（计算机科学与技术专业论文）信令中继方式下号码携带系统的研究与实现.pdf

一 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。 本人承担一切相关责任。 日期：翻! ：么：么里 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：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 墅逡 日期：之之查12 ：里 导师签名： 日期：里孕舍1 霉二 r ，_一0lr， 、 吐 l ，1一 信令中继方式下号码携带系统的研究与实现 摘要 号码携带系统主要是为了提供这样一种服务，用户可以随意更换 手机服务的运营商，但是原拥有的手机号码不用改变。对于运营商内 部的从2 g 到3 g 的携号转网可以通过自身的升级实现，本课题主要 解决不同运营商之间的携号转网，从而达到真正意义上的号码携带。 国际上已经实施号码携带的国家，其解决方案主要有两个种：一 个是基于固网的号码携带；另一个是基于移动网的号码携带。由于固 网电信用户不断向移动方向发展的趋势，所以实施移动号码携带更具 可行性和实用价值。 在本文中，首先通过对国际上主流的解决方案进行调研和研究， 分析各自的优缺点，并结合我国电信业的具体国情，决定选取基于信 令中继的移动号码解决方案。在信令中继方式的基础上，本文提出了 s c c p m a p s r f 的移动号码携带解决方案以及系统的总体架构，完 成了信令中继转发功能模块和m s c h l i l r 模拟器的开发。在整个架构 的设计中，通过引入一个n p h l r 设备来实现与携带相关的业务，主 要分为s r f 信令中转模块和处理短信模块，其它的为n p d b 相关配 套功能模块。s s 7 信令的传输，基于未来核心网i p 化的趋势，改变 了以前纯粹基于t d m 网络的传输方式，通过引入s i g t r a n 协议栈，使 得s s 7 信令在i p 网络上传输。另一个论文主要创新和改进地方为： 在s c c p 层即拦截信令消息，通过在此层的消息处理，判断用户是否 发生携带业务，从而提高了信令中转的效率。 最后根据中国移动和中国联通的号码携带测试规范，对所实现的 功能进行了测试，性能作了相应的优化，完成了实验和测试的目标。 关键词：s r f 、n p h l r 、n p m s c 、号码携带 r e s e a r c ha n dr e a l i z a t l 0 no fm o b i l e n u m b e rp o r i ：a bi l i t yb a s eo ns i 己f a bs t r a c t t h em o b i l en u m b e rp o r t a b i l i t ys y s t e mp r o v i d e sas e r v i c e w h i c h s u b s c r i b e r sc a nc h a n g et h e i rs e r v i c ep r o v i d e ra n dd on o th a v et oc h a n g e t h e i rm o b i l ep h o n en u m b e r s a c c o r d i n gt om eh i s t o r yo ft h em n pa n dm n pf o r3 g p p t h e r ea r e t w os o l u t i o n s ，t h eo n ei sb a s e do nt h ep s t 】n ，t h eo t h e ro n ei sb a s e do nt h e m o b i l en e t w o r k r e g a r d i n g t h e r a p i dd e v e l o p m e n t o fm o b i l e t e l e c o m m u n i c a t i o n t h ei m p l e m e n t a t i o no f m o b i l en u m b e rp o r t a b i l i t yh a s m o r ev a l u et h a nt h es o l u t i o nb a s e do np s t n f i r s to fa 1 1 t h em a i ns o l u t i o na b o u tt h em n pi nt h ew o 订dc u r r e n t l y h a v eb e e nd o n ei nt h i sp a p e r r e g a r d i n gt h es p e c i f i cc o n d i t i o n so f c h i n e s et e l c o m m u n i c a t i o n w ed e c i d e dt oc h o o s e 也es o l u t i o nb a s eo n t h es r f ( s i g n a l i n gr e l a yf u n c a t i o n ) i np r e s e n t ，o u rs o l u t i o ni sf o rt h e g s mn e t w o r k t h eb i gd i f f e r e n c eb e t w e e nt h eg s mn e t w o r ka n dt h e c d m an e t w o r ki nt h em n ps y s t e r ni st h ef o r m a to f s i g n a l i n g t h ei s s u e c a nb es o l v e db ys o m ei m p r o v e m e n tw h i l eh a n d i n gt h es i g n a l i n g t h e s e c o n dt h i n g t h ea u t h o rp r o p o s e das c c p m a p s r fs o l u t i o na n d d e s i g n e dt h es y s t e mt oa c h i e v et h eg o a l a n dt h e n ，t h i sp a p e rd e s c r i b e d t h ei m p l e m e n t a t i o ni nd e t a i l ，s u c ha st h em o d u l e so ft h es y s t e m , t h e p r o c e s s e so ft h es i g n a l i n g d u r i n gt h es r fm o d u l e 。t h es i g n a i n gc a nb e h a n d l e di nt h es c c pl a y e ro fs s 7s t a c k t h a n k st ot h en p d b t h es r f m o d u l ec a nd e c i d et h es i g n a l i n gr o u t i n g b e c a u s eo ft h ec o r en e t w o r k w i l lb eb a s e do nt h ei pn e t w o r kt o t a l l yi nf u t u r e t h e i n ps y s t e mu s e d t h es i g t r a ns t a c ks ot h a tt h es i g n a l i n gc a nb et r a n s f e r e do ni pn e t w o r k f i n a l l y , a c c o d i n gt ot h er e q u i r e m e n t sb yc h i n am o b i l ea n dc h i n a u n i c o m ，w et e s t e dt h es y s t e ma n dt h ef u n c t i o n a l i t i e so ft h es y s t e mh a v e b e e nv e r i f i e dw e l la t1 a s t k e yw o r d ：s r f 、n p h l r 、n p m s c 、脚 i i i 目录 第一章绪论1 1 1 研究背景1 1 2 研究内容2 1 3 论文结构和主要内容2 第二章号码携带方案的甄选5 2 1 号码携带的基本概念5 2 2 号码携带的技术实现方案比较7 2 2 1 基于传统交换局的功能实现号码携带业务7 2 2 2 基于智能网方式的号码携带解决方案9 2 2 3 基于信令中继方式的号码携带解决方案1 1 2 3 改进的信令中继的解决方案1 2 2 3 1 基于s t p s r f 的解决方案1 3 2 3 2 基于m a p s r f 的解决方案。1 4 2 4 基于s c c p m a p s r f 的解决方案16 第三章信令中继解决方案的总体设计1 9 3 1 系统总体架构1 9 3 2 协议栈一2 l 3 3 硬件结构2 2 3 4 冗余方案2 3 3 5 地址分配2 4 3 6 平台搭建2 4 3 6 1 如何实现地址分配中的要求2 4 3 6 2 模拟器m s c 和h l r 的配置3 0 3 6 3 平台的物理组成3 3 第四章信令中继解决方案的业务处理流程3 5 4 1 呼叫相关及即时查询的流程3 5 4 1 1s r i 路由查询消息3 5 4 1 2a t i 即时查询消息3 7 4 1 3 被叫用户为第三方携带用户或者为外网未携带用户一3 8 4 2 模拟位置更新与取消3 9 4 2 1 模拟位置更新3 9 4 2 2 模拟位置取消4 1 4 3p s i 请求处理流程4 2 4 4 携出用户短信处理流程4 3 4 4 1 短信转发，n p m s c 接收到s m g 的短信回执4 3 4 4 2 短信转发，n p m s c 等待s m g 短信回执超时4 4 4 4 3n p m s c 在转发短信息时，没有查到用户的携出数据4 4 4 5p u r g e 信令处理4 5 4 6 信令版本协商4 5 4 7 移动性管理信令业务4 6 4 8 其它m a p 信令消息4 7 第五章模块及功能实现4 9 5 1 数据同步模块及n p d b 5 0 5 1 1 数据字典5 1 5 2s k f 模块及m a p n p 模块6 1 5 2 1 开发环境简介6 2 5 2 2 技术实现注意事项6 2 5 2 3s r f 与m a p n p 模块过程设计图6 9 5 3 模拟器m s c h l r 模块7 5 5 3 1 需求说明7 5 5 3 2 设计说明一7 5 5 4n p v l r 模块和n p m s c 模块7 7 5 4 1 发送u p d a t e l o c a t i o n 给现有h l r 7 8 5 4 2 接收并响应来自h l r 的p r n 7 8 5 4 3 接收并响应来自h l r 的p s l 7 8 5 4 4 接收并响应来自h l r 的m a p r e s e t 7 8 5 4 5 接收并响应来自h l r 的m a pi n s e r ts u b s c r i b e rd a t 7 9 5 4 6 接收并响应来自h l r 的m a pc a n c e ll o c a t i o n 7 9 5 4 7 向短信网关转发短信。j ：7 9 5 4 8 接收短信网关返回的状态报告，回送给短信中心s m s c 8 0 5 4 9n p v l r 和n p m s c 处理流程8 0 第六章实验测试数据8 3 6 1 实验数据8 3 6 2 常见错误分析及解决8 4 6 2 1 链路的建立8 4 6 2 2s c c p 层路由错误8 5 6 2 3 信令构造错误。8 5 6 3 实验结论8 6 第七章总结及展望8 9 7 1 工作总结8 9 7 2 下一步的工作8 9 7 3 研究生期间的学习情况总结8 9 参考文献9 1 缩略语9 3 致谢一9 5 攻读学位期间发表的学术论文目录9 7 北京邮电大学工学硕士论文信令中继方式下号码携带系统的研究与实现 1 1 研究背景 第一章绪论 近年，我国电信网络发展迅速，取得了巨大成就，综合通信能力明显增强。 3 g 牌照的发放和3 g 网络的建设，我国移动通信领域的基础建设将进入一个高 速增长期。移动通信的服务质量、服务内容、服务类型等都将有大幅度的扩展和 提高，也将引发更加激烈的市场竞争。 “号码可携带”是电信运营商对电信用户联合提供的一项服务，即当电信用户 从一个服务网络变更到另一个服务网络时，仍保留原有的电话号码，并不会因此 影响服务质量。到目前为止，世界上的很多发达国家和地区都相继提供了或即将 提供号码可携带服务。总体看来，提供号码可携带服务是世界电信业发展的必然 趋势，已被实践证明是具有巨大效益尤其是社会效益的服务。移动号码可携带服 务的引入，必将有利于促进市场竞争以及移动通信产业的发展，并产生巨大的社 会效益。 现在各个运营商3 g 牌照已经发放完毕，客户从2 g 网络到3 g 网络的转换 可以通过自身的系统升级来实现，不用换号即能实现本运营商内的携号转网。主 要采取以下两种方式：一、将全网2 g h l r 升级为3 g h l r 。对开放3 g 业务的所 有h l r 设备升级，使其支持与g s m 网m s c v l r 和r 9 9 网络m s c v l r 之间 m a p 消息的互通，且2 g 和3 g 用户的用户信息存储在同一套h l r 设备中。此 方案的优点是：保护现网设备投资，平滑升级；2 g 网元不需要修改信令路由数 据；可方便的实现号码携带等。缺点是：若需要升级的h l r 数量比较多则初期 投资相对较大；随着用户数量的增加，将给h l r 的容量造成压力等。二、采用 网关位置寄存器g l r 方式。提出g l r 的初衷是减少v p l m n 和h p l m n 之间的 用户数据管理的信令流量。采用本方案后，用户数据同时存在于2 g 的h l r 和 3 g 的h l r 中，2 gh l r 中只存放2 g 相关的业务数据，3 g 的h l r 存放 2 g 3 g 相关的业务数据，3 gh l r 中的用户2 g 相关的业务数据和2 gh l r 中 的保持同步。此方案的优点是：不需要进行信令路由数据的调整。缺点是：用户 数据同时存在于2 个h l r 中，用户数据的维护很困难；2 g h l r 的软件也需要升 级，才能满足各种业务处理的要求；增加了h l r 中业务处理的复杂度，业务实 现的细节需要仔细论证。故而此方案应适合在3 g 网络建设初期作为号码携带 a 产 ； ， ， i _ ；产 北京邮电大学工学硕士论文信令中继方式下号码携带系统的研究与实现 的过渡方案。 但是，运营商之间的号码携带上面的方案却无法实现，这正是本文研究的意 义。从各国推出的移动号码携带政策的经验看，政策的实施有两个显著易懂的特 征，并在移动通信产业重组完成后已经具备。目前，工信部对于天津、海南试点 的工作已经开展，故而对于如何在技术上实现号码携带业务就显得更加迫切。 1 2 研究内容 基于以上的研究背景，本文的研究工作就是通过对国际上移动号码解决方案 进行比较和分析。并且根据工信部现阶段实施号码携带工作的总体原n - 对现网 改造代价最小，在实施过程中对已有的网络影响降到最低，移动网问号码携带必 需支持目前已经在移动网上开通的语音业务、短消息业务和多媒体消息业务。提 出可行的技术解决方案，并实现。 在论文工作阶段，根据调研的结果和联通、移动的号码携带测试规范和需求 说明给出了我们的移动号码携带解决方案，总体架构并具体代码实现。其中本人 主要完成信令中继转发功能模块和m s c l h l r 的模拟器的开发工作。通过调研发 现之前已经有人在m a p 层做了些实验，但是在s s 7 第7 层进行处理效率要低于 在第4 层s c c p 层的处理，故而本人在此基础上进行重新设计，提高了转发效率， 并且为了适应核心网的口化，我们的解决方案也采取了s i g t r a n 协议栈，实现信 令在p 网上传输的目的。 模拟器m s c i - i l r 作为验证各功能模块的重要工具，必需完成各部分的信令 消息的模拟，并且要能够提供压力测试，测试号码携带设备的性能。 1 3 论文结构和主要内容 本文首先对国际上的号码携带方案进行调研，作出分析比较选择我们的号码 携带解决方案。然后根据信令中继的解决方案和联通移动的测试方案进行整体设 计和实现，为了适应未来核心网的全口化和提高信令中转的效率，在s c c p 层即 对消息进行拦截处理，如果发生号码携带或携入本网的用户，则直接将其转发给 n p h l r ( 专门用来存储携带用户的数据) 。如果携带到第三方，则会构造相应的 m a p 消息，使得信令能够路由到正确的运营商中。对于号码携带中的相关业务流 程所涉及到得信令消息，在本文中会给出说明。最后，对各个功能模块及实现进 行介绍，并结合测试数据分析实验结果和下一步工作的设想。 2 北京邮电大学工学硕士论文 信令中继方式下号码携带系统的研究与实现 论文除了绪论和总结展望外，其他章节的主要内容简介如下： 号码携带方案的甄选( 第二章) 在本章中，首先介绍号码携带的相关基本概念，然后将对国际上已经实施的 和已有的号码携带方案进行简单介绍，并分析各自的优缺点，最后确定本文所采 用的信令中继的解决方案并进行详细描述。 信令中继解决方案的总体设计( 第三章) 在本章中，作者将给出基于信令中继的移动号码解决方案的整体设计架构 图，并对其中涉及到的协议栈、和后期的硬件结构和冗余方案也给出了设想。接 下来，为了完成这一整体架构，在实验测试阶段的平台搭建和各个信令网元的地 址分配方案也一并作了详细介绍。 信令中继解决方案的业务处理流程( 第四章) 在本章中，作者会对涉及到移动号码携带系统中所需要处理的信令业务流程 进行介绍。在所处理的信令消息中，主要可以分为三大类：第一类是呼叫相关及 即时查询的信令消息；第二类是模拟位置更新和取消的信令消息；第三类是关于 携带用户短信的信令消息。通过对这三类信令消息的介绍，读者将对整个号码携 带系统所要处理的信令消息有一个总体的印象。 各模块及功能实现( 第五章) 在本章中，作者会对基于信令中继的解决方案的具体实现给出说明。在本设 计中，移动号码携带系统主要分为五个大的模块： 1 数据同步模块及n p d b ，提供携带用户的携带信息。 2 s r f 模块及m a p n p ，主要解决信令的中继转发工作，并对于携带 出第三方的用户构造新的响应消息。 3 模拟器m s c h l r ，主要是提供一个实验模拟的网元对开发的系统 进行测试，同时对开发系统的性能也要提供压力测试。 4 n p v l r 模块，主要是协同n p h l r 进行携带用户的模拟位置更新和 取消的信令交互工作，使数据保持最新。 5 n p m s c 模块，主要是对来自短信网关的短信消息进行处理并记录 短信状态报告。 夺实验测试数据( 第六章) 在本章中，作者通过对各部分功能模块进行测试，结合测试数据判断信令消 息是否j 下确。并对测试模块进行相应的修改。 3 j 北京邮电大学工学硕士论文信令中继方式下号码携带系统的研究与实现 第二章号码携带方案的甄选 本章中首先介绍移动号码携带系统中涉及到的基本概念，从而对于整个系统 建立一个初步的概念模型。接着对国际上的号码携带解决方案进行分析比较，为 最终作者使用的解决方案提供证据，并综合我国的电信国情提出基于信令中继的 号码携带解决方案。 2 1 号码携带的基本概念 本文中的号码携带主要是针对于g s m 网络的移动号码携带，由于现在移动 用户的与日剧增，所以固话的号码携带价值就没有移动号码携带所产生的价值 大。而在移动网络中，目前的c d m a 网络，只是对于信令的格式不同，但是总 体的解决思想和方案却大同小异。签于此，本文的目标定位在g s m 网络中运营 商之间的移动号码携带的解决方案。 号码携带是这样一种服务：手机用户可以在保留自己手机号的前提下，自由 更换提供服务的运营商，在这个过程中只需要换一个s i m u i m 卡，而号码资源可 以继续使用。通过号码携带将促进运营商不断的改进服务质量，推动业务朝着多 样化、差异化的方向发展，促进新技术、新业务的应用。引入号码携带业务对于 新进入的第三方运营商企业来讲，可以提高他们的市场竞争力，有助于提高电信 行业的服务水平、建立有效的竞争环境，最终有利于用户。 移动号码携带系统中的基本组成部分简介如下： m n p ：m o b i l en u m b e rp o r t a b i l i t y ，移动号码携带，是电信运营商对电信 用户联合提供的一项服务，即当电信用户从一个服务网络变更到另一个 服务网络时，仍保留原有的电话号码。 m s c ：m o b i l es w i t c h i n gc e n t e r , 移动交换中心，程控交换机。它是网络 的核心，提供交换功能并且面对下列功能实体：b s s 、h l r 、v l r 、a u c 、 e i r 、o m c 和固定网，把移动用户与固定网用户、移动用户之间连接起 来。还支持位置登记、更新、过境切换和漫游服务等功能。 h l r ：h o m el o c a t i o nr e g i s t e r ，归属位置寄存器，可以看作是g s m 的 中央数据库，存储该h l r 管辖区所有移动用户的有关数据。 v l r ：v i s t o rl o c a t i o nr e g i s t e r , 拜访位置寄存器，一般和m s c 集合在一个 实体中。v l r 中存储当前活动在m s c v l r 区域中的移动用户的有关 数据。 5 ， ， k 一、 ， k ， 北京邮电大学工学硕士论文信令中继方式下号码携带系统的研究与实现 n p d b ：n u m b e rp o r t a b i l i t yd a t a b a s e ，号码携带数据库，存储了发生携带 的用户的状态信息，包括m s i s d n 、i m s i 、原有网络、携出网络、携入 网络、携入网络漫游号r n 。 s r f s i g n a l i n gr e l a yf u n c t i o n ，信令中继，本论文中号码携带使用的技 术，即对发自m s c 的路由查询消息或a t i 即时查询消息的拦截，如果 发生了携带则，直接构造响应消息，没有或携带入的话则直接转发不做 任何处理。 e n u m d n s ：e 1 6 4n u m b e ra n dd n s ，e 1 6 4 号码和域名系统。 s t p ：s i g n a l i n gt r a n s f e rp o i n t ，信令转接点。7 号信令网中传输信令的节 点，中转功能。 携带范围( p o r t a b i l i t yd o m a i n ) ，是指一个国家中的一组移动通信网，在 这些移动通信网中可以实现号码可携带。换句话说，这些移动通信网之 间签订了号码可携带协议并建立了号码可携带的相关设施。 号段所有网络( n u m b e rr a n g eh o l d e rn e t w o r k ) ，是指在初始状态下或实 行移动号码可携带之前拥有指定号段资源的移动通信网络。通常，在实 行移动号码可携带服务之前，各移动运营商所拥有的号码资源是按号段 划分的，这样有利于管理、有利于号码归属的识别以及呼叫建立时的路 由选择。实行移动号码可携带之后，这一规律将被打破。但为了规范标 准，仍然使用这一概念。对于一个移动号码携带的用户来说，他的号段 所有网络是他第一次使用这个号码时与之签约的网络，也就是从未进行 过号码携带的签约网络。 签约网络( s u b s c r i p t i o nn e t w o r k ) ，对于一个移动用户来说，他的签约网 络就是与之签订服务协议并收取服务费的网络。 供方网络( d o n o rn e t w o r k ) ，也叫携出网络。对于一个移动号码携带的 用户来说，他的供方网络就是他携带号码到新的移动网络之前的网络。 受方网络( r e c i p i e n tn e t w o r k ) ，也叫携入网络。对于一个移动号码携带 的用户来说，他的受方网络就是他携带号码所到的网络。移动号码携带 过程就是一个移动用户携带号码从供方网络到受方网络的过程。 发端查询：指当主叫用户所在网络实现了号码携带时，呼叫在发端运营 商网络直接去查询n p 数据库。 被叫号码拥有网络查询：指呼叫接续到被叫号码拥有网络，由被叫号码 拥有网络查询n p d b 并完成呼叫接续。 6 北京邮电大学工学硕士论文信令中继方式下号码携带系统的研究与实现 2 2 号码携带的技术实现方案比较 从已经实施的网间移动号码携带的方案来看，可用于实现号码携带业务的技 术解决方案主要有以下3 类： 基于传统交换局的功能实现号码携带业务 基于智能网方式的号码携带方案 基于信令中继( s r f ) 方式的号码携带方案 2 2 1 基于传统交换局的功能实现号码携带业务 此种方案的携带业务完全是利用电话网络中的交互机功能，利用它已有的接 续和信令功能。实施的特点就是不需要在网络上增加任何设备，但是最大的不足 和缺陷在于它会牺牲大量的号码和交换设备资源，从而保证不对网络和设备进行 功能的改造。一般的情况下，这类方案的实现需要占用两个号码，并且要在交换 局上增加号码存储空间，且当号码携带用户作为主叫时，会出现不能使用携带的 号码做主叫的情况。 夺基于呼叫转移的号码携带方案 1 ) 业务的实现说明 6 8 0 la b c d b ( 新号 码脚la b c d 码蜘7 0 i a b c d 图2 - i 基于呼叫转移业务图 如图2 1 所示，当用户b 发生携带时，需要保留原有的号码，首先运营企业 需要为用户b 分配一个新的e 1 6 4 号码( 6 7 0 l a b c d ) 。然后，在原有的交换局( 6 6 局) 上为用户b 携带的号码设置呼叫转移功能( 无条件) ，以支持该用户的号码 携带。主叫用户a 拨打用户b 携带的号码6 6 0 1 a b c d ，主叫交换局会按照b 的 旧号码接续，呼叫接续至旧号码的交换局后( 6 6 局) ，6 6 根据局数据设黄将呼叫 转移至用户b 所在新的交( 6 7 局) 。但当b 用户作为主叫呼叫时，则只能使 6 7 0 1 a b c d 进行呼叫，但随着网络智能化业务的普及，用户也可以使用携带的号 码( 6 6 0 1 a b c d ) 进行呼叫( 6 6 0 1 a b c d ) 。 2 ) 适用范围及优点 7 北京邮电大学工学硕士论文信令中继方式下号码携带系统的研究与实现 基于呼叫转移的号码携带方案主要应用在固定网中，网络中携带的号码数量 非常小时，采用这种方案时经济性较强。目前的固网交换机均可以支持，不需 要对网络进行大的升级改造，可保障用户在作被叫时不需要变更号码的优点 ( 不丢失原有的呼n q ) ，也不会影响用户的去话业务。 3 ) 方案的缺点 这个方案对网络资源浪费严重，用户需要占用两个号码，一个呼叫无论在什 么情况下都一定先要通过b 用户携带的号码所在局进行接续，随着携带用户的 数量增加时，网络的效率( 号码管理的效率和接续效率) 都明显降低；同时，该 方案实现时由用户承担的费用较高，且用户并不真正拥有原来旧的号码，只是保 障用户的呼叫业务不受损失，用户最终还是要改变到新的号码。 夺基于呼叫过程中交换局数据设置的方案 1 ) 业务的实现说明 利用交换局的i s u p 功能，在呼叫过程中，呼叫建立。首先根据携带用户的 携带号码，呼叫到达目的地局后，再由目的地局进行连接释放，由发端交换局根 据释放消息中包含的被叫用户的新号码重新进行选路。 墨 - 一i a m 。一 6 6 0 1 a b c d 7 b ( 新号譬用户 叠田盘 j - r e u 号码携带) a b c d 码) 6 7 0 1 淼基p 号b c d 用户b ，( 腰号6 8 0 t a b c d 扒m ( 号码携带)。 6 7 0 1 a b c d 7 图2 - 2 基于呼叫过程中的业务流程 如图2 2 所示，当用户b 发生携带时，仍需要保留原有的号码，首先运营企 业要为用户b 分配一个新的e 1 6 4 号码( 6 7 0 1 a b c d ) 。然后，在原有的交换局( 6 6 ) 上为用户b 携带的号码设置号码携带的相关数据，该功能要求用户bi e t 号码所 在的交换机必须能够把用户携带后的新号码通过r e l 消息发送到主叫交换局。 同时，交换局可以根据r e l 消息中的新号码，重新进行呼叫选路至用户当前所 在的交换局。主叫用户a 拨打用户b 的携带号码6 6 0 1 a b c d ，主叫交换局会按照 b 的旧号码进行接续，呼叫接续至旧号码的交换局后( 6 6 局) ，6 6 局会根据局数据 设置，在相应的释放消息中把用户的新号码6 7 0 1 a b c d 发送给主叫局，将呼叫 转移至用户b 所在交换局( 6 7 局) 。但当b 用户作为主叫呼叫时，则只能使用 6 7 0 1 a b c d 进行呼叫，但随着网络智能化业务的普及，用户也可以使用携带的 号码( 6 6 0 1 a b c d ) 进行呼1 1 q ( 6 6 0 1 a b c d ) 。 8 _ 产 北京邮电大学工学硕士论文 信令中继方式下号码携带系统的研究与实现 2 ) 适用范围和优点 基于呼叫过程中交换局数据设置的方案主要应用在固定网中，当网络中需要 携带的号码数量较多时，采用这种方案时经济性较强，但需要对目前的交换机进 行适当的升级，以支持i s u p 功能。 3 ) 方案的缺点 该方案用户仍需要占用两个号码，但呼叫过程中的效率比呼叫转移方案有所 增加，但也需要先呼叫至用户原号码的交换局进行查询；这种方案下，用户未 真正拥有原来旧的号码，只是保障了用户的呼叫业务不损失，用户最终也要改变 新的号码【2 1 。 2 2 2 基于智能网方式的号码携带解决方案 智能网方式的号码携带解决方案主要是根据它的查询功能，通过s s p 的事 件触发到集中的数据库进行查询，此方案需要在网络中增加相应的集中数据库设 备，在原来交换机方案中号码携带方案中主要采取分散管理的方不便于管理，并 且要求交换机具有号码携带s s p 的查询功能。 基于智能网方式的技术实现上又分为发端查询方式和收端查询的方式，在收 端查询的方式中又可以分为基于码位分析的收端查询和基于h l r 释放的收端查 询。 夺发端查询 1 ) 业务的实现说明 _ l _ 一 q u u u c r 州议娜 b l ：d i _ r e s 釉n s e ( 6 7 0 l a b e d ) 蟹譬用户 一 i a m ( 号码彩 带)。 码) 6 7 0 r 号i 用尸a 6 7 0 1 a b c d 6 8 0 l a b c d q u e r y ( 6 7 0 1a b c d ) 。 r 。r e s p o n s e ( 6 7 0 1a b c d ) 1 带) 。 i a m ( 弓码来携 图2 - 3 发端查询业务图 发端交换局触发查询的实现方案要求发端交换局针对该局上发起的每个呼 叫都到n p d b 进行查询，以判定被叫号码是否是一个携带的号码，如果是未携 带的号码，则由数据库直接返回原号码；如果被叫用户是一个携带的号码，则返 9 j j | | | | | | | 北京邮电大学工学硕士论文信令中继方式下号码携带系统的研究与实现 回用户的路由号码。如图2 3 所示，当用户b 发生携带后，需要保留原有的号 码，首先运营企业要为用户b 分配一个新的物理号码( 6 7 0 1 a b c d ) ，也可以理解 为路由号码，该号码对用户不可见。然后在集中的数据库上为用户b 的携带号 码设置相关数据，在数据库中应当建立携带号码与路由号码之间的索引 ( 6 6 0 1 a b c d 一6 7 0 1 a b c d ) 。交换机根据从数据库返回的响应，使用返回的路由 号码作为被叫号码进行呼叫。 当主叫用户a 拨打用户b 携带的号码6 6 0 1 a b c d ，主叫交换局首先通过智 能网查询操作，向n p d b 发起查询请求，查询请求中会把主叫用户拨打d n 号 码发送给n p d b ，n p d b 查询后会把查询到的结果返回给发端交换局。如果是未 携带的号码，则由数据库直接返回原号码；如果被叫用户是一个携带的号码，则 返回用户的路由号码，然后交换局根据返回号码进行接续。当b 用户作为主叫 呼叫时，主叫交换局通过智能网查询后可仍使用b 携带的号码6 6 0 1 a b c d 作为 主叫号码进行接续。 2 ) 适用范围和优点 该方案适合在固网和移动网中应用，最大的优势就是可以数据集中进行管 理。当网络中携带的号码数量足够大时，接续效率明显提高，管理维护的成本却 可以明显降低，由于采用了一次查询到被叫用户的真实号码，所以呼叫效率和对 中继资源的有效利用率也明显增加。 3 _ ) 方案的缺点 在该方案中需要对所有的端局进行s s p 升级，并增加相应的数据库( n p d b ) 设备，以支持对n p d b 的查询，改造成本相对较高；由于该方案中每次呼叫都 要在主叫交换局发起查询，因此此方案会使信令网的负荷明显增加，特别是在号 码携带业务开展初期，由于携带号码的用户数量少，将导致查询效率相对较低。 收端查询 1 ) 业务的实现说明 发端交换局触发查询的实现方案要求呼叫接续至用户原号码所在的交换局， 交换局判定该号码为携带的号码后启动到n p d b 的查询，这样每次查询的效率 明显提高。 与发端查询相比，在该方案中，主叫用a 拨打用户b 携带的号码6 6 0 1 a b c d 时，主叫交换局不对号码进行任何判断，直接将呼叫接续到b 的旧号码所在的 交换局( 6 6 局) 。当b 用户旧号码所在的交换局( 6 6 局) 判别出该号码为一个携带的 号码时，则通过查询操作，向n p d b 发起查询请求，查询请求中会把b 用户的 旧号码发送给n p d b ，n p d b 查询后，会把查询得到的结果饵用户当前的真实号 码) 返回给发起查询的交换局。此时，6 6 局根据查询得到的号码继续进行接续， 1 0 北京邮电大学工学硕士论文信令中继方式下号码携带系统的研究与实现 或选择先释放该段连接，再由发端局a 重新发起呼n q ( 见图2 4 ) 。 图2 4 收端查询图 2 ) 适用范围和优点 该方案最大的优势就是可以数据集中进行管理，号码管理维护的成本比较 低，同时在网络中携带的号码数量比较小时，对信令网的能力和交换机的性能要 求较低。由于是在被叫端局查询，因此查询的有效性要比前一方案略高，但为保 证正确的主叫号码传送，发端交换局也要进行智能网查询。 3 ) 方案的缺点 在该方案中需要对所有的端局进行s s p 升级，并增加相应的数据库( n p d b ) 设备，以支持对呼叫到n p d b 的查询，成本与前一方案类似；随着携带号码的 用户数量增加，网络的呼叫接续效率将会明显下降，其查询效率也最终将与发端 方案一致【3 】。 2 2 3 基于信令中继方式的号码携带解决方案 3 g p p 提出的另一种主流方案是基于信令中介的号码携带解决方案，并且大 多数已经实施号码携带的国家和地区都使用的是这一解决方案。 本方案的主要思想是：通过对信令消息的变换，来实现号码携带的功能。对 过一个第三方的设备拦截呼叫相关的信令消息，获取信令消息中的被叫号码 ( m s i s d n ) 通过它触发对n p d b 数据库的查询，如果没有发生号码携带或者携 带进入本网，则按照正常的信令流程继续接下来的任务。反之，对于发生了号码 携出的用户，则通过信令消息的变换，根据n p d b 中查得的数据，将路由号添 加到新生成的信令消息中去，使得重新构造的新信令消息能够找到携带入的运营 商，从而实现号码携带的功能。 在3 g p p 的标准中，对于具备s r f 功能实体通常会和信令转接点合设。按照 北京邮电大学工学硕士论文信令中继方式下号码携带系统的研究与实现 正常的业务流程，所有与呼叫业务相关的信令以及与呼叫业务无关的信令都可以 透过信令转接点进行传送。当信令消息通过信令转接点时，通过s r f 与n p 数据 库之间的协同和交换，最终确认如何中继该信令消息。其中需要说明的是，在 3 g p p 的标准中，不同的移动网之间采用了信令网互通，可以保证发端网络中的 实体透过信令网访问h l r 和s c p 。 根据查询数据库的网络主体不同，信令中继s r f 方案又可以分为直接路由 和间接路由两种方式： 1 ) 直接路由方式中，n p d b 中必须保存可携带范围内的每一个携出号码， 并在呼叫发起端的p l m n 负责查询n p d b ，然后把呼叫直接路由到签约 的网络中去。 发端查询的优点是： 与收端查询相比，由于避免了首先将呼叫转接至号段所有网络，所 以路由较简单，中继线的开销较小； 呼叫建立时延较短；。 交换机负荷较小。 其缺点是：由于对所有的呼叫都要发起查询，所以对n p d b 的压力较大。 2 ) 间接路由方式中，对于n p d b 的查询由号码拥有者运营商网络负责，呼 叫初