記更新：BSS收到通話中的MS發來的等級標記更新消息

后，將