（应用数学专业论文）cdma移动智能网的业务、状态模型与信令流程仿真.pdf

北京邮电大学硕士学位论文 c d m a 移动智能网的业务、状态模型与信令流程仿真 摘要 随着移动通信的迅猛发展和市场竞争日益集中于业务竞争和服 务竞争，能够快速、灵活地提供移动智能新业务的移动智能网技术在 国际电信领域得到了广泛关注和迅速发展。由于移动通信网中终端用 户的移动性，使得移动智能网业务的执行和管理比固定智能网中的业 务更为复杂。在i t u t 的智能网标准i nc s 一1 阶段尚没有涉及对移 动智能网中提供智能业务的支持，在c s 一2 阶段给出了有关个人移动 性和终端移动性的一些属性，对移动性业务的全面支持的研究则在 c s 一3 、c s 一4 阶段中进行。为适应移动通信市场对移动智能业务的迫 切需求，e t s i 、a n s i 等标准化组织分别推出了针对g s m 及c d m a 网络 的移动智能网标准c a m e l ( c u s t o m i z e da p p l i c a t i o nf o rm o b i l e n e t w o r ke n h a n c e dl o g i c ) 和w i n ( w i r e l e s si n t e l l i g e n tn e t w o r k ) 规范，并随移动通信系统向2 5 g 、3 g 的演进不断进行规范的演进。 目前国际上在线的商用移动智能网系统大部分都是遵循这两种规范 建设的。随着移动通信网从基于电路交换的第二代移动通信系统( 包 括g s m 、窄带c d m a ) 向基于分组交换的第三代移动通信系统的演进， 移动通信网提供的业务也从传统的语音业务向数据业务扩展。这不但 为移动智能网的发展提供了更为广泛的基础，也对基于语音业务的传 统移动智能网技术提出了挑战。同时，p s t n 、移动网、i n t e r n e t 等 各类网络融合的趋势和下一代网络( n g n ) 技术的发展也对移动智能 网的体系结构和业务提供方式的演进方向产生了巨大的影响。 移动智能网是从固定智能网的基础上演变而来的，而智能网的基 础就是七号信令网。本文按照由低层到高层的原则，首先详细介绍了 七号信令的系统结构，各种信号单元格式，消息传递部分，信令连接 控制部分，事务处理能力应用部分，移动应用部分等部分的消息，消 息格式和信号流程。接着本文对智能网的原理、标准、概念模型以及 体系结构作了综合的论述。在此基础上，引入了移动智能网的概念并 且详细分析了当前移动智能网的发展情况、各种协议标准、关键技术、 体系结构、协议接口及信令流程，并且重点对c d m a 移动智能网标 北京邮电大学硕士学位论文 准协议w i n 的业务、信令流程、状态作了仔细分析与仿真测试。文 章最后对我国移动智能网的应用和发展进行了总结，介绍了移动智能 网的最新标准演进情况，综述了移动智能网研究的关键技术和发展趋 势，对近期的热点移动智能业务进行了概况介绍。 关键词七号信令信号连接控制部分智能网移动智能网w i n 北京邮电大学硕士学位论文 t h es e r v i c e 、s t a t em o d e la n ds i g n a l i n g s i m u l a t i o no fc d m am o b l ei n a b s t r a c t n o w a d a y s i nc o m m u n i c a t i o n f i e l d ，t h em o b i l eo p e r a t o r sp u to u tn e w o p e r a t i o nt o a l l u r eu s e r si no r d e rt od o m i n a t ei nt h ef u r yc o m p e t i t i o n s u s i n gm o b i l ein t e l l i g e n tne t w o r kt e c h n o l o g y , th eo p e r a t o r sc a n p u to u t v a r i o u sn e wc o n v e n i e n tb u s i n e s se c o n o m i c a l l y a se v e r y o n ek n o w s ，t h e m o b i l ei n t e l l i g e n tn e t w o r k d e v e l o p sf r o mt h er e g u l a ri n t e l l i g e n tn e t w o r k w h o s ef o u n d a t i o ni st h en o7s i g n a l i n gs y s t e m a c c o r d i n gt h ep r i n c i p l e f r o ml o wl e v e lt os e n i o r l e v e l ，a t f i r s tt h ea r t i c l ei n t r o d u c e st h e a r c h i t e c t u r eo fn o7s i g n a l i n gs y s t e m ，t h es i g n a lu n i tf o r m a t ，m e s s a g e t r a n s f e r p a r t ，s i g n a l i n g c o n n e c t i o nc o n t r o l p a r t ，t r a n s a c t i o n c a p a b i l i t i e sa p p l i c a t i o np a r ta n dm o b i l ea p p l i c a t i o np a r t a sf o l l o w i n g ， t h i sa r t i c l em a k e sa ni n t e g r a t e di n t r o d u c t i o nt oi n sm a i n p r i n c i p l e s 、 s t a n d a r d 、c o n c e p tm o d e la n da r c h i t e c t u r e o nt h e b a s i so ft h i s ，i t i n t r o d u c e st h ec o n c e p t so fm o b i l ei n t e l l i g e n tn e t w o r ka n da n a l y z e si n d e t a i lt h e d e v e l o p m e n t s ，s t a n d a r d s ，a r c h i t e c t u r e ，p r o t o c o l i n t e r f a c eo f m o b i l ei n a n di tp a y s e m p h a s e s o nt h ea n a l y s i sa n ds i m u l a t i o no fw i n s s e r v i c ea n d s i g n a l i n g f o l l o w a tl a s tt h ea r t i c l es u m m a r i z e dt h e a p p l i c a t i o na n dd e v e l o p m e n to ft h em o b i l ei n t e l l i g e n tn e t w o r ko fo u r c o u n t r y , i n t r o d u c e dt h en e w e s ts t a n d a r dg r a d u a lp r o g r e s ss i t u a t i o no ft h e m o b i l e i n t e l l i g e n tn e t w o r k ，s u m m a r i z e d t h e k e yt e c h n o l o g y a n d d e v e l o p m e n t t r e n do f s t u d y i n gi nt h em o b i l ei n t e l l i g e n tn e t w o r k o f s u r v e y , a n dm o v e dt h ei n t e l l i g e n tb u s i n e s sa n di n t r o d u c e d g e n e r a ls i t u a t i o nt ot h e n e a rf o c u s k e yw o r d sn o 7 s i g n a l i n gs y s t e m s c c p i n t e l l i g e n tn e t w o r k m o b i l ei n t e l l i g e n tn e t w o r kw i r e l e s si n y 5 8 s 4 4 0 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论 本人签名： 处，本人承担一切相关责任。 日期： 型! 丝! 哮 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位 本人签名： 导师签名： 适用本授权书。 日期：丝2 之色里生 日期：2 球壁 f 趟2 肇 翟 北京邮电大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 移动智能网的发展现状及研究意义 移动智能网是智能网技术在移动通信网中的应用。随着移动通信的迅猛发展 和市场竞争日益集中于业务竞争和服务竞争，能够快速、灵活地提供移动智能新 业务的移动智能网技术在国际电信领域得到了广泛关注和迅速发展。由于移动通 信网中终端用户的移动性，使得移动智能网业务的执行和管理比固定智能网中的 业务更为复杂。在i t u t 的智能网标准i nc s 一1 阶段尚没有涉及对移动智能网 中提供智能业务的支持，在c s 一2 阶段给出了有关个人移动性和终端移动性的一 些属性，对移动性业务的全面支持的研究则在c s 一3 、c s - 4 阶段中进行。为适应 移动通信市场对移动智能业务的迫切需求，e t s i 、a n s i 等标准化组织分别推出 了针对g s m 及c d m a 网络的移动智能网标准c a m e l ( c u s t o m i z e da p p l i c a t i o n f o rm o b i l en e t w o r ke n h a n c e dl o g i c ) 和w i n ( w i r e l e s si n t e l l i g e n tn e t w o r k ) 规范，并随移动通信系统向2 5 g 、3 g 的演进不断进行规范的演进。目前国际上 在线的商用移动智能网系统大部分都是遵循这两种规范建设的。 近年来，移动智能网技术在全球范围内得到了广泛的应用。仅以预付费业务 ( 移动智能网提供的一种业务) 为例，全世界预付费用户数在2 0 0 0 年就超过了 移动用户总数的3 0 ，亚太地区2 0 0 1 年新增移动电话用户中的预付费用户 数更是占到了7 6 2 。在我国，正式的移动智能网建设始于1 9 9 9 年。经过三年 多的发展，己取得巨大的成功。截止到2 0 0 2 年底，随着中国移动用户总数超过 2 亿，中国移动智能网用户数也已达到全部移动用户数的5 6 。在中国移动智能 网的应用过程中，对移动智能网技术进行了有力的增强和扩充，提供了多种适合 中国国情的新业务。移动智能网技术在中国移动智能网建设中的应用已达到国际 领先水平。 随着移动通信网从基于电路交换的第二代移动通信系统( 包括g s m 、窄带 c o m a ) 向基于分组交换的第三代移动通信系统的演进，移动通信网提供的业务也 从传统的语音业务向数据业务扩展。这不但为移动智能网的发展提供了更为广泛 北京邮电大学硕士学位论文 的基础，也对基于语音业务的传统移动智能网技术提出了挑战。同时，p s t n 、移 动网、i n t e r n e t 等各类网络融合的趋势和下一代网络( n g n ) 技术的发展也对移 动智能网的体系结构和业务提供方式的演进方向产生了巨大的影响。 g s m 移动智能网运营的巨大成功无疑为运营商在商用尚不足1 年的c d m a 网 络上建设移动智能网系统提供了强大动力。中国c d m a 移动智能网建设将遵循w i n 最新阶段规范预付费( p p c ) 阶段及w i np h a s ei i 阶段规范进行，目前已推 出了虚拟专用网业务，已于2 0 0 3 年中期推出预付费业务。由于w i n 规范是基于 i t u ti nc s 一2 阶段的，因此其业务提供能力强于基于i nc s l 阶段的c a m e l 2 。 这既是在e d e m a 移动智能网建设中应充分利用的优势，也必然促进基于i nc s 一2 阶段的c a m e l 3 规范在g s m 网络中的应用。 1 2 论文的组织结构 论文主要研究了移动智能网的特点与业务流程，各章结构安排如下： 第一章主要介绍了移动智能网的发展现状及研究意义 第二章主要介绍了七号信令的系统结构，消息传递部分，信令连接控制部 分，事务处理能力应用部分，移动应用部分等部分的消息，消息格式和信号流 程。 第三章主要为智能网的基本原理， 及体系结构。 第四章引入了移动智能网的概念， 协议接口及信令流程。 包括智能网的原理、标准、概念模型以 各种协议标准、关键技术、体系结构、 第五章是自己关于移动智能网w i n 的业务、状态模型与信令流程所作的方 针研究工作。 第六章对我国移动智能网的应用和发展进行了总结，介绍了移动智能网的 最新标准演进情况；综述了移动智能网研究的关键技术和发展趋势；对近期的热 点移动智能业务进行了概况介绍。 2 北京邮电大学硕士学位论文 第二章七号信令简述 n o 7 信令方式的功能结构如图2 一l 所示。由图2 一l 可见，n o 7 信令系统从 功能上可以分为公用的消息传递部分( m t p ) 和适合不同用户的独立的用户部分 ( u p ) 。消息传递部分的功能是作为一个公共传递系统，在相对应的两个用户部 分之间可靠地传递信令消息。 卜。用户部分( u p ) 卜_ +第4 绂 f ”应用部分( a p ) o m a p m a p li s u p r c a ph h 一 j 基重堕旦垂堂r _ e 塑二= ! 。- - - - 1 一_ 1 h 消息传递部分( m t p ) + _ - 一第3 级l + 一第2 级+ i + 信夸消息 处理 一卜一i ：! h i ：整h i ：鲨 、。一一 信令网功能 图2 - 1n o 7 信令方式的功能结构能力 用户部分则是使用消息传递部分传送能力的功能实体。目前c c i t t 建议使用 的用户部分主要有；电话用户部分( t u p ) 、数据用户部分( d u p ) 、综合业务数字 网用户部分( i s u p ) 、信令连接控制部分( s c c p ) 、移动通信用户部分( m a p ) 、事 务处理能力应用部分( t c a p ) 、操作维护管理部分( 0 m a p ) 及信令网维护管理部 分。每个用户部分都包含其特有的用户功能或与其有关的功能。在采用多个用户 部分的系统中，消息传递部分为各个用户部分所公用。因此，在组织一个信令系 统时，消息传递部分是必不可少的，而用户部分则可根据实际需要选择。 园l 塞 北京邮电大学硕士学位论文 2 1 消息传递部分m t p 2 1 1 消息传递部分的功能结构 消息传递部分由三个功能级组成，即：信令数据链路级、信令链路功能级、 信令网功能级。其功能结构如图2 2 所示。 信令网功能 挡自 i 用户部分1l 一一信令消息处理卜 0j+ 信麓叫l 信麓刊 i 一。1 i 一 用户部分2 u l 信令网管理 控制 图2 - 2 消息传递部分功能结构 信令网功能级按功能划分为信令消息处理和信令网管理两部分，如图2 - 3 所示。 第4 缎第3 级消息传递部分第2 级 出 入 一。土。一 i 一一一一一苎堡竺! j ：t 盲垒d 萱墨 习信令路由管理厂f = = ：= ；爿信奇链路管理f ! 二 _ i - 牛 l 圈中：信令消息流 一一一指示和控制 图2 3 信令网功能级的功能结构 2 1 2 信令消息处理部分的功能结构 信令消息处理部分的主要功能是保证在一个信令点的用户部分发生的信令 消息传递到由这个用户部分指明的目的地的相同用户部分。为使信令网完成上述 4 北京邮电大学硕士学位论文 传递，信令消息处理部分从功能上进一步分为消息路由、消息识别和消息分配三 种功能。 消息识别、消息分配和消息路由功能三者之间的关系如图2 - 4 所示。 去矬1 圈乍哥 来自第塑兰堋斗一 来自第二级 击往第二级 图2 4 消息识别、消息路由和消息分配间的关系示意图 2 1 3 信令网管理功能 信令网管理部分的主要功能是在信令网故障时提供的信令网重组结构能力。 其中也包括启用和定位新的信令链路。随着信令网的扩大及信令链路负荷的增 加，信令网可能出现拥塞，因此信令网管理功能中也包括控制拥塞的功能。信令 网管理功能为信令业务管理、信令链路管理和信令路由管理三部分。在信令网的 运行中，当信令链路或信令转接点发生故障时，或去某信令点的信令业务发生拥 塞时，必须采取一些网络调度、管理措施，以保证信令网的正常工作。这些网 络的调度、管理措施，称为网络的重组结构能力。这种能力是由信令网管理功 能提供的，包括信令业务管理、信令链路管理、信令路由管理的全部功能和程序。 在信令网中，信令网管理消息由信令单元中的业务信息八位位组( s 1 0 ) 的 业务指示语比特s i = 0 0 0 0 识别。作为消息信令单元的一种，信令网管理消息的 信令信息由s i f 字段传递，其结构如图2 5 所示。 l l l 管理信息h ih qs l c l o p cd p c i l 首先发 8 n44442 4 1 42 4 1 4 ( n 0 ) 图2 - 5 信令网管理消息的一般格式 2 2 信令连接控制部分s o o p 送的比特 北京邮电大学硕士学位论文 2 2 1 概述 信令连接控制部分( s i g n a l i n gc o n n e c t i o nc o n t r o lp a r t ) 简称为s c c p 。 在n o 7 信令方式的分层结构中，它是用户部分之一，属第四功能组，同时为m t p 提供附加功能，以便通过n o 7 信令网在电信网的交换局和专用中心之间传递电 路相关和非电路相关的信息和其它类型的信息，建立无连接或面向连接的业务， 构成o s l 分层模型中的第三层( 网络层) 。 2 2 2s c c p 的消息 s c c p 消息是n o 7 信令方式的一种消息信令单元( m s u ) ，它的消息内容位于 m s u 的信令信息字段( s i f ) 中。它通过m s u 的业务信息八位位组( s 1 0 ) 中的业 务表示语s i = 0 0 1 1 来标识是s c c p 的消息，如图2 - 6 所示。 6 北京邮电大学硕士学位论文 76-10比特 一 l d p c 0 o o o oo0 0 ： o p c b i bb s n s l s f i bf s n l 。 消息类型 于业务字段s i 指示语：长度固定的必备参数a ： ：车 毒长度固定的必备参数b 荟： 长度固定的必备参数b 指向参数m l _ 一 _- ，：，、一 指向参数p s i f指向任选参数起始位 e 参数m 长度 ： 参数m ： ：， ： 参数p 长度l ： 参数p c k m 1 参数x 的长度 毫 参数x 丰 o1lllll0 t十 lj 参数z 的编码 参数z 的长度 ： 参数z 一 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 3s c c p 业务 1 ) 无连接业务 图2 - 6s c c p 消息格式 s c c p 能使业务用户在事先不建立信令连接的情况下，使用s c c p 和m t p 的路由功能， 直接在n o 7 信令网中传递数据。因此s c c p 每传送一次无连接业务的数据，都必须由s c c p 的路由功能来选取路由。按照m t p 提供的顺序控制机理，有两种不用建立连接就可传递数 据的协议。 7 北京邮电大学硕士学位论文 a 基本无连接类( 协议类别0 ) s c c p 在消息的路由标记中可随机地插入s l s 码或根据信令网中适当的负载 分担原则插入s l s 码，因此消息的传递是相互独立的，可能不按顺序到达目的地。 b 有序的无连接类 s c c p 把要求按序传递的消息在消息路由标记中分配相同的s l s 码，这样m t p 保证( 以很高的概率) 包含相同信令链路选择( s l s ) 码的消息按顺序传递。 下面举例说明无连接业务的信令程序。 ( a ) 根据d p c - - s s n 寻址的示例 图2 7 是根据d p c - - s s n 寻址来传递无连接业务数据的信令程序。 节点a 厂 用户a用户a 节点b 厂、 用户b用户b 图2 7 传递数据的信令程序 图2 - 7 中的用户实际是s c c p 的个子系统，它可能是i s u p ，也可能是m a p 等，子系统和s c c p 分别属于信令节点中的两个功能层，因此用户和s c c p 之间交 换信息是通过原语进行的，用双虚线来表示，而两个信令点的s c c p 间交换信息 是通过消息传递完成，用单实线来表示。 用户a 向s c c p 发出原语n - u n i t d a t a 请求，来请求无连接业务的数据传递， n - n u i t d a t a 请求原语中包括以下参数： 被叫地址 d p c = b s s n = 用户b 没有g t 主叫地址 d p c = a s s n = 用户a 没有g t 顺序控制顺序 返回选择错误返回 8 北京邮电大学硕士学位论文 用户数据 s p a 接到原语后，检查s c c p 路由控制数据，若为s p b 的d p c 和s s n 都可用 时，就发送u d t 消息的目的地，s p b 接收到u d t 后，向用户b 发出原语n - u n i t d a t a 指示，把用户数据传给用户b 。 ( b ) 根据g t 寻址的示例 图2 8 是根据g t 寻址来传送无连接业务数据的信令程序示例。 节点b 厂_ 节点c r _ 一、 一 ， n u n i td t a u d tu d t n u n i td ：i a 请求 请求 图2 - 8 传送数据的信令程序 图2 8 中，用户b 向s c c p 发出原语n - u n i t d a t a 请求，来请求无连接业务的 数据传送，n - u n i t d a t a 请求原语中包括以下参数： 被叫地址g t 隐含着d p c = c s s n = 用户c 主叫地址p c = b s s n = 有户b 顺序控制顺序 返回选择错误返回 用户数据 s p b 收到上述原语后，经分析确定被叫地址为g t 后，就发送如图2 l o 所示 的u d t 消息到s t pa ，以在s t pa 完成对g t 的翻译功能。当s t pa 接收到u d t 消息后，s c c p 的路由功能把被叫地址中的g t 翻译成下面参数： dpc=c s s n = 用户c 根据d p c + s s n 完成寻址。 s t pa 若经检查s pc 的d p c 和s s n 可用时，则s c c p 向目的地s p c 发出u d z 消息。s pc 接收到u d t 后，向用户c 发出原语n - u n i t d a t a 指示，把用户数据传 给用户c 。 9 北京邮电大学硕士学位论文 2 ) 面向连接业务 用户在传递信令信息之前，s c c p 必须向被叫端发送连接请求( c r ) 消息， 确定这个连接所经路由、传送业务的类别( 协议类别2 或3 ) 及传送为数据的数 量等，一旦被叫用户同意，主叫端接收到被叫端发来的连接确认( c c ) 消息后， 就表明连接已经建立成功，用户在传递数据时就不必再由s c c p 的路由功能选取 路由，而通过建立的信令连接传送数据。在数据传送结束后，释放信令连接。面 向连接有两种传送数据的协议。 第一种是基本面向连接类( 协议类别2 ) 。 在协议类别2 中，通过建立信令连接，保证在起源节点s c c p 的用户与目的 地节点s c c p 的用户之间双向传递数据。同一信令关系可复用很多信令连接。属 于某信令连接的消息包含相同的s l s 值，以保证消息按顺序传送。 第二种是流量控制面向连接类( 协议类别3 ) 在协议类别3 中，除具有协议类别2 的特性外，还可以进行流量控制和传递 加速数据。此外，还具有检测消息丢失和序号错误能力。 下面是面向连接的信令连接信令程序示例。 一个信令连接可由一个或多个连接段构成，在中间节点s c c p 的路由功能决 定信令连接是否由一个或多个连接段实现，下面用二个连接段的信令连接来说 明用户建立信令连接的过程。 ( a ) 用户a 要与用户b 建立信令连接，用户a ( 主叫用户) 向s c c p 发出 原语n - c o n n e c t 请求，请求去被叫地址( 用户b ) 的信令连接。 ( b ) s c c p 接收到n - c o n n e c t 请求后，确定是否有可利用的资源，如果有可 利用的资源，则s c c p 就采取以下行动：为连接段分配起源本地参考和s l s ，并 建立被叫地址与连接段的对应关系，确定协议类别和信用量，然后将c r 消息选 取路由向前传递。 ( c ) 当中间节点接收以c r 消息后，s c c p 的路由功能和鉴别功能确定被叫 用户地址不是本地s c c p 用户，并要求在此建立连接段，然后中间节点再确定是 否有建立连接段的资源可利用? 如果在节点有资源可利用，则s c c p 采取以下行 动：将收到的起源本地参考和s l s 分配给输入连接段，并为输出连接段选择本地 参考和s l s ，同时建立输入和输出连接段间的对应关系，确定提出的协议类别和 信用量。将c r 消息转发到路由功能继续传送，但不改变c r 消息的寻址内容。 ( d ) 当目的地的s c c p 收到c r ，s c c p 的路由功能和鉴别功能确定被叫地址是 本地用户时，目的地确定是否有建立连接段的资源可利用? 如果节点有可利用的 资源，则完成以下行动：将收到的起源本地参考和s l s 分配给输入连接段( 中间 节点到目的地间的连接段) ，并确定协议类别和信用量，节点利用n - c o n n e c t 指 1 0 北京邮电大学硕士学位论文 示原语通知用户b 请求建立连接。 ( e ) 用户b 接到n - - c o n n e c t 指示原语，如果同意建立连接，向s c c p 发出n - - c o n n e c t 响应原语。 ( f ) s c c p 接收到n - - c o n n e c t 响应原语，完成以下行动：分配协议类别和信 用量，并确定输入连接段的本地参考，利用s c c p 路由功能把c c 消息传送到连接 段的起源点。 ( g ) 中间节点收到c c 消息，将收到的c c 中的起源本地参考分配给输出连接 段，并确定协议类别和信用量，为对应的输入连接段确定本地参考，利用s c c p 路由功能将c c 传递到对应输入连接段的起源点。 ( h ) 起源节点a 收到c c ，将完成以下行动：分配协议类别和信用量，将收 到的c c 中的起源本地参考分配给输出连接段，向用户a 发送n - - c o n n e c t 指示原 语，通知用户a 信令连接建立成功。 当信令连接建立成功后，用户就可根据建立的信令连接传送数据，数据传送 结束后，释放信令连接。图2 - 9 为建立成功协议类别2 的信令连接后，传送数据 和释放连接的信令程序示例。 节点a节点b 厂一、厂i 、 蘑：i 篓矛t悟兰兰兰兰j 三竺： l 兰l 兰降婺圣曼囊引 图2 - 9 数据传递和释放连接程序 2 3 事务处理能力t c a p 事务处理能力是指为各种应用和网络业务之间提供一系列的通信能力。它为 大量分散在电信网中的交换机和特种服务中心的应用提供与具体应用无关的功 能和规程。t c a p 采用s c c p 支持的编址方式，基于s c c p 面向连接和无连接业务。 t c a p 过程分为成分子层过程和事务处理子层过程，如图2 一1 0 所示。 北京邮电大学硕士学位论文 2 3 1 成份子层 一一 ! t c 用户 l成份子层 l i 事务处理子层 s c c p 田2 - 1 0t c 的结构 成份子层包括成份和对话两部分。 1 ) 成份 所谓成份就是用来传送执行一个操作的请求或应答的方式。操作是指t c 用 户的某个特定应用需要远端同层实体执行的一个动作。一个操作由调用i d 识别。 操作( i n v o k e ) 共分四类： 2 ) 对话 t c 用户之间连续地交换成份就构成了一个对话。成份是靠对话运载到远端 相应的t c 用户部分。成份子层提供对话功能，允许几个对话在两个给定的t c 用户之间同时进行。对话分结构化对话和非结构化对话。非结构对话( t cu n i ) 发送不期待回答的成份。结构化对话由开始、继续、结束几个过程组成，每一个 对话由一个对话i d 唯一识别。 2 3 2t c a p 消息格式简介 t c a p 消息为s c c p 用户数据，消息由信息元素构成，每一个元素具有相同的 结构，由三个字段组成，如图2 - 1 1 所示。 标记( h a g ) 长度( 1 e n g t h ) 内容 ( c o n t e n t s ) 标记 长度 内容 图2 - 1 1t c a p 消息结构 北京邮电大学硕士学位论文 ( a ) 标记 用来区分类型并负责解释内容。标记由类别，格式及标记码组成，它的长度 为一个或多个八位位组，如图2 1 2 所示。 图2 1 2 标记的构成 ( b ) 长度 是指内容的长度。长度分短、长、不定格式三种。在不定格式中用个特定 的原语( 标记是e c o = o ；长度= o ：内容缺省) 表示内容结束。 ( c ) 内容 内容可以是一个值，与标记和长度组成原语，也可以是一个或多个信息元与 标记和长度组成构成语。内容是按标记来解释的。 北京邮电大学硕士学位论文 3 1 智能网概述 3 1 1 智能网的产生背景 第三章智能网原理 随着社会的进步和全球经济的发展，传统电话、业务已经不能满足人们的需 求，人们对通信能力的要求越来越高，并希望电信网能为用户提供更多、更方便 的新业务，如手机的预付费业务、固定电话的被叫集中付费业务、记帐卡业务等。 在智能网出现以前，开发这类新业务的方法是：每增加一种新业务，都需要 对网络中所有交换机进行软硬件的升级。由于交换机数量庞大，这样做不但工作 量巨大、涉及面广、而且成本十分高昂。在我国由于网上运行的交换机是“七国 八制”型号各异，通过这种方式要在全网开通同一业务实际上是不可行的。 随着这种新业务的需求越来越多、业务客户化需求越来越明显、业务生成要 求越来越快，寻求一种统一的并且能够保护网络上现有交换设备投资的解决方 案，成为了智能网概念产生的重要驱动因素。 1 9 8 1 年，美国a t & t 公司将用户数据集中存放在网络交换机以外的网络数据 库中，以支持被叫集中付费业务和记帐卡业务，这实现方法为智能网概念奠定 了基础。1 9 8 4 年b e l i c o r e 在其i n i 建议中正式提出了智能网一词，并提出了 智能业务与基本业务控制相分离的概念。此后，b e l l c o r e 制定了关于智能网的 一系列计划，使得智能网思想逐渐成熟。 智能网的基本思想是实现传统交换机的交换功能与业务控制功能相分离，在 整个交换网上设置一些新的功能部件，原有交换机仅完成基本的电话接续功能， 所有新业务的提供和控制由这些功能部件协同原有交换机共同完成。这样网络可 以在不做软硬件变动的情况下快速、灵活、方便地实现各种新的电信新业务。由 于智能网能够使用户可以方便灵活的达到通信的目的，因此在许多经济发达国家 得到飞速的发展。我国也在大力发展智能业务，目前已经建成了全球最大的移动 智能网中国移动通信公司的“神卅i 行”智能网和全球最大的固定智能网 广东电信智能网，提供2 0 0 卡号业务等多种业务。 1 4 北京邮电大学硕士学位论文 随着i n t e r n e t 和数据通信的兴起，智能网也渗透到如何解决数据业务领域 已能提供宽带接入等相关数据业务的解决方案。 3 1 2 智能的概念和特点 智能网( i n ：i n t e l l i g e n tn e t w o r k ) 是1 9 9 2 由c c i t t 制定的标准化的一个 名词，实际上是以计算机和数据库为核心的一个业务平台，i t u 称其为体系 ( a r c h i t e c t u r a l ) 。 智能网能够快速、方便、经济、灵活、有效地生成和实现各种新业务，其目 标是为所有的通信网络服务，包括现有的电话网( p s t n ) 、综合数字业务网( i s d n ) 、 移动通信网( g s m ，c d m a 等) 、宽带综合数字业务网( b i s d n ) 、因特网( i n t e r n e t ) 等。通常将叠加在p s t n i s d n 网上的智能网系统称为固定智能网；叠加在移动通 信网基础上的智能网系统称为移动智能网；叠加在b - i s d n 宽带网上的智能网系 统称为宽带智能网。 智能网本身是独立于具体业务的，这是智能网区别于其他专用业务平台的主 要特征。尽管智能网不涉及业务内容及其标准化，但它可以定义和标准化将业务 引入网络的方式。因此在提到智能网业务时，实质上是指“基于智能网的业务” 或“智能网支持的业务”。 目前使用较多的智能网业务包括记帐卡业务( 包括2 0 0 号业务、3 0 0 号业务 等) 、“神州行”预付费业务等。 智能网的基本思想是：交换机仅完成最基本的接续功能，雨所有增值业务的 形成均由另一个附加网络智能层( 智能网) 来完成，即“业务和交换分离”， 如图3 - 1 所示。 信 图3 - i 智能网的层次结构 北京邮电大学硕士学位论文 3 2 智能网概念模型 为了对智能网有完整的了解，我们利用智能网的概念模型i n c m ( i n t e l l i g e n tn e t w o r kc o n c e p tm o d e l ) 来描述智能网体系，如图3 2 所示。 s i b ；业务独立构件 p e ：物理实体 i f ：信息流 p o r ：返回点 f e a ：功能实体动作 s f ：业务特征 p ：协议 一- ：指示语 f e ：功能实体 e f ：单元功能 p o i ：起始点 b c p ：基本呼叫处理s i b 图3 - 2 智能网概念模型i n c m i n c m 由四个平面组成，每一个平面均概括地表达了由i n 所形成的网络在不 同平面所提供的能力，即从业务平面、总功能平面、分布功能平面及物理平面对 i n 进行了描述。 3 2 1 业务平面 业务平面( s p ：s e r v i c ep l a n e ) 从业务用户和业务提供者的角度出发，是 面向业务的视图。业务平面反映了智能网可以向用户提供的业务。每一种业务均 由业务特征( s f ：s e r v i c ef e a t u r e ) 组成。在i n 的业务平面中把业务细分成业 务特征的方法是一种模块化和重用化的考虑。一种业务可以只具有一个业务特 征，也可以具有几个业务特征；不同的业务可以具有相同的业务特征。 在业务平面中，最小的业务单位就是单个的业务特征。如呼叫前转，既是一 个业务特征，也可以作为一种业务。在作为业务特征时，可以为其他业务所拥有。 如f p h 业务、v p n 业务等都具备呼叫前转这个业务特征。 1 6 北京邮电大学硕士学位论文 3 2 2 总功能平面 总功能平面( g f p ：g l o b a l f u n c t i o n a lp l a n e ) 主要面向业务设计者。在这 个平面上，我们把智能网看作是一个整体，即对业务交换点、业务控制点、智能 外设等功能部件不加区分，而是把它们合起来作为一个整体来考虑其功能。 总功能平面反映了智能网所具有的整体功能。它包括的功能有：基本呼叫处 理部分b c p ( b a s i cc a l lp r o c e s s i n g ) 、业务独立构件s i b ( s e r v i c ei n d e p e n d e n t b u i l d i n gb l o c k ) 、b c p 和s i b 之间的起始点p o i ( p o i n to fi n i t i a t i o n ) 与返 回点p o r ( p o i n to fr e t u r n ) 。在业务平面中的一个业务特征需要总功能平面上 的几个s i b 来实现。 i t u - t 在这个平面上定义了一些标准的可重用功能块，称为“与业务无关的 构成块”，也即业务独立构件( s i b ) 。每个业务独立构件都具有定义好的输入和 输出接口，可以完成某个标准的网络功能。目前，i t u t 在这个平面上共定义了 1 4 个s i b 。 利用这些标准的可重用s i b ，我们可以象搭积木一样搭配出不同的业务特 征，再配以适当的参数就构成了不同的业务。将s i b 组合在一起所形成的s i b 链接关系就称为该业务的总业务逻辑( g s l ，g l o b a ls e r v i c el o g i c ) 。有了新 的业务需求时，业务设计者只需描述出一个业务需要用到哪些s i b ，这些s i b 之间的先后顺序，每个s i b 的输入、输出参数等即完成了一个业务的设计。这使 得业务的设计既标准又快速灵活，为迅速设计和开发新业务提供了一个良好的环 境。 3 2 3 分布功能平面 在总功能平面中，智能网被视为一个整体，所定义的每个s i b 都完成某种独 立的功能，但并不关心这种功能具体是由哪部分智能网设备来实现的。分布功能 平面( d f p ：d i s t r i b u t i o nf u n c t i o n a lp l a n e ) 则对智能网的各种功能加以划分， 从网络设计者的角度来描述智能网的功能结构。 分布功能平面由一组被称为功能实体的软件单元所构成。每个功能实体完成 智能网的一部分特定功能，如呼叫控制功能、业务控制功能等等。各个功能实体 之间采用标准信息流进行联系。所在这些标准信息流的集合就构成了智能网的应 用程序接口协议。这些信息流将采用7 信令中的 c a p 协议进行传输。 在t e l l i n 体系中，分布功能平面包含的功能实体有9 种：呼叫控制接入功 能c c a f 、呼叫控制功能c c f 、业务交换功能s s f 、业务控制功能s c f 、业务数据 功能s d f 、专用资源功能s r f 、业务管理功能s m f 、业务管理接入功能s m a f 及业 北京邮电大学硕士学位论文 务生成环境功能s c e f 。 图3 - 3 中椭圆形表示的就是一个功能实体f e ( f u n c t i o n a le n t i t y ) 。功能 实体间的连线表示这两个功能实体间的关系，其相互间的通信是通过信息流来实 现的。每一对有通信关系的功能实体间的关系均用一组信息流来规定。 c c a f ：呼叫控制接入功能 s c e f ：业务生成环境功能 s m a f ：业务管理接入功能 c c f ： 呼叫控制功能s s f ：业务交换功能 s c f ：业务控制功能s d f ：业务数据功能 s m f ：业务管理功能s r f ：特殊资源功能 图3 - 3 智能网分布功能平面模型 每一个功能实体只提供一个业务所要求的总的功能群中的一个子群。一个 或多个功能实体可位于同一个物理实体中，比如s s p 中可含有s s f 功能实体，也 可含有c c f 功能实体，若需要的话，还可包含s r f 功能实体；另一方面，不同的 功能实体包含不同的功能，也可包括一个或多个相同的功能。但是一个功能实体 不能分割在两个物理实体上。 3 2 4 物理平面 物理实体是从网络实施的角度来考虑的。它表明了分布功能平面中的功能实 体可以在哪些物理实体中实现。在智能网的分布功能平面中提出的功能将在物理 平面( p p ：p h y s i c a lp l a n e ) 中的各个物理实体中实施。 物理平面由多个物理实体以及这些