【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 消息。BIB：后向指示比特LI：長(zhǎng)度BSN：后向序號(hào)SF：狀態(tài)字段FIB：前向指示比特SIF：序號(hào)信息字段FSN：前向序號(hào)CK：校驗(yàn)位F：標(biāo)志符SIO：業(yè)務(wù)信息八位位組7號(hào)信令的三種信號(hào)單元格式MTP（消息傳遞部分）第一級(jí)（MTP1）：信令數(shù)據(jù)鏈路級(jí)。它定義了信令數(shù)據(jù)鏈路的物理、電氣和功能特性以及鏈路接入方法。MTP1的物理組件是信號(hào)鏈路的信號(hào)消息載體。一條信號(hào)數(shù)據(jù)鏈路由采用同一數(shù)據(jù)傳輸速率在相反方向工作的兩個(gè)數(shù)據(jù)通路組成，完全符合OSI物理層的定義要求。 信號(hào)數(shù)據(jù)鏈路可以是數(shù)字的也可以是模擬的。數(shù)字傳輸通路采用64kb/s的速率?？梢詮亩嗦窂?fù)用碼流中提取，其幀結(jié)構(gòu)與PCM的幀結(jié)構(gòu)相同，模擬信號(hào)數(shù)據(jù)鏈路由模擬音頻傳輸通路和調(diào)制解調(diào)器組成。 第二級(jí)（MTP2）：信令鏈路功能級(jí)。MTP2規(guī)定了為在兩個(gè)直接連接的信號(hào)點(diǎn)之間傳送信號(hào)消息提供可靠的信號(hào)數(shù)據(jù)鏈路所需的功能。通過(guò)MTP2將把MTP3來(lái)的信號(hào)消息及本級(jí)生成的信號(hào)鏈路狀態(tài)信息送往MTP1傳送出去。或接收MTP1傳送來(lái)的信號(hào)消息送往MTP3或在本級(jí)處理。在七號(hào)信令系統(tǒng)中，信令消息是以不等長(zhǎng)的信號(hào)單元的形式傳送的。MTP2的功能為：信號(hào)單元的收發(fā)控制，包括分界、定位、差錯(cuò)監(jiān)測(cè)和校正；信號(hào)鏈路的狀態(tài)監(jiān)視，包括差錯(cuò)率監(jiān)視、故障處理、流量控制；信號(hào)鏈路的啟用和恢復(fù)；必要的網(wǎng)絡(luò)管理功能。 第三級(jí)：（MTP3）信令網(wǎng)絡(luò)功能。MTP3定義的是關(guān)于信令網(wǎng)操作和管理的功能和信令過(guò)程。這些過(guò)程獨(dú)立于各個(gè)信令鏈路，是個(gè)信令鏈路操作公共的控制過(guò)程。具體來(lái)說(shuō)，第三級(jí)功能由兩部分組成:信令消息處理(Signaling Message HandlingSMH)功能:其作用是當(dāng)本節(jié)點(diǎn)為消息的目的地點(diǎn)時(shí)，將消息送往指定的用戶(hù)部分。當(dāng)本節(jié)點(diǎn)為消息的轉(zhuǎn)接節(jié)點(diǎn)時(shí)，將消息轉(zhuǎn)送至預(yù)先確定的信令鏈路。信令網(wǎng)絡(luò)管理(Signaling Network ManagementSNM)功能:其作用是在信令網(wǎng)發(fā)生故障的情況下，根據(jù)預(yù)定數(shù)據(jù)和信令網(wǎng)狀態(tài)信息調(diào)整消息路由和信令網(wǎng)設(shè)備配置，以保證消息傳遞不中斷，這是七號(hào)信令系統(tǒng)中最為復(fù)雜的一部分，也是直接影響消息傳送可靠性的極為重要的一部分。 MTP3各個(gè)功能之間以及和其它級(jí)功能之間通過(guò)指示和控制信號(hào)交換聯(lián)系，同時(shí)，MTP還包括必要的測(cè)試和維護(hù)功能，它和MTP3的信令網(wǎng)絡(luò)管理功能均有需要和遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)交換的單獨(dú)的信令消息，從這點(diǎn)來(lái)看，它們由如MTP的用戶(hù)部分。 在GSM系統(tǒng)中，MTP3用MSU的SIO字段（Service Information Octet－見(jiàn)圖210）來(lái)指示不同的高層消息類(lèi)別（用SIO的低4位－SI）和區(qū)分國(guó)際和國(guó)內(nèi)網(wǎng)（用SIO的高2位－SSF）。GSM系統(tǒng)中共定義了四種高層消息： Signaling Network Management (SNM)、Signaling Network Testing (SNT)、Signaling connection control part (SCCP)、Telephone User Part (TUP) ，其中SNM和SNT是MTP3的管理功能。TUP為電話(huà)用戶(hù)部分，是與呼叫有關(guān)的信令協(xié)議。SCCP為信令連接控制部分是與呼叫無(wú)關(guān)的信令協(xié)議，它的高層還有TCAP和MAP協(xié)議。下圖是不同高層消息類(lèi)別的消息MSU格式比較： 不同高層消息類(lèi)別的MSU消息格式比較其中DPC（Dsetination Point Code）是目的地信令點(diǎn)編碼，OPC（Original Point Code）為起源信令點(diǎn)編碼。DPC和OPC有14比特和24比特編碼兩種，在我國(guó)目前的GSM系統(tǒng)中，A接口使用14比特編碼，而在MAP接口上，為和國(guó)際上相適應(yīng)，使用24比特編碼。CIC（Circuit Identification Code）是電路識(shí)別碼，用來(lái)指示消息和哪一個(gè)電路有關(guān)。SLS（Signaling Link Selection）是信令鏈路選擇碼。系統(tǒng)根據(jù)CIC和SLS來(lái)選擇有哪一條信令鏈路來(lái)發(fā)送消息。 SCCP（信令連接控制部分）SCCP為MTP通過(guò)附加功能,以便通過(guò)7號(hào)信令網(wǎng),在電信網(wǎng)的交換局和專(zhuān)用中心之間建立無(wú)連接和面向連接的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，傳送電路相關(guān)和非電路相關(guān)的信令消息和其它類(lèi)型的消息，如用于維護(hù)和管理的消息等。對(duì)于7號(hào)信令功能級(jí)來(lái)說(shuō)，SCCP是第四級(jí)，是MTP的一個(gè)用戶(hù)，而SCCP又和MTP結(jié)合構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)（NSP），完成OSI參考面向的一～三層的功能。SCCP也有自己的用戶(hù)，為ISUP和TCAP。這樣，7號(hào)信令網(wǎng)中具有SCCP的信令點(diǎn)可在任意信令點(diǎn)之間端到端地傳送各種信令消息，而不具有SCCP的部分的信令點(diǎn)只能在相鄰信令點(diǎn)之間以逐段轉(zhuǎn)發(fā)方式傳遞這些消息。SCCP的主要功能如下：在7號(hào)信令網(wǎng)中建立邏輯信令連接；在建立或不建立邏輯連接的情況下，均能傳送信令數(shù)據(jù)單元；SCCP具有編路和譯碼功能。可將總稱(chēng)碼轉(zhuǎn)變成一個(gè)信令點(diǎn)編碼和一個(gè)子系統(tǒng)號(hào)碼；SCCP具有管理功能，可以管理SCCP子系統(tǒng)狀態(tài)。SCCP可以提供4類(lèi)業(yè)務(wù)，0類(lèi)是基本的無(wú)連接型業(yè)務(wù)，1類(lèi)是有序無(wú)連接型業(yè)務(wù)，2類(lèi)是基本的面向連接型業(yè)務(wù)，3類(lèi)是流量控制面向連接型業(yè)務(wù)。SCCP的消息格式如下:選路標(biāo)記消息類(lèi)型必備參數(shù)A…必備參數(shù)F參數(shù)M指針…參數(shù)P指針任選部分起始指針參數(shù)M長(zhǎng)度指示語(yǔ)參數(shù)M…參數(shù)P長(zhǎng)度指示語(yǔ)參數(shù)P參數(shù)名為X參數(shù)X長(zhǎng)度指示語(yǔ)參數(shù)X…參數(shù)名為Z參數(shù)長(zhǎng)度指示語(yǔ)參數(shù)Z任選參數(shù)結(jié)束八位位組第三章 GSM信令分析設(shè)備的實(shí)現(xiàn)方案和論證 在設(shè)計(jì)GSM信令分析設(shè)備的總體方案時(shí)必須考慮如下幾個(gè)因素: * GSM信令分析設(shè)備是直接商用的產(chǎn)品,它的設(shè)計(jì)與用戶(hù)的需求(這里的需求指的是功能的需求非市場(chǎng)的需求)有直接的關(guān)系,所以設(shè)計(jì)時(shí)必須進(jìn)行用戶(hù)需求的調(diào)研. * GSM信令分析設(shè)備是與實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)方式及網(wǎng)絡(luò)的物理結(jié)構(gòu)有直接的關(guān)系,所以設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮這些因素. * GSM信令分析設(shè)備的信令處理能力的問(wèn)題,特別是它的處理速度的問(wèn)題.GSM信令分析設(shè)備的商用的性質(zhì)和中國(guó)的國(guó)情決定了GSM信令分析設(shè)備低成本這一特征,設(shè)計(jì)時(shí)必須予以考慮。 * 同時(shí)也要考慮開(kāi)發(fā)的周期和開(kāi)發(fā)難易程度. GSM信令分析設(shè)備的功能要求 GSM信令分析設(shè)備要成為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)優(yōu)化的平臺(tái)應(yīng)具備一定的功能，這些功能直接與網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的需求有關(guān). GSM信令分析設(shè)備的功能可以做到特別的龐大,但考慮到實(shí)際的開(kāi)發(fā)時(shí)間,那是不現(xiàn)實(shí)的,: * 規(guī)程分析：完成信令單元的捕捉，解碼和顯示。捕捉下來(lái)的信令單元在存儲(chǔ)器中加上毫秒級(jí)的時(shí)間標(biāo)簽。信令分析設(shè)備從所連接的所有信令鏈路中整理相關(guān)的信令信息進(jìn)行存儲(chǔ)。,包括空中接口的協(xié)議,Abis接口的協(xié)議,A接口的協(xié)議,我們首先實(shí)現(xiàn)A結(jié)口,Abis接口以及MAP/,基站與基站控制器之間的接口, 基站控制器與移動(dòng)交換機(jī)之間的接口以及移動(dòng)交換機(jī)與移動(dòng)交換機(jī)之間的接口的協(xié)議. * 過(guò)濾：過(guò)濾決定哪些事件會(huì)被存儲(chǔ)。允許用戶(hù)查找有特殊內(nèi)容的信令消息。使用序列過(guò)濾可組成事件處理的完整序列。事件識(shí)別和序列識(shí)別可作為濾波器的條件，用戶(hù)可從預(yù)定義的多個(gè)事件和序列識(shí)辨中進(jìn)行選擇。 * 自動(dòng)錯(cuò)誤識(shí)別：信令測(cè)試儀自動(dòng)識(shí)別所有非法信令消息和序列，如果出現(xiàn)了信令錯(cuò)誤，錯(cuò)誤消息將和事件一起進(jìn)行存儲(chǔ)。 * 統(tǒng)計(jì)：統(tǒng)計(jì)涉及內(nèi)容較多，如FISU，LSSU，MSU和狀態(tài)監(jiān)視消息的計(jì)數(shù)和比率，消息類(lèi)型統(tǒng)計(jì)等。統(tǒng)計(jì)分實(shí)時(shí)的統(tǒng)計(jì)和后臺(tái)統(tǒng)計(jì)。一般較耗時(shí)的統(tǒng)計(jì)放到后臺(tái)軟件中去處理。統(tǒng)計(jì)功能建立在網(wǎng)絡(luò)維護(hù)優(yōu)化參數(shù)的研究的基礎(chǔ)上。一個(gè)運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)優(yōu)化(如資源的配置)需要合理的參數(shù)去衡量。這些參數(shù)涉及各個(gè)接口各層協(xié)議。可以按接口分有:Abis接口(基站與基站控制器之間的接口)的參數(shù)，如TCH/SDCCH負(fù)荷，每TN上的空閑TCH及SDCCH檢測(cè)到的干擾電平等；A結(jié)口(基站控制器與移動(dòng)交換機(jī)之間的接口)的參數(shù)，如呼損率，本BCS下的位置更新成功/失敗率等；MAP結(jié)口(如交換機(jī)與交換機(jī)之間的接口)的參數(shù)，如切換成功/失敗率，位置更新成功/失敗率等。也可以按協(xié)議層分：如與呼叫管理有關(guān)的參數(shù)，與移動(dòng)管理有關(guān)的參數(shù)，和與無(wú)線(xiàn)資源管理有關(guān)的參數(shù)等（無(wú)論是哪種分法都不盡完善，有許多參數(shù)在幾個(gè)口都能測(cè)到，如切換成功/失敗率，也有許多參數(shù)涉及不只一層協(xié)議）。無(wú)疑這些參數(shù)是通向蜂窩系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)優(yōu)化的橋梁。有了這些參數(shù)，一個(gè)功能強(qiáng)大的用于網(wǎng)絡(luò)維護(hù)優(yōu)化的軟件包才能實(shí)現(xiàn)。 * 狀態(tài)監(jiān)視：狀態(tài)監(jiān)視主要用于信令分析設(shè)備的自身的狀態(tài)、信令鏈路的狀態(tài)和數(shù)據(jù)包的透明性的監(jiān)視，包括Frame Alignment Loss,Remote Alarm,Loss of Signal,Slip,Receiver Overflow, 16slot CRC,16slot Invalid Frame等。這個(gè)功能在應(yīng)用中和調(diào)試過(guò)程中是必需的。 GSM數(shù)字移動(dòng)系統(tǒng)的測(cè)試接口：GSM信令分析設(shè)備用于測(cè)試分析統(tǒng)計(jì)GSM系統(tǒng)的信令的儀器，它必須能滿(mǎn)足GSM系統(tǒng)的組網(wǎng)方式。正如第二章所陳述的，GSM系統(tǒng)是由移動(dòng)臺(tái)（MS）、基站子系統(tǒng)（BSS）、網(wǎng)絡(luò)和交換子系統(tǒng)（NSS）、操作維護(hù)子系統(tǒng)（OSS）等四個(gè)部分。 其中，MS與BTS之間是無(wú)線(xiàn)接口Um，信令傳輸協(xié)議是GSM特有的LAPDm。BTS與BSC之間是Abis接口，信令傳輸協(xié)議是LAPD。BSC與MSC之間是A接口，信令傳輸協(xié)議是七號(hào)信令。NSS內(nèi)部、NSS與外部電信網(wǎng)之間，都是通過(guò)七號(hào)信令連接。鑒于此，GSM信令分析設(shè)備的測(cè)試接口如下示： GSM信令分析設(shè)備的測(cè)試接口 儀器應(yīng)能測(cè)上圖所示的各接口的信令，考慮到開(kāi)發(fā)周期，首先實(shí)現(xiàn)A接口，Abis接口和MAP/E接口上的信令測(cè)試。 除了無(wú)線(xiàn)接口外，其它設(shè)備間的信令傳輸協(xié)議最底層（物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的一部分）都是相同或相近的。常見(jiàn)的是E1接口。根據(jù)系統(tǒng)的容量的不同，E1接口的數(shù)量不同，有的多達(dá)十幾條E1接口，因此，GSM信令分析設(shè)備應(yīng)具備多鏈路的測(cè)試功能,能滿(mǎn)足GSM系統(tǒng)的組網(wǎng)方式的測(cè)試。 ： 數(shù)據(jù)提取出以后必須放在內(nèi)存中，然后再存盤(pán)。這些存在內(nèi)存和磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)有一定的組織格式。每一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)由數(shù)據(jù)頭和數(shù)據(jù)內(nèi)容組成。數(shù)據(jù)頭是用來(lái)記錄數(shù)據(jù)的時(shí)間、數(shù)據(jù)的類(lèi)型、數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)的上下行等，數(shù)據(jù)內(nèi)容就是采集下來(lái)的數(shù)據(jù)。 ： 信令分析設(shè)備的處理速度問(wèn)題是指信令分析設(shè)備的處理能力應(yīng)來(lái)得及應(yīng)付N條E1接口的信令數(shù)據(jù)流量。這里的N由交換局的容量決定，我國(guó)一般不超過(guò)10。每條E1的32個(gè)時(shí)隙只有1個(gè)時(shí)隙用來(lái)傳共路 ： N條E1接口最大的信令數(shù)據(jù)流量＝N*2048/32/8 =N*8kbytes/s (式3－1）n 信令分析設(shè)備的應(yīng)具備的最低處理能力的估計(jì)： 信令分析設(shè)備的軟件分初始化部分和例行處理部分(包括消息的提取和識(shí)別等)。當(dāng)程序經(jīng)過(guò)初始化以后就進(jìn)入了不斷循環(huán)的例行處理部分，例行處理每處理一條消息就循環(huán)一次。每一次循環(huán)的時(shí)間因消息的不同而不同，一般的來(lái)說(shuō)這個(gè)時(shí)間包括對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)頭的處理和數(shù)據(jù)內(nèi)容的處理。其中，前者所耗用的時(shí)間是固定的，設(shè)為T(mén)；后者所耗用的時(shí)間是可變的，正比于數(shù)據(jù)內(nèi)容的長(zhǎng)度也就是消息的長(zhǎng)度L字節(jié)。因此，每次循環(huán)的時(shí)間t的估計(jì)如下： t＝T＋a*L毫秒(ms)ms這里的a就是搬運(yùn)一字節(jié)數(shù)據(jù)所耗用的時(shí)間。而E1接口上的一條消息的時(shí)間長(zhǎng)度為L(zhǎng)*8*1/2048毫秒（ms）。因此得出信令分析設(shè)備的應(yīng)具備的最低處理能力如下：t=T+a*L=L*8*1/2048 （式3－2）即:T=L*(8*1/2048a) （式3－3）這個(gè)限定是嚴(yán)格的。其中T，a與處理器的速度和軟件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法有關(guān)（可粗略地從程序流圖，估計(jì)所需的代碼，去估計(jì)a的值）。這就給出了選定處理器和設(shè)計(jì)軟件的依據(jù)。由上式可以發(fā)現(xiàn)，a必須不大于8*1/2048＝，否者，程序根本不能運(yùn)行。另一個(gè)結(jié)論是信令分析設(shè)備的處理能力的下限由最短的消息決定，如果信令分析設(shè)備來(lái)得及處理全部由最短消息組成的滿(mǎn)荷的數(shù)據(jù)流的話(huà)，那末信令分析設(shè)備的處理能力滿(mǎn)足實(shí)際的要求。n 為滿(mǎn)足上述的處理速度的要求采取的措施：* 負(fù)荷分擔(dān)：就是用信令測(cè)試卡上CPU去完成低層的功能。以緩減微機(jī)的負(fù)擔(dān)。卡上CPU的處理速度：由最大數(shù)據(jù)比特率和例行處理量決定。當(dāng)鏈路中都是最短的消息時(shí)，CPU的負(fù)荷最大。* 把測(cè)試卡的地址映射在微機(jī)的上位內(nèi)存。* 合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。n ISA的上限流量在設(shè)計(jì)中也是一個(gè)應(yīng)考慮的因素。它有可能成為儀器的處理速度的一個(gè)瓶頸. GSM信令分析設(shè)備實(shí)現(xiàn)方案 方案的提出信令分析儀由如下幾個(gè)子系統(tǒng)組成：1〕 信令采集儀：能完成信令的采集和翻譯。2〕 網(wǎng)絡(luò)維護(hù)優(yōu)化參數(shù)集：這是個(gè)無(wú)形的部分，但是是信令分析儀的必須的部分。實(shí)現(xiàn)信令分析儀的一個(gè)必要的前提是對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行研究。3〕 網(wǎng)絡(luò)維護(hù)優(yōu)化參數(shù)提取軟件包：用于產(chǎn)生參數(shù)輸出數(shù)據(jù)文件的軟件。4〕 后處理軟件包：用于對(duì)參數(shù)輸出數(shù)據(jù)文件進(jìn)行進(jìn)一步的處理的軟件。下面是以上模塊的關(guān)系： 信令采集儀 參數(shù)提取軟件網(wǎng)絡(luò)維護(hù)優(yōu)化參數(shù)理論用戶(hù)友好數(shù)據(jù)GSM移動(dòng)通信網(wǎng)對(duì)參數(shù)輸出數(shù)據(jù)文件進(jìn)一步處理的后處理軟件參數(shù)輸出數(shù)據(jù)文件共路信令數(shù)據(jù) GSM信令分析儀的實(shí)現(xiàn)方案有許多。基于GSM網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本文提出的一種方案是:* 分布式軟件體系: 分布式軟件體系分兩個(gè)層次，第一個(gè)層次是從縱向來(lái)看的，指的是整個(gè)軟件系統(tǒng)劃分為三個(gè)子系統(tǒng)：信令采集軟件、參數(shù)提取軟件、后處理軟件。另一個(gè)層次是從橫向看的，指的是每個(gè)軟件子系統(tǒng)根據(jù)接口的不同劃分為相應(yīng)接口的處理軟件：如A口軟件、Abis軟件、MAP/E接口軟件等。* 插卡式信令分析設(shè)備：既然，除Um