3G信令网概述及与传统信令网的互通.doc
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信令网 《邮电规划》2003 年第 5 期343G 信令网概述及与传统信令网的互通信息产业部电信规划研究院 任正彦摘 要 3G 信令网是 3G 业务网络的重要支撑网之一本文着重介绍了基于 IP的 3G 信令网的内部控制信令和它与 传统信令网的互通方式关键词 IP 信令 信令网关 互通1 前 言3G 信令网是 3G 业务网络的重要支撑网之一3G 信令分为两种：基于电路交换和基于分组交换前者与传统 2G 信令差别不大，只是在协议上有所加强；后者则引入了新的内部控制信令在两者互通中又运用了信令网关和信令适配等一系列概念 2 基于电路交换的 3G信令 WCDMA(R99)和 CDMA2000(Release 0)是目前业界认为较成熟的商用版本，核心网由电路域（CS）和分组域（PS）两部分组成。
电路域主要处理传统电路交换型的实时话音、视频业务，分组域处理高速的多媒体数据业务WCDMA(R99)核心网技术标准是在现有 GSM 基 础 上 发 展 的 采 用 NO.7 信 令 系 统 ，电 路 域 和 分 组 域 的 呼 叫 控 制 信 令 都 是 使 用ITU－ T 的 NO.7 信 令 系 统 ， 它 以 GSM MAP3 协 议 作 为 上 层 核 心 网 协 议 ， 在 功 能 上比 GSM MAP2+有 所 增 强 ， 如 支 持 智 能 网 业务 CAMEL Phase 3、 定 位 业 务 、 号 码 可 携 业务 等 CDMA 2000 (Release 0)是在 IS95 的基础上发展的电路域直接采用 IS95 的电路交换系统，同时增加了分组域处理分组数据业务电路域的呼叫控制信令使用北美ANSI 的 NO.7 信令系统，上层核心协议是ANSI-41 的 MAP 协议，分组域的数据呼叫则是基于 IETF 的 SIMPLE IP 或 MOBILE IP 协议，不需 NO.7 信令控制3G 核心网的信令接口如图 1 所示主要的信令接口有：PSTNMSC/SSPGMSCSCPHLRSMSCSGSNGGSNRADIUS PSDNMAP(CDMA2000)/CAP(WCDMA)MAPMAPMAPMAP/TUPTUP/ISUPMAPMAPMAPMAPMAPCAPWCDMACDMA2000IPIP电 路 域 （ CS) 分 组 域 （ PS)图 1 基于电路交换的信令网 结构 《邮电规划》2003 年第 5 期 信令网35（1）MSC 与 MSC 间接口：MSC 间切换使 用 MAP 信令，MSC 间呼叫使用 TUP 信令；（2）M SC 与 HLR 间 接 口 /SGSN 与 HLR 间 接 口 ： 使 用 MAP 信 令 ， 负 责 位 置 登 记 、 鉴 权参 数 、呼叫时取路由信息和提供漫游号码；（3）MSC 与 PSTN 间的接口：使用 ISUP信令，负责 PSTN 和 3G 用户间的呼叫；（4）MSC 与短消息中心的接口：使用MAP 信令，负责移动用户收发短消息；（5）M SC/SSP 与 SCP 间 接 口 ： 使 用CAP(WCDMA)或 MAP(CDMA2000)信 令 ，SCP 通 过 此 接 口 控 制 智 能 业 务 的 触 发 和 呼 叫 。
3 基于 IP的 3G信令全 IP 网络是移动通信的发展趋势以WCDMA 为例，说明基于 IP 的 3G 信令结构WCDMA 的 全 IP 网络标准是 R4 版本R4 和 R99 的区别在于：引入软交换的思想，呼叫控制和承载控制分开MSC 分解成了 MSC SERVER（控制层）和MGW（承载层） 随着控制层和承载层的分离，需要新的信令系统来支持因为控制层只负责话务在 控 制 层 ， 主 要 有 两 种 要 求 ： 一 是MSCSERVER 必 须 能 控 制 远 端 MGW 因 为 MGW和 MSC SERVER 可 以 不 在 一 起 ， 甚 至 可 以在 不 同 城 市 二 是 MSC SERVER 之 间 必 须能交换信息，以便建立端到端的呼叫传 统 的 信 令 系 统 不 能 满 足 上 面 的 要 求 以 ISUP 为 例 ， 在 一 个 消 息 中 ， 总 会 有 一 个电 路 识 别 编 码 (CIC) 作 为 参 考 ， 用 来 指 示 此消 息 是 用 于 哪 一 个 物 理 信 道 如 果 传 输 和 控制 是 分 离 的 ， 呼 叫 则 独 立 于 传 输 ， ATM 或IP 没 有 指 定 信 道 ， 不 能 使 用 CIC 来 指 定 传 输信 道 。
BICC（Bearer Independent Call Control，与呼叫无关的承载控制）和MGCP（ Media Gateway Control Protrol，媒体网关控制协议）被用来完成上述的任务BICC 是用在 MSC SERVER 之间，主要用来交换呼叫建立的信息，MGCP 是用在MSC SERVER 和 MGW 之间，主要用来交换承载建立的信息如图 2 所示MSC Server GMSC ServerMGW MGWSGSN GGSNHLR SGSG无 线接 入网 络PSTNExtrenal IPNetworks基 于 电 路 交 换的 移 动 信 令 网MGCP MGCPRTPIP networkBICCMAP MAPMAP MAP信 令数 据控制，不负责承载的建立，这就需要新的信令用来分别交换控制和承载的信息信令网 《邮电规划》2003 年第 5 期36图 2 基于 IP 的内部控制信令4 信令的互通3G 网络向全 IP 网络的演进是一个循序渐进的过程未来的 3G 信令网会在较长的一段时间内，面临着基于电路交换的NO.7 信令与基于 IP 网的信令互通的问题。
在互通中使用的一个重要概念就是信令传送（SIGTRAN） SIGTRAN 是在 IP 网络中传递电路交换网（SCN）中信令协议的堆栈，它支持的标准原语接口不需要对现有的 SCN 信令应用进行任何修改，从而保证已有的 SCN 信令应用可以不必修改而直接使用信令传送利用标准的 IP 传送协议作为底层传送，并通过增加自身的功能来满足 SCN 信令传送的要求SIGTRAN 的协议体系图原则上由三个部件组成：（1）No.7 信令适配子层：支持特定的原语，例如，管理指示，这些原语是一个特定的 SCN 信令协议所必需的；（2）通用的信令传送协议－SCTP（流控传送协议） ，支持信令传送所需的通用且可靠的传送功能；（3）标准的 IP 传送协议目 前 ， SIGTRAN No.7 信 令 适 配 子 层 的具 体 实 例 有 M3UA（ MTP-3 用 户 适 配 协 议 ） 、M2UA（ MTP-2 用 户 适 配 协 议 ） 、 M2PA（ MTP-2用 户 对 等 适 配 协 议 ） 和 SUA（ SCCP 用 户 适 配协 议 ） 根 据 No.7 信 令 与 IP 互 通 时 的 不 同实 现 方 式 ， 这 些 适 配 协 议 分 别 有 不 同 的 应 用场 合 。
M2UA 为 MTP3 提 供 服 务 ， 并 使 用 SCTP 提供 的 业 务 作 为 下 层 可 靠 的 信 令 公 共 传 送 协 议 它 向 MTP3 提 供 的 业 务 与 MTP2 所 提 供 的 业 务相 同 ， 并 且 在 接 口 上 具 有 相 同 的 原 语 但 是由 于 信 令 网 关 不 包 含 MTP3 的 功 能 ， 所 以 使用 M2UA 的 SG 仅 充 当 了 一 个 No.7 信 令 链 路与 IP 连 接 之 间 的 一 个 交 叉 连 接 设 备 ， 见 图3而 MTP2 用户对等层间的适配层（M2PA）则不同，它允许在任何两个 No.7信令点间在 IP 网络上处理 MTP3 消息和提供 MTP 信令网网关功能，因此能够在 IP 网连接上提供与 MTP3 协议的无缝操作而且MTP3 层上还可以包含 SCCP 协议同样，底层使用 SCTP 提供的业务作为信令公共传送协议在这里 SP SG MSC ERV NO.7 A MTP3 2 MTP1 MTP2 2UA SCTP P1 I NO.7 AP MT3 2UA SCTP I 图 3 M2UA 的应用使用 M2PA 的信令网关完成了一个 STP 的功能，它可以被看作是一个 IP SP 和具有传统 No.7 链路 SP／STP 的组合。
使用 M2PA的信令网关应当包含 MTP3 协议，至于是否需要 SCCP 协议则是任选的此时 SG 作为一个独立的信令点存在，并且具有单独的信令点编码由以上的分析我们也可以看出，使用 M2PA 的 SG 相对于使用 M2UA 的SG 具有更强大的功能和灵活性参见图4 SP SG MSC ERV NO.7 A MTP3 2 MTP1 NO.7 AP MT3 2PA SCT IP MTP3 P2 2A SCTP MTP1 I 图 4 M2PA 的应用 《邮电规划》2003 年第 5 期 信令网37当 MSC SERVER 或 IP SCP/HLR 不包含MTP3 协议层时，就需要使用 M3UA 进行适配M3UA 和上层用户之间使用的原语同MTP3 与上层用户之间使用的原语相同，并且在底层也使用了 SCTP 所提供的服务M3UA 已经属于网络层协议，所以需要寻址功能，这通过 M3UA 中的网络地址翻译和映射功能模块来实现，而不是象 M2UA／M2PA那样仅仅进行简单的链路或接口之间的映射。
参见图 5SUA 定义了如何在两个信令端点间通过 IP来 传 送 SCCP 用 户 消 息 或 第 三 层 网 络 协 议 消息 ， 这 个 协 议 不 仅 可 通 过 SG 实 现 No.7 信 令与 IP 的 互 通 ， 还 可 以 实 现 IP 网 中 两 个 IP SP 之 间 的 互 通 所 以 在 这 四 种 适 配 协 议 中 ，SUA 协。
