（通信与信息系统专业论文）移动中继测试仪系统的实现研究.pdf

南京邮电大学硕士研究生学位 南京邮电大学 硕士学位论文摘要 学科、专业：工科通信与信息系统 分类号：t n 9 1 5 研究方向：i p 和宽带网络技术 作者：2 0 0 7 级硕士研究生许臻 指导教师：成际镇教授 题目：移动中继测试仪系统的实现研究 英文题目：r e s e a r c ho nt h er e a l i z a t i o no fm o b i l et r t m kt e s t e rs y s t e m 关键词：中继，语音，测试，p e s q k e y w o r d s ：t n m k ，v o i c e ，t e s t ，p e s q 南京邮电大学硕士研究生学位论文 摘要 摘要 传统的拨测系统对于网络的监控方法主要有设备自身的告警和性能告警两种方式，但 是设备告警和性能告警有其局限，无法监控到所有的业务故障，尤其像单通、噪声、彩铃 播放是否准确等影响业务的问题根本无从发现，而对于语音质量等因素更是没有涉及。 “移动中继测试仪系统模拟了m s c ( 移动交换中心，m o b i l es w i t c hc e n t e r ) 交换 机、短信s p ( 业务提供者，s e r v i c ep r o v i d e r ) 等设备，集多种功能于一体，通过七号 信令与低级信令转接点连接，并与长途汇接局开通直达电路，在核心网上通过对业务测试 和监测，真实地反映网络的质量情况和业务性能，加强了业务测试的自动化和规范化，从 而从提高网络运行性能、改善服务质量、降低成本等多方面为网络运营商创造价值，提高 其整体经济效益。系统不仅能直接节省人力资源，还能规范拨测的操作流程、提高发现和 处理问题的能力、提高整个通信网络的运行性能。 移动中继测试仪系统是基于计算机网络及相关通信应用技术，主要完成以下功能： l 、能生成测试路由数据：系统根据指定规则，智能生产测试路由数据，实现各个交换 机之间的迂回，实现电路测试，包括：中继录、放音功能，局间i s u p t u p 中继测试功能。 2 、准确识别语音信号：通过d t m f 实现语音信号的识别，从而实现单通、噪声、彩铃 等话音质量类的测试。 3 、可完成大量的并发测试：系统通过中继线和现网连接，没有传统拨测系统拨测终端 的限制，每分钟拨测次数可达上万次。 4 、可进行部分业务测试：如：漫游登录测试，短信业务测试功能，彩铃系统测试，智 能业务测试( 亲情号码等) 。 5 、具有语音质量评估功能：通过端到端或环回的话音质量测试，可测试语音质量，同 样可以扩展测试i p 化语音。 本文所设计的移动中继测试仪系统现已在浙江移动和江苏电信投入运行。 关键词：中继，语音，测试，p e s q a b s t r a c t t h et r a d i t i o n a lm e a s u r e m e n ts y s t e mf o rn e t w o r km o n i t o r i n gh a st w om e t h o d s ：i t s o w na l a r ma n dp e r f o r m a n c ea l a r m b u tt h e yh a v el i m i t a t i o n s ，c a nn o tm o n i t o ra l lt h e b u s i n e s sf a i l u r e s s u c ha ss i n g l e - p a s s ，n o i s e ，w h e t h e r r i n gt o n e sp l a y i s a c c u r a t e a s l ot h e yd on o tr e f e rt ov o i c eq u a li t ya n do t h e rf a c t o r s m o b il et r u n kt e s ts y s t e ms i m u l a t e sm s cs w i t c h e s ，s m ss pa n d o t h e re q u i p m e n t s i t s e t sav a r i e t yo ff u n c t i o n si no n e i tl i n k st h r o u g hn o 7s i g n a li n gt r a n s f e rp o i n t a n dt h el o w l e v e lc o n n e c t i o n i to p e n sd i r e c tc i r c u i tw i t hl o n g d i s t a n c et a n d e m c o u n c i l t h r o u g ho n l i n et e s t i n ga n dm o n i t o r i n go nt h e c o r eb u s i n e s sn e t w o r k ，i t t r u l yr e f l e c t st h eq u a l i t yo ft h en e t w o r ka n do p e r a t i o n a lp e r f o r m a n c e a n de n h a n c e s a u t o m a t i o na n ds t a n d a r d i z a t i o no f t e s t i ta l s oe n h a n c e st h e i r o v e r a l l c o s t e f f e c t i v e n e s sb yi m p r o v i n gn e t w o r kp e r f o r m a n c e ，s e r v i c eq u a l i t ya n dr e d u c i n g c o s t t h es y s t e mn o to n l ys a v e sm a n p o w e rr e s o u r c e ，b u ta l s or e g u l a t e st h eo p e r a t i o n o fd i a lt e s t i n gp r o c e s s ，i m p r o v e st h ea b i l i t yt od e t e c ta n dd e a lw i t hp r o b l e m sa n d i m p r o v e st h ee n t i r ec o m m u n i c a t i o nn e t w o r kp e r f o r m a n c e m o b il et r u n kt e s ts y s t e m i sb a s e do nc o m p u t e rn e t w o r ka n dr e l a t e d c o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y i ta c c o m p l i s h e st h ef o l l o w i n gf u n c t i o n s ： 1 i tc a ng e n e r a t et e s tr o u t i n gd a t a ：t h es y s t e mi n t e l l i g e n t l yp r o d u c e st e s t r o u ti n gd a t at oa c h i e v et h er o u n d a b o u tb e t w e e nv a r i o u ss w i t c h e sa n dc i r c u i tt e s t s u c ha st r u n kr e c o r da n di s u p t u pt r u n kt e s ta c c o r d i n gt os p e c i f i e dr u l e s 2 i ta c c u r a t e l yi d e n t i f i e st h es p e e c hs i g n a l ：i ta c h i e v e st h er e c o g n i t i o no f s p e e c hs i g n a lt oa c h i e v ev o i c eq u a l i t yt e s ts u c ha ss i n g l e p a s s ，n o i s e ，r i n gt o n e s t h r o u g hd t m f 3 i tc a nc o m p l e t eal a r g en u m b e ro fc o n c u r r e n tt e s t ：t h es y s t e mli n k st h r o u g h t h et r u n ka n dt h ec u r r e n tn e t w o r kc o n n e c t i o n w i t h o u tt e r m i n a lc o n s t r a i n t so ft h e t r a di t i o n a ls y s t e m ，t h en u m b e ro fc a l lc a na c c o u n tt ot h o u s a n d so ft i m e sp e rm i n u t e 4 i tc a np a r t l yt e s tb u s i n e s ss u c ha sr o a m i n gl o g i nt e s t ，s h o r tm e s s a g es e r v i c e v 南京邮电大学硕士研究生学位论文 a b s t r a c t - - _ _ _ - _ - _ l _ i _ _ - _ - _ _ _ _ _ - _ _ - _ _ - _ - _ - _ _ i - _ _ _ _ _ - _ i - _ - - - l _ - _ _ - _ _ _ - i _ _ _ _ _ - _ - _ - _ _ - _ - i _ - - i _ - _ - - - - - _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ - _ _ 。- _ _ 。_ _ 。- _ - _ - - - _ 。_ _ - 。_ - 。_ - - 。_ 。- _ _ - - 一 t e s t ，r i n gt o n e st e s ta n di n t e l l i g e n c es e r v i c et e s t ( k i n s h i pn u m b e r sa n ds oo n ) 5 i th a sv o i c eq u a l i t ya s s e s s m e n tf u n c t i o n ：t h r o u g ht h ep o r t t o p o r ta n d l o o p b a c kv o i c eq u a l i t yt e s t i n g ，i tc a nt e s tv o i c eq u a l i t ya n de x t e n dt h et e s to f i pv o i c e t h es y s t e mi nt h i st h e s i sh a sa l r e a d ya p p l i e dt oz h e j i a n gm o b i l ea n dj i a n g s u t e le c o m k e y w o r d s ：t r u n k ，v o i c e ，t e s t ，p e s q v i 南京邮电大学硕士研究生学位论文 目录 目录 摘要i 、， a b s t r a c t v 目录i 第一章绪论。l 1 1 应用背景l 1 2 本文研究内容l 第二章移动交换系统3 2 1 交换系统的基本特点。3 2 2 系统的结构与功能3 2 1 1 移动业务交换中心4 2 1 2 各功能单元的接口5 2 1 3 移动交换网络。6 2 2 七号信令网络l o 2 3 语音编码13 2 4 本章小结1 4 第三章移动中继测试仪系统结构设计1 5 3 1 系统结构。l 5 3 2 主要功能l 6 3 3 前后台分工。1 7 3 4 爿每章d 、结。1 9 第四章中继语音测试系统设计2 0 4 1 语音板卡。2 0 4 2 编号方案2 l 4 3 消息流程一2 3 4 4 信令流程2 6 4 5 程序结构2 7 4 6 数据结构3 l 4 7 程序框架。3 2 4 8 本章小结。3 4 第五章系统运行结果。3 5 5 1 运行环境3 5 5 2 界面图形操作3 5 5 2 i 菜单说明3 5 5 2 2 系统管理3 5 5 2 3 网络拓扑3 7 5 2 4 网络配置管理3 7 5 2 5 拨测任务管理4 1 5 3 本章小结4 6 第六章中继测试语音评估。4 7 6 1p e s q 算法简介4 8 6 2p e s q 模型小结5 l 6 3 评估结论5 2 6 4 本章小结5 3 v 南京邮电大学硕士堕壅竺兰篁堡奎 一三墨 第七章结束语5 4 7 1 课题研究总结5 4 7 2 进一步研究方向5 4 致谢， 参考文献，o v i i i 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第一章绪论 第一章绪论 1 1 应用背景 随着移动业务的发展，网络覆盖迅速扩大，用户数突飞猛进。为了提高服务质量，减 少网络故障，必须对整个通信网进行全网自动监控。 目前移动对于网络的监控方法主要有设备自身的告警和性能告警两种方式，但是设备 告警和性能告警有其局限，无法监控到所有的业务故障，尤其象单通、噪声、彩铃播放、 时延、移动漫游等是否准确等影响业务的问题根本无从发现。传统的拨测系统一般包括无 线拨测终端和中心站，实现原理非常简单，和用户持手机相互通信一样。但是该类拨测系 统在应用上有拨测终端不稳定，拨测频率不够高等问题，因此无法作为监控手段。 随着网络建设速度的不断加快以及行业网络技术的发展，传统网络维护手段已经很难 适应，传统拨测系统缺陷明显，更难以实现移动运营商打造精品网络的目标。为确保服务 质量，必须采用创新模式。 论文涉及的“移动中继测试仪系统 可以克服上述缺陷，通过多种测试方式对运营商 设备、网络、业务实施监测，从提高网络运行性能、改善服务质量、降低人力监控成本等 多方面为移动运营商创造价值。 “移动中继测试仪系统 模拟了m s c 交换机、短信s p 等设备，集多种功能于一体，通 过七号信令与低级信令转接点连接，并与长途汇接局开通直达电路，在核心网上通过对业 务测试和监测，真实地反映网络的质量情况和业务性能，加强了业务测试的自动化和规范 化，从而从提高网络运行性能、改善服务质量、降低成本等多方面为网络运营商创造价值， 提高其整体经济效益。系统不仅能直接节省人力资源，还能规范拨测的操作流程、提高发 现和处理问题的能力、提高整个通信网络的运行性能。 1 2 本文研究内容 本文结合横向科研项目( 编号：0 8 外3 3 ) 研究移动中继测试仪系统的实现，论文分 析了移动交换系统，研究了移动网络，七号信令，语音编码等基础知识，提出了中继测试 仪系统的总体结构设计、信令控制流程、选路编号计划等，并编程实现了部分功能，对系 统接收的语音质量进行了评估，系统运行良好。共分为七章。本章是概述，其他章节安排 1 南京邮电大学硕士研究生学位论文第一章绪论 如下： 第二章介绍移动交换系统，其中主要介绍了移动交换系统的基本原理，移动交换网 络，七号信令和语音编码。 第三章提出移动中继测试仪系统结构设计，主要包括系统结构，主要功能和前后台 分工。 第四章进行了中继语音测试系统设计，包括：基本的语音板卡，编号计划，信令流 程，数据结构和程序结构等。 第五章展示系统运行结果，包括运行环境和界面图形操作。 第六章进行了中继测试语音评估，包括算法简介和评估结论。 第七章对全文工作进行概括和总结，对下一步工作进行展望。 第二章移动交换系统 第二章移动交换系统 2 1 交换系统的基本特点 g s m ( 全球通，g l o b a ls y s t e mf o rm o b i l ec o m m u n i c a t i o n s ) 数字蜂窝移动通信系统 ( 简称g s m 系统) 是完全依据欧洲通信标准化委员会( e t s i ：e u r o p e a nt e l e c o m m u n i c a t i o n s s t a n d a r d si n s t i t u t e ) 制定的g s m 技术规范研制而成的，任何一家厂商提供的g s m 数字 蜂窝移动通信系统都必须符合g s m 技术规范。n 2 1 g s m 系统作为一种开放式结构和面向未来设计的系统具有下列主要特点： ( 1 ) g s m 系统是由几个子系统组成的，并且可与各种公用通信网p s t n ( 公共交换电话 网络，p u b l i cs w i t c h e dt e l e p h o n en e t w o r k ) 、i s d n ( 综合业务数字网，i n t e g r a t e ds e r v i c e d i g i t a ln e t w o r k ) 、p d n ( 公用数据网，p u b l i cd a t an e t w o r k ) 等互连互通。各子系统 之间或各子系统与各种公用通信网之间都明确和详细定义了标准化接口规范，保证任何厂 商提供的g s m 系统或子系统能互连。 ( 2 ) g s m 系统能提供穿过国际边界的自动漫游功能，对于全部g s m 移动用户都可进入 g s m 系统而与国别无关。 ( 3 ) g s m 系统除了可以开放话音业务，还可以开放各种承载业务、补充业务和与i s d n 相关的业务。 ( 4 ) g s m 系统具有加密和鉴权功能，能确保用户保密和网络安全。 ( 5 ) g s m 系统具有灵活和方便的组网结构，频率重复利用率高，移动业务交换机的话 务承载能力一般都很强，保证在话音和数据通信两个方面都能满足用户对大容量、高密度 业务的要求。 ( 6 ) g s m 系统抗干扰能力强，覆盖区域内的通信质量高。 ( 7 ) 用户终端设备( 手持机和车载机) 随着大规模集成电路技术的进一步发展能向更 小型、轻巧和增强功能趋势发展。m 2 2 系统的结构与功能 g s m 系统的典型结构如图2 1 所示。由图可见，g s m 系统是由若干个子系统或功能实 3 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二覃移动交换系统 体组成。其中基站子系统( b s s ：b a s es t a t i o ns u b s y s t e m ) 在移动台( m s ：m o b i l es t a t i o n ) 和网络子系统( n s s - n e t w o r ks u b s y s t e m ) 之间提供和管理传输通路，特别是包括了m s 与g s m 系统的功能实体之间的无线接口管理。n s s 必须管理通信业务，保证m s 与相关的 公用通信网或与其它m s 之间建立通信，也就是说n s s 不直接与m s 互通，b s s 也不直接与 公用通信网互通。m s 、b s s 和n s s 组成g s m 系统的实体部分。操作支持子系统 ( o s s ：o p e r a t i o ns u p p o r ts u b s y s t e m ) 则提供运营部门一种手段来控制和维护这些实际 运行部分。旧 由 广。一。一。一。一一一。 ：o s s ： l i l i o s s ：操作支持子系统b s s ：基站子系统n s s ：网路子系统 n m c ：网路管理中心d p p s ：数据后处理系统s e m c ：安全性管理中心 p c s ：用户识别卡个人化中心o m c ：操作维护中心m s c ：移动业务交换中心 v l r ：来访用户位置寄存器h l r ：归属用户位置寄存器a u c ：鉴权中心 e i r ：移动设备识别寄存器b s c ：基站控制器b t s 基站收发信台 p d n ：公用数据网p s t n ：公用电话网i s d n ：综合业务数字网 m s ：移动台 图2 1g s m 系统结构 2 1 1 移动业务交换中心 ( i ) m s c 是整个网络的核心，完成最基本的网络功能，协调与控制整个g s m 网络中b s s 、 南京邮电大学硕士研究生学位论文 o s s 的各个功能实体。 第二章移动交换系统 ( 2 ) 接口管理，实现各种相应的管理功能，提供与p s t n 、i s d n 、p s p d n 、p l m n 的接口。 ( 3 ) 支持一系列电信业务、承载业务和补充业务。 ( 4 ) 支持查询、切换、位置更新网络功能。 ( 5 ) 支持路由选择功能。 ( 6 ) 计费数据的采集和传送。 2 1 2 各功能单元的接口 移动交换系统内部接口如图2 2 。 毋 e 。接 口 图2 2 内部接口 张 礴 蕊 _ 。 静 j j 誊 奄 嚣 j：艘、 镪。 穆 ， l 、a 接口 a 接口定义为网络子系统( n s s ) 与基站子系统( b s s ) 间的通信接口，用于传递移动 台管理、基站管理、移动性管理、接续管理信息等。 2 、b 接口 b 接口定义为访问用户寄存器( v l r ：v i s i t o rl o c a t i o nr e g i s t e r ) 与移动业务交换中 气 堕塞墅皇奎堂堡主堕垄竺兰堡丝奎苎三兰整垫奎垫墨竺 心( m s c ) 之间的内部接口，用于移动业务交换中心( m s c ) 向访问用户寄存器( v l r ) 询问有关 移动台( m s ) 当前位置信息或通知访问用户寄存器( v l r ) 有关移动台( m s ) 的位置更新信息 等。 3 、c 接口 c 接口定义为归属用户寄存器( h l r ：h o m el o c a t i o nr e g i s t e r ) 与移动业务交换中心 ( m s c ) 之间的接口，用于传递路由选择和管理信息。在建立一个至移动用户的呼叫时，移 动业务交换中心( m s c ) 应向被叫用户所在的归属位置寄存器( h l r ) 询问被叫移动台的漫游 号码。 4 、d 接口 d 接口定义为归属用户位置寄存器( h l r ) 与访问用户位置寄存器( v l r ) 之间的接口，用 于交换有关移动台位置和用户管理的信息，为移动用户提供的主要服务是保证移动台在整 个服务区内能建立和接收呼叫。 5 、e 接口 e 接口定义为控制相邻区域的不同移动业务交换中心( m s c ) 之间的接口。当移动台( m s ) 在一个呼叫进行过程中，从一个移动业务交换中心( m s c ) 控制的区域移动到相邻的另一个 移动业务交换中心( m s c ) 的控制区时，为不中断通信需完成越区信道切换过程，此接口用 于切换过程中交换有关切换信息以启动和完成切换。 6 、f 接口 f 接口定义为移动业务交换中心( m s c ) 与移动设备识别寄存器( e i r ) 之间的接口，用于 交换相关的国际移动设备识别码管理信息。 7 、g 接口 g 接口定义为访问用户位置寄存器( v l r ) 之间的接口。当采用临时移动用户识别码 ( t m s i ：t e m p o r a r ym o b i l es u b s c r i b e ri d e n t i t y ) 时，此接口用于向分配此t m s i 的访问用 户位置寄存器( v l r ) 询问有关此移动用户的国际移动用户识别码( i m s i ：i n t e r n a t i o n a l m o b il es u b s c r i b e ri d e n t i t y ) 的信息。m 2 1 3 移动交换网络 南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章移动交换系统 g s m 移动通信网的组织情况视不同国家地区而定，地域大国家可以分为三级( 第一级 为大区( 或省级) 汇接局，第二级为省级( 地区) 汇接局，第三级为各基本业务区的m s c ) ， 中小型国家可以分为两级( 一级为汇接中心，另级为各基本业务区的m s c ) 或无级。下 面以中国的g s m 组网情况作介绍。 2 1 3 1 全国数字公用陆地蜂窝移动通信网络结构 我国数字公用陆地蜂窝移动通信网采用三级组网结构。在各省或大区设有两个一级移 动汇接中心，通常为单独设置的移动业务汇接中心，它们以网状方式相连；每个省内至少 应设有两个以上的二级移动汇接中心，并把它们置于省内主要城市，并以网状方式相连， 同时它还应与相应的两个一级移动汇接中心连接。如图2 3 所示。 国际局 p s t n i p l m n i p s t n c 1 图2 3 全国数字蜂窝p l m n 的网络结构及其与p s t n 连接的示意图 假设每个用户忙时话务量为0 0 3 e r l ，长途约占总业务量的1 0 ，其中省内长途约占 8 0 。中继负荷等于用户数0 0 3 e r l x 8 0 n 一2 0 e r l ，用户分布在各m s c 中( 包括汇接m s c ) ， 省际间业务量较小，它等于总用户数x 0 0 3 x 2 ，若采用网状，就难以达到每条链路2 0 e r l 标准，因此考虑增加大区级汇接中心，采用单星形结构。这样比较经济。表2 1 给出了 用户数与局数的对应关系。 南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章移动交换系统 表2 1 用户容量与局数 局数n 51 01 5 省内用户数 4 7 万8 3 万1 2 5 万 2 1 3 2 省内数字公用陆地蜂窝移动通信网络结构 在中国，省内数字公用陆地蜂窝移动通信网由省内的各移动业务本地网构成，省内设 有若干个二级移动业务汇接中心( 或称为省级汇接中心) 。二级汇接中心可以只作汇接中 心，或者既作端局又作汇接中心的移动业务交换中心。二级汇接中心可以只设基站接口和 v l r ，因此它不带用户。 省内数字公用陆地蜂窝移动通信网中的每一个移动端局，至少应与省内两个二级汇接 中心相连，也就是说，本地移动交换中心和二级移动汇接中心以星型网连接，同时省内的 二级汇接中心之间为网状连接，如图2 4 所示。 图2 4 省内数字公用蜂窝移动通信网的网络结构 2 1 3 3 移动业务本地网的网络结构 在中国，全国划分为若干个移动业务本地网，原则上长途编号区为一位、二位、三位 的地区可建立移动业务本地网，它可归属于某长途编号区为一位、二位、三位地区的移动 业务本地网。每个移动业务本地网中应相应设立h l r ，必要时可增设h l r ，用于存储归属 该移动业务本地网的所有用户的有关数据。 每个移动业务本地网中可设一个或若干个移动业务交换中心m s c ( 移动端局) 。 在移动业务本地网中，每个m s c 与局所在本地的长途局相连，并与局所在地的市话汇 接局相连。在长途局多局制地区，m s c 应与该地区的高一级长途局相连。如没有市话汇接 r 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二章移动交换系统 局的地区，可与本地市话端局相连，如图2 5 所示。 图2 5 移动业务本地网由几个长途编号组成的示意图 由于移动网和固定网完全独立，在两网之间设有网关局。一个移动业务本地网可只设 一个移动交换中心局m s c ；当用户多达相当数量时也可设多个m s c ，各m s c 间以高效直达 路由相连，形成网状网结构，。移动交换局通过网关局接入到固定网，同时它至少还应和省 内两个二级移动汇接中心连接，当业务量比较大的时候，它还可直接与一级移动汇接中心 相连，这时，二级移动汇接中心汇接省内移动业务，一级移动汇接中心汇接省级移动业务。 典型的移动本地网组网方式如图2 6 所示。阿 r 刁g wkg 1，q m s c 扣 冷 笋 母ik 司i n l s 靴g wl! g w g m s c f - j i _ j p s t n 本地p l m n p l m n 长途网 图2 6 移动本地网组网图( m s c 较少) 根据各地方不同情况，移动本地网还有其他组网方式： 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二章移动交换系统 p l m n 长途网 本地p l m n 外地p l m n 图2 7 移动本地网组网图( 本地未建m s c ) 图2 8 移动本地网组网图( 大规模组网) 2 2 七号信令网络 我国n o 7 信令网由高级信令转接点( h s t p ：h i g hs i g n a l i n gt r a n s f e rp o i n t ) 、低级 信令转接点( l s t p ：l o ws i g n a l i n gt r a n s f e rp o i n t ) 和信令点( s p ：s i g n a l i n gp o i n t ) 三级 组成。 第一级h s t p 采用a 、b 两个平面，平面内各个h s t p 网状相连，在a 和b 平面内成对 的h s t p 相连。第二级l s t p 至少要分别连至a ，b 平面内成对的h s t p ，每个s p 至少连至 南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章移动交换系统 两个s t p ( h s t p 或l s t p ) 。图2 9 示出了我国三级信令网的结构。 图2 9 信令网结构图 在各直辖市、省和自治区分别设主信令区，一个主信令区一般只设置一对h s t p ，为 了保证不致因自然灾害使配对的两个h s t p 同时瘫痪，在安全可靠的前提下，该两个h s t p 间应有一定的距离。一般一个地区或一个地级市为一个分信令区。一个分信令区通常只设 置一对l s t p 。 第一级h s t p 负责转接它所汇接的第二级l s t p 和第三级s p 的信令消息。h s t p 应尽量 采用独立方式的信令转接点设备。它必须具有n 0 7 信令系统中消息传递部分的功能，以 完成电话网、电路交换的数据网和i s d n 的电路接续有关的信令消息的传送，同时，如果 在电话网、i s d n 中开放智能网业务、移动通信业务和传送各种信令网管理信息，该信令 转接点还应具有信令连接控制部分的功能，以传送各种与电路无关的数据信息，若该信令 点要执行信令网运行、维护管理程序，那么还应具有事务处理能力应用和运行管理应用部 分的功能。 第二级l s t p 负责转接它所汇接的第三级s p 的信令消息。l s t p 可以采用独立型的信 令转接点设备，也可以采用与交换局( s p ) 合设在一起的综合式的信令转接点设备。采用独 立型信令转接点设备时的要求同h s t p ，采用综合型信令转接点设备时，除了必须满足独 立式信令转接点的功能外。s p 部分还应满足电话用户部分的全部功能。 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第二苹移动交抉系统 第三级s p 是信令网传送各种信令消息的源点或目的地点，它应满足部分m t p 功能及 相应的用户部分功能。d 妇 按照i t u tn o 7 信令系统的基本结构，整个系统划分为消息传递部分( m t p ：m e s s a g e t r a n s f e rp a r t ) 、信令连接控制部分( s c c p ：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 ) 、电 话用户部分( t u p ：t e l e p h o n eu s e rp a r t ) 、i s d n 用户部分( i s u p ：i s d nu s e rp a r t ) 、事务 处理能力部分( t c a p ：t r a n s a c t i o nc a p a b i l i t i e sa p p l i c a t i o np a r t ) 等部分，为适用业 务发展的需要，增加了移动应用部分( m a p ：m o b i l ea p p l i c a t i o np a r t ) 、b s s 应用部分 ( b s s a p ：b s sa p p l i c a t i o np a r t ) 等协议，其信令模式如图2 1 0 所示。嘲 0 m a p 脚忙l i s u pt u p - i ，胜用j l 云 lll t c a p ；i 6 表示层 ；i - 5 会话层i s p l ；i - 4 传输层 ；i o 网络层 s c c p l 3 i m t p - 3 馐2 数据链路层l 2m 眦 i i - 1 物理层 l lm t 卜l 图2 1 0 七号信令系统与o s i 模型对照关系图 七号信令系统目前分为四级，m t p ，s c c p 为三级，分别对应o s i ( 开放式系统互联，o p e n s y s t e mi n t e r c o n n e c t i o n ) 模型中的物理层、数据链路层和网络层；各个应用实体为第四 级中并行的功能单元，对应o s i 模型中的应用层；图中虚框所示的i s p ( 中间服务部 分，i n t e r m e d i a t es e r v i c ep a r t ) 对应于o s i 的第4 6 层，目前尚未定义。在z x c l o m s c v l r 系统，n o 7 信号方式按规程划分为以下几个功能块：m t p 消息传递部分、t u p 电话用户部 分、i s u pi s d n 用户部分、s c c p 信号连接控制部分、t c a p 事务处理能力应用部分、t m 转 换层( 属于m a p 层) 、m a p 移动应用部分、b s s a p 应用部分。 1 、t u p 部分 t u p 部分属于n o 7 第七层功能，主要实现p s t n 有关电话呼叫建立和释放，同时又支 堕室堕皇查堂堡圭堡塞竺堂篁丝壅墨三垩堡垫奎壅至丝 持电话用户的补充业务，如： ( 1 ) 呼叫前转类业务：c f u ，c f d ，c f b ，c f n a 。 ( 2 ) 主叫用户识别类业务：c n i p ，c n i r 。 ( 3 ) 呼叫完成类业务：c w 。 ( 4 ) 多方通话类业务：c c ，3 w a y 。 ( 5 ) 语音邮箱。 2 、i s u p 部分 i s u p 部分支持i s d n 环境中提供话音和非话音业务功能，i s u p 与t u p 最大不同是释放 方式，t u p 为主控释放，而i s u p 为互不控制方式。 ( 1 ) 基本承载业务，即以电话交换控制为基础的业务，将标准6 4 k b s 接续作为标准 接续形式，也可提供n x 6 4 k b s 接续业务。同时i s u p 可以与数字用户d 信道配合满足i s o n 业务要求。 ( 2 ) i s d n 补充业务，号码识别类：如d d i ，m s n ，c l i p ，c l i r ，c o l p ，c o l r ；呼叫发起 类：如c t ，c f b ，c f n r ，c f u ，c f n r c ，l h ；呼叫完成类：如c w ，h o l d ；多方通信补充业务： 如c o n f ，3 w a y 。 ( 3 ) i s u p 选路条件要有三个：被叫号码，接续类型，网络信令能力。嗍 2 3 语音编码 语音编码技术通常分为三类t 波形编码、参量编码和混合编码。 什么样的语音编码技术适用于数字蜂窝移动通信，主要取决于无线移动信号的条件。 由于频率资源十分有限，所以要求编码信号的速率较低，由于移动信号的传播条件恶劣， 因而编码算法应有较好的抗误码能力。另外，从用户的角度出发，还应有较好的语音质量 和较短的延迟。归纳起来，移动通信对数字语音编码的要求如下：速率较低，纯编码速 率应低于1 6 k b i t s ；在一定编码速率下音质应尽可能高：编码时延应较短，控制在 几十毫秒以内；在强噪声环境中，算法应具有较好的抗误码性能，以保持较好的话音质 量；算法复杂程度适中，易于大规模集成。 妻室墅皇查兰堡主堕壅竺堂垡笙奎蔓三兰整垫銮垫墨丝 ( 1 ) 波形编码。波形编码是将时间域信号直接转换为数字代码，力图使重建语音波形 保持原语音信号的波形形状。波形编码的基本原理是在时间轴上对模拟语音按一定的速率 抽样，然后将幅度样本分层量化，并用代码表示。解码是其反过程，将收到的数字序列经 过解码和滤波恢复成模拟信号。它具有适应能力强、语音质量好等优点，但所用的编码速 率高，在对信号带宽要求不太严格的通信中得到应用，而对频率资源相对紧张的移动通信 来说，这种编码方式显然不合适。 ( 2 ) 参量编码。参量编码又称为声源编码，是将源信号在频率域或其它正交变换域提 取特征参量，并将其变换成数字代码进行传输。解码为其反过程，将收到的数字序列经变 换恢复特征参量，再根据特征参量重建语音信号。具体说，参量编码是通过对语音信号特 征参数的提取和编码，力图使重建语音信号具有很高的可靠性。但重建信号的波形同原语 音信号的波形可能会有相当大的差别。这种编码技术可实现低速率语音编码，比特率可压 缩到2 k b i t s - 4 8 k b i t s ，甚至更低，但语音质量只能达到中等，特别是自然度较低，连 熟人都不一定能听出讲话人是谁。所以在数字蜂窝移动通信系统中已基本不再使用单一的 参量编码。 ( 3 ) 混合编码。混合编码是把参数编码和波形编码结合起来的编码方法。一般来说， 混合编码吸收了波形编码和参数编码两者的优点，在编码信号速率和语音质量两方面都比 较好。数字蜂窝移动通信系统中，使用的语音编码即使均采用混合编码，然而由于采用的 激励方法不同，则构成了不同的编码方案。n 铂 2 4 本章小结 本章介绍了移动交换系统，主要是了解交换系统的基本组成，各个功能单元接口和移 动交换网络的组成( 主要是g s m 的网络结构) ，中继测试仪主要是测试移动交换网络的