七號信令集中監(jiān)測系統(tǒng)消息解碼實現(xiàn)

安徽移動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，我國已經(jīng)建立了由高級信令轉(zhuǎn)接點（HSTP）、低級信令轉(zhuǎn)接點（LSTP）和大量的信令點（SP）組成的三級七號信令網(wǎng)，七號信令網(wǎng)真正成為電信網(wǎng)的神經(jīng)網(wǎng)和支撐網(wǎng)。為了保證七號信令網(wǎng)的正常高效運行，七號信令集中監(jiān)測系統(tǒng)作為對七號信令網(wǎng)進(jìn)行集中監(jiān)測和管理的工具就顯得格外重要。協(xié)議分析是七號信令監(jiān)測平臺中實時和歷史數(shù)據(jù)分析的一個重要組成部分，它對獲得完整的信令規(guī)程分析和實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障精確定位具有重要意義。而無論什么樣的信令消息，進(jìn)入監(jiān)測系統(tǒng)的第一個環(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監(jiān)測系統(tǒng)來說就顯得非常重要。本文根據(jù)《中國移動七號信令集中監(jiān)測平臺技術(shù)規(guī)范(1.0版)》對協(xié)議分析的要求，分析和介紹消息解碼的原理和實現(xiàn)方法。



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



　　協(xié)議分析功能主要是為了滿足通信網(wǎng)絡(luò)對七號信令協(xié)議測試和詳細(xì)解碼實現(xiàn)快速定位故障的需要，因此，靈活地設(shè)置過濾條件就顯得非常重要。根據(jù)規(guī)范的要求，系統(tǒng)應(yīng)能夠選取七號信令網(wǎng)絡(luò)中有限組合的多條鏈路作為測試范圍，來觀察所需的七號信令消息。為實現(xiàn)以上要求，系統(tǒng)應(yīng)具備完善的過濾功能，用戶可以根據(jù)需要按以下條件或它們的任意組合進(jìn)行過濾。



　　信號單元長度（LI）：鏈路狀態(tài)信號單元（LSSU）、消息信號單元（MSU）。



　　SIO類型：信令網(wǎng)測試消息（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路由過濾：源信令點編碼（OPC）、目的地信令點編碼（DPC）。



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



　　TUP過濾：CIC值、TUP消息類型、主叫用戶號碼、被叫用戶號碼、原被叫用戶號碼。



　　ISUP過濾：CIC值、ISUP消息類型、釋放原因、主叫用戶號碼、被叫用戶號碼、改發(fā)號碼、業(yè)務(wù)類別（CATEGORY）。



　　SCCP層過濾：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、主叫號碼、被叫號碼、TMSI、IMSI、CELL、LAI等。



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



　　MAP過濾：MAP操作碼、MAP差錯碼、MSISDN、IMSI、MSCID、VLRID、HLRID、短消息中心地址。



　　CAP過濾：CAP操作碼、CAP差錯碼、BCSM事件報告原因、IMSI、主叫號碼、被叫號碼、servicekey、翻譯號碼、計費號碼。



　　二．消息解碼的原理及其實現(xiàn)方法



　　七號信令是以與話路網(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)和釋放的通信信號消息，滿足各種業(yè)務(wù)網(wǎng)的需要，因而七號信令系統(tǒng)本質(zhì)上也是局間計算機(jī)間的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。作為局間計算機(jī)的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，七號信令系統(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）一起組成一個功能級與OSI七層模型共存的結(jié)構(gòu)（如圖1所示），以滿足ISDN網(wǎng)、移動電話、運營管理維護(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單元，并允許不同用戶部分的信號在同一信號鏈路上傳遞。MTP的第一級完成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，目前有運行維護(hù)和管理部分OMAP，移動應(yīng)用部分MAP，智能網(wǎng)業(yè)務(wù)（INAP）等。因為七號信令消息種類繁多，解碼比較復(fù)雜繁瑣，本文僅以TUP和ISUP為例說明消息解碼的實現(xiàn)。



　　1．公共部分的解碼



　　七號信令采用數(shù)字編碼的形式傳送各種信令消息時，是通過信令消息的最小單元——信令單元(SU)來傳送的。由于七號信令消息本身的長度不相等，如摘、掛機(jī)等監(jiān)視信令通常較短，而地址信令則較長，故七號信令系統(tǒng)中的信號單元采用可變長的信號單元，它是由若干個8位碼組組成的。按照信令單元的來源不同，它有三種信號單元格式，即填充信號單元(FISU)、鏈路狀態(tài)信號單元(LSSU)和消息信號單元(MSU)。對于三種信令消息，它們的前面部分都是相同的，由標(biāo)志碼（F）、前向序號（FSN）、后向序號（BSN）、業(yè)務(wù)信息八位碼組（SIO）、長度表示語（LI）、前向指示比特（FIB）、后向指示比特（BIB）、信號信息字段（SIF）、狀態(tài)字段（SF）組成。其中，標(biāo)志碼F(01111110)，用于每個信令單元的開始或結(jié)尾，以識別消息起點；長度指示碼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（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)分該消息屬于國內(nèi)網(wǎng)路消息還是國際網(wǎng)路消息。



　　2．信號信息部分的解碼



　　信號信息字段（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。



　　在七號信令中，電話信令要通過電話消息信號單元來傳送。電話用戶部分(TUP)的主要功能是在兩個信號點的TUP之間按照同等級規(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/被叫用戶號碼、計費信息等。



　　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，每個消息信號單元的信號信息字段由8位碼組的整數(shù)倍組成，而且包括以下幾個部分：



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



　　電路識別碼：電路識別碼CIC為二個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，它可能包括固定長度和可變長度參數(shù)字段。



　　3．消息解碼的流程



　　作為七號信令集中檢測系統(tǒng)的一部分,消息解碼的主要目的是為滿足對七號信令測試和詳細(xì)解碼以達(dá)到快速定位故障的需要，根據(jù)以給定的過慮條件過慮并提供CIC值、消息類型、釋放原因、主被叫號碼、業(yè)務(wù)類別等信息。



　　當(dāng)滿足過濾條件LI、SIO、LSSU時應(yīng)解碼并顯示如下信息：



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



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



　　linked、發(fā)生時間、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，解碼程序可分三個層次逐層進(jìn)行判斷解碼。首先對接收到的消息解碼得出：linkid、發(fā)生時間、DPC、OPC、BNS、BIB、FSN、FIB、LI，在此根據(jù)SS7len判斷過濾條件是否為過濾條件LI、LSSU、SIO當(dāng)中之一，當(dāng)滿足這個過濾條件時，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)滿足過濾條件時，則調(diào)用showmsg(filttype)函數(shù)顯示linkid、發(fā)生時間、DPC、OPC、BNS、BIB、FSN、FIB、LI及消息類型 。



　　本解碼方案的具體實現(xiàn)是采用C語言編寫的程序來完成的。在編程過程中，大量采用函數(shù)調(diào)用，把消息類型過濾、各種消息的提取和存儲、各種消息信息的顯示等過程分別作為子函數(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)備輸入的消息過濾類型。



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





　　三．結(jié)束語



　　七號信令方式是復(fù)雜的國際標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的現(xiàn)代通信網(wǎng)的信令方式。本文就在移動七號信令監(jiān)測系統(tǒng)中的消息解碼給出一種實現(xiàn)方案。設(shè)計中各功能的實現(xiàn)采用模塊化設(shè)計方式，便于系統(tǒng)的維護(hù)和管理以及日后有新增功能的添加。隨著七號信令集中檢測系統(tǒng)作為對七號信令網(wǎng)進(jìn)行集中監(jiān)測和管理工具的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，它的功能將會進(jìn)一步得到完善，它也必將大大推動移動通信新業(yè)務(wù)的開展和通信網(wǎng)的發(fā)展。




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