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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。
7号信令的分层功能结构及各层功能第七号信令是通信网络中用于实现用户间通信和网络内协调的一种信令协议。
其分层功能结构是由不同层次的功能组成，每个层次负责一部分的功能。
下面我将详细介绍第七号信令的分层功能结构及各层功能。
第七层：应用层应用层是最高层，负责处理用户应用程序间的数据交换。
它定义了一系列通信协议，如HTTP、FTP、SMTP等，以满足用户不同的通信需求。
应用层的功能包括文件传输、电子邮件发送与接收、远程登录、资源共享等。
第六层：表示层表示层负责处理应用层数据的表达与转换。
它将数据从应用层转换成通用的格式，以便它们可以在不同的系统之间进行共享。
表示层的功能包括数据加密与解密、数据压缩与解压缩、数据格式转换等。
第五层：会话层会话层负责建立、管理和终止两个通信设备之间的会话。
它定义了会话的开始和结束标志，并提供了检测和处理通信中发生的中断、重启等事件的机制。
会话层的功能包括会话的建立与终止、同步机制的实现、协议的选择与转换等。
第四层：传输层传输层负责端到端的数据传输，将数据分割成较小的数据包，并在源和目标之间建立可靠的传输通道。
传输层的功能包括数据包的分割与重组、错误检测与恢复、数据流控制、拥塞控制等。
常见的传输层协议有TCP和UDP。
第三层：网络层网络层负责将数据从源城市传输到目标城市。
它通过寻址和路由选择在网络中找到适当的路径，并将数据包传递给下一跳。
网络层的功能包括IP地址的分配与转换、路由选择、流量控制等。
常见的网络层协议有IP协议。
第二层：数据链路层数据链路层负责管理物理链接，将数据转换成比特流进行传输。
它负责进行数据的分组与组合、错误检测与恢复、帧同步等。
数据链路层的功能包括透明传输、流量控制、误码检测与纠正、链路管理等。
常见的数据链路层协议有以太网协议。
第一层：物理层物理层是最底层，负责管理数据与物理媒介之间的传输。
它将比特流转换成电信号，并通过传输介质将信号传输到目标设备。
物理层的功能包括信号的编码与解码、时钟同步、数据的传输与接收等。
一信令的基本概要1 信令的概念●信令：控制交换机动作的信号。
●信号：信号是一种统称，而信令是指具有动作含义的操作控制命令。
●信令方式：信令的传送所要遵守的一定的规约和规定。
它包括信令的结构形式，信令在多段路由上的传送方式及控制方式。
●信令系统：指完成特定的信令方式时所使用的通信设备的全体。
2 信令的分类2.1 随路信令和共路信令按照信令的信道技术来分类，信令可以分为：随路信令和公共信道信令。
随路信令:信令和话音在同一条话路中传送的信令方式。
目前我国采用的随路信令称为中国1号信令系统。
两端交换机的信令设备之间没有直接相连的信令通道，信令是通过话路来传送的。
当有呼叫到来时，先在选好的空闲话路中传信令，接续建立后，再在该话路中传话音。
信令是信令通道和用户信息通道合在一起或有固定的一一对应关系的信令方式。
共路信令：两端交换机的信令设备之间有一条直接相连的信令通道，信令的传送是与话路分开的、无关的。
当有呼叫到来时，先在专门的信令链路中传信令，接续建立后，再在选好的空闲话路中传话音。
共路信令，也称公共信道信令，指以时分方式在一条高速数据链路上传送一群话路的信令。
共路信令是以时分方式在一条高速数据链路上传送一群话路的信令的信令方式。
通常用于局间。
目前我国采用的公共信道信令就是中国7号信令。
7号信令的特点是：信令速度快，具有提供大量信令的潜力，具有改变和增加信令的灵活性，便于开放新业务，在通话时可以随意处理信令，成本低。
目前得到广泛应用。
2.1线路信令、路由信令和管理信令按功能划分：●线路信令是具有监视功能的信令，（用来监视主、被叫的摘、挂机状态及设备忙闲）●路由信令是具有选择功能的信令（指主叫所拨的被叫号码，用来选择路由）●管理信令是具有操作功能的信令（用于电话网的管理和维护）2.3 用户线信令和局间信令按区域划分：用户线信令是用户和交换机之间的信令。
局间信令是交换机和交换机之间的信令。
3信令方式3.1 编码方式：●多频信令六（六种频率）中取二，可表示15种信令。
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。
最底层是BTS 和MS 之间的传输层，然后是无线接口第二层的数据链路层和第三层的应用层，其中包括协议RR （无线资源管理），此协议也出现在“Abis ”接口和“A ”接口上。
从这里可以看出，BTS 和BSC 这些设备对有些信令的交换是透明的，它们的作用只是传递信息，并不做处理。
对于网络一侧的内部连接，各设备都具备单一的接口，即用CCS7信令网支持相互间的信令交换。
1.2 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。
为什么采用不同的协议呢？比较直观的原因之一是为了得到优化，这一点表现在无线接口上；另一个原因就是迁就已经存在的标准。
图1-3表示GSM 系统的信令模型：L3L2L1Um A-bis图1-3GSM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、MM、CM功能的执行。
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移动应用部分），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），它只是整个第三层实体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。
关于A接口的协议和规范，在信令高级课程中会详细描述。
另外，在这里需要说明的是，GSM各个接口的协议和承载方式各不相同，我们在信令初级课程中从第二节到第八节着重讨论在GSM网络子系统和A接口中所使用的七号信令系统。
第2章 七号信令系统概述2.1 共路信令的概念和特点我们已经知道，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。
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 系统采用七号信令系统，让我们先对七号信令系统做一简单回顾。
七号信令系统即CCS7信令系统，也就是说七号信令系统首先是共路信令系统。
那么您还记得什么是共路信令吗？2.1.1 共路信令的概念信令信道和业务信道完全分开，在公共的数据链路上以消息的形式传送所有中继线和所有通信业务的信令信息，这就是共路信令系统的基本特征。
也许图2-1会有助于您理解： 交换网络交换网络信令设备信令设备公共控制公共控制交换机A交换机B 话路数据链路图2-1 共路信令系统CCS7信令消息实际上就是通信网上各节点（比如交换机）控制处理器之间通信的数据分组，在线路（信令链路）上以分组交换的原理传送信令，因此CCS7信令网本质上为数据通信网，是一种特殊的分组交换网，它形成了一个独立的七号信令网。
在2M 一次群数字中继传输线路上，采用其中的一个时隙（64kbps ，TS0除外）作为信令信道，我们一般称为信令链路。
大部分时隙作为业务信道，比如传送话音信息时我们称为话路。
当然在模拟传输线路上也可以传送七号信令，它借助MODEM发送信令消息，典型速率为2400bps和4800bps。
2.1.2 共路信令系统的特点和随路信令系统相比，共路信令系统具有以下优点：●信道利用率高●信令传送速度快●信令容量大●应用范围广泛,可支持ISDN、移动通信、智能网等业务●信令网与通信网分离，便于维护和管理●可方便地扩充新的信令规范，适应未知业务发展●但这些优点也对共路信令系统提出一些特殊要求：●信令链路利用率高，信令链路必须有极高的可靠性●信令系统须具有完备的信令网功能和安全性措施●信令畅通并不意味着话路畅通，共路信令系统应具有话路导通检验功能2.2 CCS7信令网信令网是逻辑上独立于通信网，专门用于传送信令的网络，只有共路信令系统才有信令网的概念。
先让我们熟悉信令网的组成和基本概念吧。
2.2.1 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。
图2-2是我国信令网的三级结构示意图：HSTPLSTPSP图2-2我国信令网的三级结构下面我们就对信令网的组成三要素分别进行解释：●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（Signalling Link）：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组链路集。
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。
2.2.2 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。
如图2-3。
话路SP SP链路图2-3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。
如图2-4。
STPSP SP链路链路话路预先设定图2-4 准直联方式小结本节主要介绍了共路信令的基本常识以及七号信令网的基本概念，为学习以后的七号信令系统各个功能级结构打下基础。
习题(1) 请简述共路信令系统的基本特征。
(2) 七号信令网的组成三要素是什么？(3) 七号信令系统采用哪两种信令传送方式？第3章七号信令系统的功能级结构3.1 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（Message TransferPart-MTP)和若干个用户部分（User Part-UP)如图3-1所示：用户部分 UP消息传递部分用户部分UPMTP图3-1七号信令系统功能划分原理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。
3.2 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,0示出CCS7较完整的功能结构与OSI七层体系结构的对应关系:INAP OMAP MAP ISUP TUP TCAP ISPSCCPMTP-3MTP-2MTP-1HLR VLR第1层第2层第3层第4~6层第7层BSSAP图中：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 ：中间服务部分图3-2 七号信令系统与OSI 层次结构的对应关系 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。
