7号信令原理及案例分析-TUP

七号信令基础第1章 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。

MS BTS BS C MS C/VLR HLR GMS C 传输层RRMMCM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。

七号信令系统功能结构:信令消息流 控制和指示 处始定位过程：初始定位过程采用4种不同的定位状态指示：这些状态指示在链路状态信号单元（LSSU ）中传送。

LSSU 信号单元格式如下：8 16 8或16 2 6 1 7 1 7 8在初始定位期间，定位过程要经历几个状态：（1） 空闲状态空闲状态是初始定位过程不工作的起始状态。

（2） 未定位状态初始定位控制（IAC ）收到链路状态控制（LSC ）发来的开始消息后，IAC 就通过发送控制（TXC ）向对端发送SIO ，表示初始定位过程的开始，但尚处于未定位间段，于是转移到未定位状态。

在转移至未定位状态前，启动定时器T2，用来监视进入未定位状态到离开未定位状态的时长。

(T2可在数十毫秒至一百多毫秒中取定)这里要注意三个问题：A．已定位状态的进入在本端发送SIO而未收到对端的响应时，处于未定位状态。

只要一收到对端的响应，不论是SIO、SIN或SIE，均转到已定位状态。

B．向对方发SIN还是SIE发SIN还是SIE，决定于本端的紧急标记，紧急标记是由本端第三级通过LSC 再通知初始定位而设置的。

未置位，发SIN；否则发SIE。

C．验证周期定时器的设置从已定位状态还将转至验证状态，对信号单元差错率进行监视和统计。

有两种验证周期：正常验证周期和紧急验证周期，后者的时间较短。

为此，在未定位状态转至已定位状态前，要设置验证周期定时器T4的值。

凡收到对端发来的SIE或者本端紧急标记置位，都将进入紧急验证周期，T4置成紧急验证周期（PE）的值；当对端发来SIO或SIN，而且本端紧急标记位置位，才进入正常验证周期，T4置成正常验证周期（PN）的值。

可以看出，对端发来SIE，而本端紧急标记未置位时，仍向对端发送SIN。

如果未收到对端发来的SIO、SIN或SIE，而T2已超时，则IAC向LSC发送‘不可能定位’消息，又转会到空闲状态。

转回空闲状态前，应将紧急标记清除。

在未定位状态还可能收到LSC发来的‘停止’消息，将停止T2的计时并转会到空闲状态。

第一章基础知识此部分着重介绍了七号信令TUP部分的基础知识，ISUP，SCCP部分的基础知识请参阅相关书籍。

1.1 什么是数字中继数字中继是一个E1接口（又称PCM），是一对引自程控交换机的同轴电缆线，在电缆线上数据传输速率是2.048 Mbps，可以同时容纳32时隙*64Kbps的语音数据。

64,000 bps （每个语音通道的速率)x 32 （通道数或者叫时隙数）2,048,000 （E1 速率）当E1用于七号信令时，在32个时隙中，第0时隙被用作帧同步信息，除0时隙外的某一时隙作为公共信令通道（一般为第16时隙），其余30个时隙用作语音通道。

DSIU7100/7200网关使用第16时隙作为公共信令通道。

1.1.1 E1 帧结构在数字中继电路中，数据按字节构成帧(Frame)。

每个帧256个BITS，每个通道一个字节。

如图1.1所示：图1.1 E1帧结构E1 的时隙编号从0到31。

该编号与DSIU7100/7200网关的带信令链路的中继通道的对应关系参见下表：E1时隙网关E1时隙网关E1时隙网关00 帧同步 11 语音通道22 语音通道01 语音通道 12 语音通道23 语音通道02 语音通道 13 语音通道24 语音通道03 语音通道 14 语音通道25 语音通道04 语音通道 15 语音通道26 语音通道05 语音通道 16 信令通道27 语音通道06 语音通道 17 语音通道28 语音通道07 语音通道 18 语音通道29 语音通道08 语音通道 19 语音通道30 语音通道09 语音通道 20 语音通道31 语音通道10 语音通道 21 语音通道注意：DSIU7100/7200网关的不带信令链路的中继通道的16时隙没有信令通道，其它与上表的一致。

1．2 No.7信令方式简述CCITT No.7信令方式是一种国际性的标准化的通用公共信道信令系统，其特点如下：●最适合程控交换机的数字电信网●能满足现在和将来具有呼叫控制、遥控及管理和维护信令的电信网中，处理机间事务处理信息传递的要求●能提供可靠的方法，使信息按正确的顺序传送又不致丢失或重复。

S12 TUP消息与局数据的关系一．七号信令在通信网的应用随着数字化通信技术和程控交换技术的发展，NO.7信令作为一种最适合数字通信网的信令系统，在各地得到了广泛应用。

TUP是七号信令规范中用于电话用户通信的部分，定义了电话呼叫中各种消息的格式和参数。

它对于电话交换网的维护尤为重要。

S12交换机软件中定义了对各种TUP消息的处理方式，因此局数据的准确与否对信令网上传送的信号有直接影响。

目前维护人员对相关数据还存在一些模糊概念，有时会导致严重故障和重大损失，所以有必要结合实际详细叙述一下。

二．TUP消息结构电话消息信号单元的一般格式如下：F：8 BIT ，MSU的标志位，用01111110表示CK：16BIT ，检查位，包含CRC校验的计算结果FIB、BIB：各1BIT，前向后向指示位，标识消息发送方向FSN、BSN：各7BIT，前向和后向消息序列号，用于差错检查和纠正LI：6BIT，长度指示器，用于指示SIO和SIF的字节长度SIO：8BIT，业务表示语ABCDEFGHBIT AB为子业务字段（SSF）00：INTERNA TIONAL101：INTERNATIONAL202：NATIONAL03：LOCALBIT CD为备用BIT EFHG为服务指示器，其意义为：0：MTP 5：ISDN1：信令网测试和维护消息6：DUP（与呼叫和电路有关的消息）2：备用7：DUP（性能登记和撤销消息）3：SCCP 8－D：备用4：TUP E、F：TAXUPSIF：业务信息字段：不定长度，包括信令信息、H1H0（MSU名称标识）、CIC（电路识别码）、OPC、DPC三．信令点编码和电路信息OPC定义在R_N7NW_PAR中，此关系表共16个TUPLETUPLE1－4对应INTERNATIONAL1TUPLE5－8对应INTERNATIONAL2TUPLE9－12对应NATIONALTUPLE13－16对应LOCALD_U7PC_IN1前24BIT为OPC，第25BIT定义信令点类型，0：STPSP，1：SP对于具有信令转接功能的交换局或独立的STP来说，必须置为STPSP，否则接收到的信令消息不能被转发。

第一章引言第一节开发背景七号信令网是电信网的三大支撑网之一,是电信网的重要组成部分,其应用十分广泛。

到目前为止,我国已经建立了由高级信令转接点 (HSTP 、低级信令转接点(LSTP 和大量的信令点 (SP 组成的三级七号信令网,七号信令网真正成为电信网的神经网和支撑网。

为了保证七号信令网的正常高效运行,七号信令集中监测系统作为对七号信令网进行集中监测和管理的工具就显得格外重要。

协议分析是七号信令监测平台中实时和历史数据分析的一个重要组成部分,它对获得完整的信令规程分析和实现网络故障精确定位具有重要意义,而无论什么样的信令消息,进入监测系统的第一个环节就是要被系统解码,消息解码的正确和完整与否对监测系统来说就显得非常重要。

本文根据《中国国内电话网 NO.7信号方式技术规范》对协议分析的要求,分析和介绍消息解码的原理和实现方法 ! 由于条件所限我们无法从实际的网络环境中提取数据 , 因此 , 我们从后台数据库提取数据来模拟实际的网络环境 , 我认为完全可以通过数据库来存放从实际网络环境中得到的信令信息 , 然后通过我们的软件对消息进行解码分析 , 这并不影响我们的软件的使用范围 !第二节软件实现的功能本软件的名称是 :《七号信令的消息分析(TUP 部分》。

该软件能根据从数据库中所提取到的信令数据根据 NO.7信号方式 TUP 技术规范进行解码分析。

通过该软件可以把 TUP 的所有的消息格式进行分析从而可以据此满足电信网络对七号信令协议测试和详细解码实现快速定位故障的需要。

第三节开发工具简介为了实现以上功能我使用了 VB 作为我的开发工具。

VB 是微软公司开发的基于 windows95/98/NT平台的 32位程序设计开发平台 , 其最大优点是简单易学 ,使用它可以开发出高效 , 标准的 Windows 应用程序, 它面向对象的特点, 丰富的控件都为大型软件的开发提供了方便, 但它的缺点也是显而易见的, 正因为它的简单,在面向底层的实现方面有所欠缺,如指针, 位操作等,但这不足以掩饰它是一个优秀的软件开发工具。

七号信令原理一、七号信令系统概述1、什么是信令信令是通信设备（包括用户终端、交换设备等）之间传递的除用户信息以外的控制信号。

在通信网中，除了传递业务信息外，还有相当一部分信息在网上流动，这部分信息不是传递给用户的声音、图像或文字等与具体业务有关的信号，而是在通信设备之间传递的控制信号，如占用、释放、设备忙闲状态，被叫用户号码等，这些都属于控制信号。

2、信令的概念在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。

3、信令的分类按照工作区域：用户线信令：用户终端与交换机之间传递的信令局间信令：交换设备之间传递的信令按照信令的传送方式：随路信令（CAS）：信令信息在对应的话音通道上传送，或者在与话音通道对应的固定通道上传送（如数字线路信号）共路信令（CCS）：信令信息在专门的高速数据通道上传送4、信令传送介质之E1线介绍E1工作模式（clear channel）当工作在E1方式时，它相当于一个不分时隙、数据带宽为2.048 Mbit/s的接口cE1工作模式（channelized）当工作在cE1方式时，它在物理上分为32个时隙，对应编号为0～31。

其中的31个时隙可以被任意地分成若干组（时隙0用于传送帧同步信号，不能被捆绑），每组时隙捆绑以后作为一个接口（channel-set）使用5、信令网7号信令网是电信网中用于传输No.7信令消息的专用数据网它由信令点SP、信令转接点STP和信令链路Link组成信令网是独立于电话网的一个支撑网，我国No7信令网由三级结构组成 高级信令转接点HSTP低级信令转接点LSTP信令点SP两个信令点SP、STP之间通过链路建立起通路6、信令点和信令转接点信令点：信令网上产生和接收信令消息的节点，是信令消息的起源点和目的点源信令点(OPC)：生成信令消息的信令点目的信令点(DPC)：信令消息发往的信令点信令转接点：若某信令点既非信令源点又非目的点，其作用仅是将从一条信令链路上接收的消息转发至另一条信令链路去，则称该信令点为信令转接点。

七号信令的原理及应用分析一、什么是七号信令七号信令（Signaling System No. 7，简称SS7）是一种在电话网络中用于控制呼叫建立、呼叫释放和传递实时信令信息的协议。

它是一种分层的、分布式的、面向信道的通信体系结构，用于支持广域网和局域网之间以及局域网内部的信令传递。

二、七号信令的原理七号信令的核心原理是通过在电话网络中传递独立于语音通信的控制信息来实现呼叫的建立和释放。

它采用了分层的结构，将不同的控制信息分别封装在不同的信令单元中进行传输。

1. 信令单元层次结构七号信令的信令单元层次结构分为四层，按照从上到下的顺序分别为：•应用层（Application Layer）：负责处理高层的业务逻辑和应用协议，如呼叫建立、呼叫转接等。

•传输层（Transport Layer）：负责提供可靠的数据传输服务，如数据分段、差错检测和重传等。

•网络层（Network Layer）：负责处理网络寻址和路由选择等问题，保证信令的正确传递。

•数据链路层（Data Link Layer）：负责将传输层的数据封装成帧进行传输，并提供流量控制和差错检测等功能。

2. 信令传递过程七号信令的传递过程包括以下几个步骤：1.呼叫请求阶段：发起呼叫的一方向信令控制中心发送呼叫请求信令。

2.呼叫路由阶段：信令控制中心根据呼叫请求信令的目的号码，通过路由选择算法确定呼叫的路径。

3.呼叫建立阶段：选定路径后，信令控制中心向目标用户的信令控制中心发送呼叫建立信令。

4.呼叫确认阶段：目标用户收到呼叫建立信令后，向信令控制中心发送呼叫确认信令。

5.呼叫释放阶段：呼叫结束后，任何一方向信令控制中心发送呼叫释放信令，释放呼叫。

三、七号信令的应用七号信令作为电话网络中的核心协议，具有广泛的应用场景。

下面介绍几个常见的应用领域。

1. 呼叫业务七号信令在呼叫业务中起到关键作用，它能够实现呼叫的建立、路由选择、呼叫保持和呼叫释放等功能。

通过七号信令，用户可以方便地拨打电话、转接电话、保持通话等，提供了全面的呼叫控制能力。

第一章引言第一节开发背景七号信令网是电信网的三大支撑网之一，是电信网的重要组成部分，其应用十分广泛。

到目前为止，我国已经建立了由高级信令转接点（HSTP）、低级信令转接点（LSTP）和大量的信令点（SP）组成的三级七号信令网，七号信令网真正成为电信网的神经网和支撑网。

为了保证七号信令网的正常高效运行，七号信令集中监测系统作为对七号信令网进行集中监测和管理的工具就显得格外重要。

协议分析是七号信令监测平台中实时和历史数据分析的一个重要组成部分，它对获得完整的信令规程分析和实现网络故障精确定位具有重要意义，而无论什么样的信令消息，进入监测系统的第一个环节就是要被系统解码，消息解码的正确和完整与否对监测系统来说就显得非常重要。

本文根据《中国国内电话网NO.7信号方式技术规范》对协议分析的要求，分析和介绍消息解码的原理和实现方法!由于条件所限我们无法从实际的网络环境中提取数据,因此,我们从后台数据库提取数据来模拟实际的网络环境,我认为完全可以通过数据库来存放从实际网络环境中得到的信令信息,然后通过我们的软件对消息进行解码分析,这并不影响我们的软件的使用范围!第二节软件实现的功能本软件的名称是:《七号信令的消息分析（TUP部分）》。

该软件能根据从数据库中所提取到的信令数据根据NO.7信号方式TUP技术规范进行解码分析。

通过该软件可以把TUP的所有的消息格式进行分析从而可以据此满足电信网络对七号信令协议测试和详细解码实现快速定位故障的需要。

第三节开发工具简介为了实现以上功能我使用了VB作为我的开发工具。

VB是微软公司开发的基于windows95/98/NT平台的32位程序设计开发平台,其最大优点是简单易学,使用它可以开发出高效,标准的Windows应用程序，它面向对象的特点，丰富的控件都为大型软件的开发提供了方便，但它的缺点也是显而易见的，正因为它的简单，在面向底层的实现方面有所欠缺，如指针，位操作等，但这不足以掩饰它是一个优秀的软件开发工具。