七號(hào)信令集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)消息解碼實(shí)現(xiàn)

安徽移動(dòng)通信公司蕪湖分公司 王煥義


安徽工程科技學(xué)院電子信息工程系 孫貴甲




　　七號(hào)信令網(wǎng)是電信網(wǎng)的三大支撐網(wǎng)之一，是電信網(wǎng)的重要組成部分，其應(yīng)用十分廣泛。到目前為止，我國(guó)已經(jīng)建立了由高級(jí)信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)（HSTP）、低級(jí)信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)（LSTP）和大量的信令點(diǎn)（SP）組成的三級(jí)七號(hào)信令網(wǎng)，七號(hào)信令網(wǎng)真正成為電信網(wǎng)的神經(jīng)網(wǎng)和支撐網(wǎng)。為了保證七號(hào)信令網(wǎng)的正常高效運(yùn)行，七號(hào)信令集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為對(duì)七號(hào)信令網(wǎng)進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)和管理的工具就顯得格外重要。協(xié)議分析是七號(hào)信令監(jiān)測(cè)平臺(tái)中實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)分析的一個(gè)重要組成部分，它對(duì)獲得完整的信令規(guī)程分析和實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障精確定位具有重要意義。而無(wú)論什么樣的信令消息，進(jìn)入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的第一個(gè)環(huán)節(jié)就是要被系統(tǒng)解碼，消息解碼的正確和完整與否對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)就顯得非常重要。本文根據(jù)《中國(guó)移動(dòng)七號(hào)信令集中監(jiān)測(cè)平臺(tái)技術(shù)規(guī)范(1.0版)》對(duì)協(xié)議分析的要求，分析和介紹消息解碼的原理和實(shí)現(xiàn)方法。



　　一．信令集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)協(xié)議分析測(cè)試規(guī)范



　　協(xié)議分析功能主要是為了滿足通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)七號(hào)信令協(xié)議測(cè)試和詳細(xì)解碼實(shí)現(xiàn)快速定位故障的需要，因此，靈活地設(shè)置過(guò)濾條件就顯得非常重要。根據(jù)規(guī)范的要求，系統(tǒng)應(yīng)能夠選取七號(hào)信令網(wǎng)絡(luò)中有限組合的多條鏈路作為測(cè)試范圍，來(lái)觀察所需的七號(hào)信令消息。為實(shí)現(xiàn)以上要求，系統(tǒng)應(yīng)具備完善的過(guò)濾功能，用戶可以根據(jù)需要按以下條件或它們的任意組合進(jìn)行過(guò)濾。



　　信號(hào)單元長(zhǎng)度（LI）：鏈路狀態(tài)信號(hào)單元（LSSU）、消息信號(hào)單元（MSU）。



　　SIO類型：信令網(wǎng)測(cè)試消息（SNT）、信令網(wǎng)管理消息（SNM）、信令連接控制（SCCP）、電話用戶部分（TUP）、ISDN用戶部分（ISUP）。



　　MTP路由過(guò)濾：源信令點(diǎn)編碼（OPC）、目的地信令點(diǎn)編碼（DPC）。



　　SCCP路由過(guò)濾：被叫地址、GT或（信令點(diǎn)編碼＋SSN）、主叫地址或（信令點(diǎn)編碼＋SSN）。



　　TUP過(guò)濾：CIC值、TUP消息類型、主叫用戶號(hào)碼、被叫用戶號(hào)碼、原被叫用戶號(hào)碼。



　　ISUP過(guò)濾：CIC值、ISUP消息類型、釋放原因、主叫用戶號(hào)碼、被叫用戶號(hào)碼、改發(fā)號(hào)碼、業(yè)務(wù)類別（CATEGORY）。



　　SCCP層過(guò)濾：SCCP消息類型、返回原因、釋放原因、復(fù)原原因、拒絕原因。



　　BSSMAP過(guò)濾：BSSMAP消息類型、RR原因、DTAP釋放原因、BSSMAP釋放原因、DTAP消息類型、主叫號(hào)碼、被叫號(hào)碼、TMSI、IMSI、CELL、LAI等。



　　TCAP層過(guò)濾：TCAP消息類型、TC事務(wù)處理成分類型、差錯(cuò)類型、源和目的地事務(wù)處理ID、TC-P-ABORT、TC-REJECT的原因碼。



　　MAP過(guò)濾：MAP操作碼、MAP差錯(cuò)碼、MSISDN、IMSI、MSCID、VLRID、HLRID、短消息中心地址。



　　CAP過(guò)濾：CAP操作碼、CAP差錯(cuò)碼、BCSM事件報(bào)告原因、IMSI、主叫號(hào)碼、被叫號(hào)碼、servicekey、翻譯號(hào)碼、計(jì)費(fèi)號(hào)碼。



　　二．消息解碼的原理及其實(shí)現(xiàn)方法



　　七號(hào)信令是以與話路網(wǎng)分離形式組成專門的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，以分組傳送的形式透明地傳送各種電信業(yè)務(wù)所使用的建立、維護(hù)和釋放的通信信號(hào)消息，滿足各種業(yè)務(wù)網(wǎng)的需要，因而七號(hào)信令系統(tǒng)本質(zhì)上也是局間計(jì)算機(jī)間的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。作為局間計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，七號(hào)信令系統(tǒng)以O(shè)SI模型為基礎(chǔ)，采用功能模塊化的結(jié)構(gòu)。為了使七號(hào)信令系統(tǒng)與OSI參考模型一致，CCITT提出了信令連接控制部分（SCCP）和事務(wù)處理能力（TC），與原來(lái)的消息傳遞部分（MTP）、電話用戶部分（TUP）、數(shù)據(jù)用戶部分（DUP）、ISDN用戶部分（ISUP）一起組成一個(gè)功能級(jí)與OSI七層模型共存的結(jié)構(gòu)（如圖1所示），以滿足ISDN網(wǎng)、移動(dòng)電話、運(yùn)營(yíng)管理維護(hù)以及智能網(wǎng)（IN）的要求。





　　圖1中，消息傳遞部分是一個(gè)傳遞系統(tǒng)，為信令傳輸提供一條雙向數(shù)據(jù)通路，規(guī)定了一條信令數(shù)據(jù)鏈路的物理的、電氣的和功能的特性和接入方法。它的主要功能是保證可靠地傳遞各種用戶部分的消息信號(hào)單元，并允許不同用戶部分的信號(hào)在同一信號(hào)鏈路上傳遞。MTP的第一級(jí)完成OSI第一層物理層的功能，第二層完成OSI第二層數(shù)據(jù)鏈路層的功能，第三層信令網(wǎng)功能級(jí)和SCCP一起完成OSI第三層網(wǎng)路層功能。



　　事務(wù)處理能力（TC）完成OSI第四層至第七層的功能，其中事務(wù)處理能力應(yīng)用部分TCAP完成第七層應(yīng)用層功能，中間業(yè)務(wù)部分（ISP）完成第四至第六表示層、對(duì)話層、傳送層的功能。TCAP只完成了OSI模型第七層的一部分功能，其余部分作為TC一用戶，目前有運(yùn)行維護(hù)和管理部分OMAP，移動(dòng)應(yīng)用部分MAP，智能網(wǎng)業(yè)務(wù)（INAP）等。因?yàn)槠咛?hào)信令消息種類繁多，解碼比較復(fù)雜繁瑣，本文僅以TUP和ISUP為例說(shuō)明消息解碼的實(shí)現(xiàn)。



　　1．公共部分的解碼



　　七號(hào)信令采用數(shù)字編碼的形式傳送各種信令消息時(shí)，是通過(guò)信令消息的最小單元——信令單元(SU)來(lái)傳送的。由于七號(hào)信令消息本身的長(zhǎng)度不相等，如摘、掛機(jī)等監(jiān)視信令通常較短，而地址信令則較長(zhǎng)，故七號(hào)信令系統(tǒng)中的信號(hào)單元采用可變長(zhǎng)的信號(hào)單元，它是由若干個(gè)8位碼組組成的。按照信令單元的來(lái)源不同，它有三種信號(hào)單元格式，即填充信號(hào)單元(FISU)、鏈路狀態(tài)信號(hào)單元(LSSU)和消息信號(hào)單元(MSU)。對(duì)于三種信令消息，它們的前面部分都是相同的，由標(biāo)志碼（F）、前向序號(hào)（FSN）、后向序號(hào)（BSN）、業(yè)務(wù)信息八位碼組（SIO）、長(zhǎng)度表示語(yǔ)（LI）、前向指示比特（FIB）、后向指示比特（BIB）、信號(hào)信息字段（SIF）、狀態(tài)字段（SF）組成。其中，標(biāo)志碼F(01111110)，用于每個(gè)信令單元的開始或結(jié)尾，以識(shí)別消息起點(diǎn)；長(zhǎng)度指示碼LI指示LI和CK之間間的字節(jié)數(shù)，以區(qū)分三種信令單元；狀態(tài)標(biāo)志SF標(biāo)志本端鏈路的工作狀態(tài)，它是LSSU的主要組成部分。業(yè)務(wù)信息八位碼組（SIO）和信號(hào)信息字段（SIF）是MSU的主要組成部分，SIO又可分解為業(yè)務(wù)表示語(yǔ)（SI）和子業(yè)務(wù)字段（SSF），SI用于區(qū)分消息的種類，如信令網(wǎng)管理消息、電話用戶部分消息、信令連接控制部分消息、ISDN用戶部分消息等；SSF用于區(qū)分該消息屬于國(guó)內(nèi)網(wǎng)路消息還是國(guó)際網(wǎng)路消息。



　　2．信號(hào)信息部分的解碼



　　信號(hào)信息字段（SIF）是各種信令消息特有的消息，包括路由標(biāo)記和信號(hào)信息。每種信令消息所包含的SIF消息內(nèi)容各不相同，是信令消息的主要成分。



　　在七號(hào)信令中，電話信令要通過(guò)電話消息信號(hào)單元來(lái)傳送。電話用戶部分(TUP)的主要功能是在兩個(gè)信號(hào)點(diǎn)的TUP之間按照同等級(jí)規(guī)約，傳送與建立、釋放收發(fā)地址之間的話音物理電路相關(guān)的信號(hào)消息。電話用戶部分消息信令單元的業(yè)務(wù)字段SI為0100，路由標(biāo)記為64比特，其中24比特的目的地址碼DPC，24比特的起源點(diǎn)碼OPC。其后便是標(biāo)題碼和信息字段，用以傳送消息的內(nèi)容，如主叫用戶類別、主/被叫用戶號(hào)碼、計(jì)費(fèi)信息等。



　　ISUP的消息同信令網(wǎng)管理消息、TUP消息、SCCP消息一樣，也是利用信令單元形式在信令鏈路上傳送，但是其SI編碼不同，SIF內(nèi)容也不同。其中SI=0101，每個(gè)消息信號(hào)單元的信號(hào)信息字段由8位碼組的整數(shù)倍組成，而且包括以下幾個(gè)部分：



　　路由標(biāo)記：路由標(biāo)記包括目的地碼DPC、起源點(diǎn)OPC、鏈路選擇字SLS,SLS為8位碼組，目前只用4位。



　　電路識(shí)別碼：電路識(shí)別碼CIC為二個(gè)8位碼組，但目前只用最低12位；



　　消息類型編碼：其功能相當(dāng)于TUP中的H0和H1，它統(tǒng)一規(guī)定了ISUP消息的功能與格式。



　　必備固定部分。



　　必備可變部分。



　　任選部分，它可能包括固定長(zhǎng)度和可變長(zhǎng)度參數(shù)字段。



　　3．消息解碼的流程



　　作為七號(hào)信令集中檢測(cè)系統(tǒng)的一部分,消息解碼的主要目的是為滿足對(duì)七號(hào)信令測(cè)試和詳細(xì)解碼以達(dá)到快速定位故障的需要，根據(jù)以給定的過(guò)慮條件過(guò)慮并提供CIC值、消息類型、釋放原因、主被叫號(hào)碼、業(yè)務(wù)類別等信息。



　　當(dāng)滿足過(guò)濾條件LI、SIO、LSSU時(shí)應(yīng)解碼并顯示如下信息：



　　linked、發(fā)生時(shí)間、DPC、OPC、BSN、BIB、FSN、FIB、LI。



　　當(dāng)滿足過(guò)濾條件MTP、TUP、SCCP、ISUP、TCAP時(shí)則解碼并顯示下列信息：



　　linked、發(fā)生時(shí)間、DPC、OPC、BSN、BIB、FSN、FIB、消息類型。



　　由于儀器的要求和消息所在信令中的層次不同，解碼程序可分三個(gè)層次逐層進(jìn)行判斷解碼。首先對(duì)接收到的消息解碼得出：linkid、發(fā)生時(shí)間、DPC、OPC、BNS、BIB、FSN、FIB、LI，在此根據(jù)SS7len判斷過(guò)濾條件是否為過(guò)濾條件LI、LSSU、SIO當(dāng)中之一，當(dāng)滿足這個(gè)過(guò)濾條件時(shí)，只需調(diào)用Showmsg(filtType)函數(shù)顯示上述消息的相應(yīng)信息即可；否則，作下一步判斷，繼續(xù)解碼得出出SIO消息，根據(jù)SIO中的SI判斷此消息是否為TUP、ISUP、SCCP三種信令單元中的一種，如果是其中一種，則調(diào)用相應(yīng)的ProcTUPmsg(buffer)、ProcISUPmsg(buffer)或者ProcSCCPmsg(buffer)函數(shù)，解碼得出相應(yīng)的消息類型，并根據(jù)消息類型判斷是否屬于TUP、ISUP、SCCP的一種，若屬于其中一種則調(diào)用Showmsg(filtType) 函數(shù)顯示其linkid、發(fā)生時(shí)間、DPC、OPC、BNS、BIB、FSN、FIB、LI及消息類型 ； 否則，再繼續(xù)解碼上層消息TCAP消息類型，判斷是不是所要求顯示TCAP消息類型，當(dāng)滿足過(guò)濾條件時(shí)，則調(diào)用showmsg(filttype)函數(shù)顯示linkid、發(fā)生時(shí)間、DPC、OPC、BNS、BIB、FSN、FIB、LI及消息類型 。



　　本解碼方案的具體實(shí)現(xiàn)是采用C語(yǔ)言編寫的程序來(lái)完成的。在編程過(guò)程中，大量采用函數(shù)調(diào)用，把消息類型過(guò)濾、各種消息的提取和存儲(chǔ)、各種消息信息的顯示等過(guò)程分別作為子函數(shù)供主函數(shù)調(diào)用。其中：unsignedchar*buffer為入口參數(shù)；filtType為終端設(shè)備輸入的消息過(guò)濾類型。



　　圖2是為消息解碼設(shè)計(jì)的判斷條件及其流程圖，經(jīng)過(guò)這樣一系列的判斷和處理，即可將符合各種過(guò)濾條件的信令消息解碼并展現(xiàn)出來(lái)，由于篇幅所限，程序不在此處附出。





　　三．結(jié)束語(yǔ)



　　七號(hào)信令方式是復(fù)雜的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的現(xiàn)代通信網(wǎng)的信令方式。本文就在移動(dòng)七號(hào)信令監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的消息解碼給出一種實(shí)現(xiàn)方案。設(shè)計(jì)中各功能的實(shí)現(xiàn)采用模塊化設(shè)計(jì)方式，便于系統(tǒng)的維護(hù)和管理以及日后有新增功能的添加。隨著七號(hào)信令集中檢測(cè)系統(tǒng)作為對(duì)七號(hào)信令網(wǎng)進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)和管理工具的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，它的功能將會(huì)進(jìn)一步得到完善，它也必將大大推動(dòng)移動(dòng)通信新業(yè)務(wù)的開展和通信網(wǎng)的發(fā)展。




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