1.5 蜂窝移动通信的信令技术

1.5.1 概述

和通信有关的一系列控制信号统称为信令。信令不同于用户信息，用户信息是直接通过通信网络由发送者传输到接收者，而信令通常需要在通信网络的不同节点（如基站、移动台和移动控制交换中心等）之间传输，各节点进行分析处理并通过交互作用而形成一系列的操作和控制，其作用是保证用户信息的传输有效且可靠。信令可看作是整个通信网络的神经中枢，其性能在很大程度上决定了一个通信网络为用户提供服务的能力和质量。信令分为两种：一种是用户到网络节点间的信令，称为接入信令；另一种是网络节点之间的信令，称为网络信令。在蜂窝移动通信中，接入信令是指移动台到基站之间的信令，网络信令称为7号信令系统（SS7）。

信令网由3部分组成，即信令点（SP）、信令转接点（STP）和信令链（SL）。

（1）SP（SIGNALLING POINT）：信令点，是消息的起源点和目的地点。

（2）STP（SIGNALLING TRANSMIT POINT）：信令转接点，具有转接信令的功能，它可以将一条信令链的信令消息转接到另一信令点。STP可分两种：一种是只具有消息传递部分（MTP）功能的专用信令转接点，称为独立的信令转接点；另一种是既有MTP功能，又包括用户部分的具有信令点功能的信令转接点，称为综合的信令转接点。

（3）SL（SIGNALLING LINE）：信令链，是两个节点间PCM链路的一个或多个信道，两个节点间的信令链数量的多少决定于两个节点间话务量的大小。SL是信令网中连接信令点的最基本部件。

我国的信令网结构分三层，也就是高级信令转接点（HSTP），初级信令转接点（LSTP）和信令点（SP）。为了提高网络的安全性，一般采用“四倍备份”的冗余结构，也就是每个SP至少和两个LSTP相连，一个LSTP至少和两个HSTP相连。

信令路由规划的基本原则是按照“最短路径”准则确定至各个目的地点的路由等级。所谓最短路径也就是STP的转接次数最少，首选直连，次选迂回。路由选择的基本规则是“负荷分担”，也就是同一等级路由中的各个信令链路全部工作，平均分担话务。

如广东的信令网结构如图1-36所示。

GMCC的信令网可以分为TUP（ISUP）和SCCP两部分，TUP（ISUP）信令首选随话务网疏通，次选走独立信令网；SCCP消息则几乎全部由独立信令网疏通（国际来话除外）。由于TUP信令已经不能满足业务的增长要求，凡是话务的网元之间全部将TUP信令升为ISUP信令。

为了实现话务的高质量不间断的接续和各种业务的准确计费，移动通信网络必须保证全网的同步，一般第一同步为本地的大楼时钟，第二同步为自己的上一级网元（如对MSC来说应是TR或LSTP）。

1.5.2 接入信令

在空中接口Um协议中，第三层包括3个模块：呼叫管理、移动管理和无线资源管理。它们产生的信令，经过链路层和物理层进行传输。根据空中接口标准的不同，物理信道中传输信令的方式有多种，有的设有专用控制信道，有的不设专用控制信道。

移动通信的信令按功能分类，可分为以下三类。

1. 控制信令

（1）基站到移动台方向。

① 通话信道指配信令，由基站为移动台指配信道；

② 空闲信令，表示专用的呼叫信道未被占用；

③ 拆线信令，表示通话结束，线路复原。

（2）移动台到基站方向。

① 回铃信令，表示移动台接收到了信号；

② 发信信令，表示移动台发送了信号；

③ 拆线信令，表示通话结束，线路复原。

2. 选呼信令

选呼信令实际上是移动台的地址码，基站按照主呼移动台拨打的号码（相应地址码）选呼，即可建立与被呼叫移动台的联系。

3. 拨号信令

拨号信令是移动用户通过移动通信网呼叫一般市话拨号信令，用户使用的指令。

按信号形式的分类，信令又可分为模拟信令和数字信令两类。在TACS（Total Access Communications System）制式中为了与市话网相连而保留许多模拟信令，而在第二代和第三代移动通信网都采用数字信令信号，如GSM和CDMA系统，图1-37是数字信令典型的格式。

注：前置码（P），字同步码（SW），地址或数据码（A或D）和纠错码（SP）。

1.5.3 网络信令

常用的网络信令就是7号信令，它主要用于交换机之间、交换机与数据库（如HLR、VLR和AUC）之间交换信息。7号信令系统的协议结构如图1-38所示。它包括MTP、SCCP、TCAP、MAP、OMAP和ISDN-UP等部分。

消息传递部分（MTP）提供一个无连接的消息传输系统。MTP中的功能允许在网络中发生的系统故障不对信令信息传输产生不利影响。MTP分为3层：第一层为信令数据层，它定义了信号链路的物理和电气特性；第二层是信令链路层，它提供数据链路的控制，负责提供信令数据链路上的可靠数据传送；第三层是信令网络层，它提供公共的消息传送功能。信令连接控制部分（SCCP）提供用于无连接和面向连接业务所需的对MTP的附加功能。ISDN用户部分（ISDN-UP或ISUP）支持的业务包括基本的承载业务和许多ISDN补充业务。事务处理能力应用部分（TCAP）提供使用与电路无关的信令应用之间交换信息的能力，TCAP提供操作、维护和管理部分（OMAP）和移动应用部分（MAP）应用等。作为TCAP的应用，在MAP中实现的信令协议有IS-41、GSM应用等。

7号信令网络是叠加在通信网络上的一个独立网络。它由3个部分组成：信令点（SP）、信令链路和信令转移点（STP）。