MF001001 GSM BSS信令与接口分析基础 ISSUE 1.0
第1章 七号信令系统概述
第1章 七号信令系统概述
1.1 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。
1.1.1 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。图1-1是我国信令网的三级结构示意图：
HSTPLSTPSP
图1-1 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。
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第1章 七号信令系统概述
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。
1.1.2 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1-2。
话路SP链路SP
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。如图1-3所示。
STP链路话路SPSP预先设定链路
图1-3 准直联方式
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第1章 七号信令系统概述
1.2 七号信令系统的功能级结构
1.2.1 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 Transfer Part-MTP)和若干个用户部分（User Part-UP)如图1-4所示：
用户部分 UP 消息传递部分 MTP 用户部分 UP
图1-4 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。
1.2.2 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，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：
HLR VLRINAP第7层OMAPMAPBSSAPISUPTUPTCAP第4~6层ISPSCCP第3层MTP-3第2层第1层MTP-2MTP-1
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第1章 七号信令系统概述
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图1-5 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。
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消息传递部分MTP
MTP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）。
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信令连接控制部分SCCP
SCCP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。
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事物处理应用部分TCAP
TCAP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。
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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）。
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移动应用部分MAP
MAP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。
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基站子系统应用部分BSSAP
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第1章 七号信令系统概述
BSSAP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。
1.3 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。
图1-6表示GSM系统的信令模型：
MSCCMMBTSBSCMSCCCMMBSSMAPRRL3RR?L2L1LAPDmSign.Layer 1LAPDmBTSMLAPDBTSMSCCPLAPDSign.Layer 1MTPMTPSCCPRRBSSMAPSign.Sign.Layer 1Layer 1UmA-bisA
图1-6 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（无线资源管理）、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。
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