摘   要： 分析了虛擬移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商國(guó)際漫游業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)原理，給出了通過(guò)漫游中繼系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)國(guó)際漫游業(yè)務(wù)的解決方案，并討論如何實(shí)現(xiàn)信令消息的截獲和轉(zhuǎn)換等功能。
關(guān)鍵詞： 七號(hào)信令  MAP  MTP  SCCP

　　隨著電信市場(chǎng)的發(fā)展，一種新的無(wú)線通信運(yùn)營(yíng)商模式在國(guó)外已經(jīng)出現(xiàn)，被稱之為虛擬移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商。虛擬移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商擁有自己的交換機(jī)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)號(hào)和手機(jī)號(hào)段，可以向社會(huì)開展無(wú)線業(yè)務(wù)。但與傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商不同的是，虛擬運(yùn)營(yíng)商是通過(guò)租用網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)來(lái)開展業(yè)務(wù)，沒有自己的頻譜、接入網(wǎng)以及全國(guó)范圍的通信鏈路。這種由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商提供網(wǎng)絡(luò)通信功能，而由虛擬運(yùn)營(yíng)商來(lái)開展具體業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)模式，被稱為“網(wǎng)業(yè)分離”。這種模式使市場(chǎng)分工更為明確，在國(guó)外已經(jīng)被證明是提高無(wú)線通信市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)水平的有效形式。
　　隨著電信業(yè)務(wù)的國(guó)際化，所有運(yùn)營(yíng)商都將開展國(guó)際漫游業(yè)務(wù)。由于虛擬運(yùn)營(yíng)商的設(shè)備水平所限，不能直接與國(guó)外運(yùn)營(yíng)商直接建立漫游通信鏈路，必須借助于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商建立漫游鏈路，因此在實(shí)現(xiàn)國(guó)際漫游業(yè)務(wù)時(shí)，需要在2個(gè)運(yùn)營(yíng)商之間進(jìn)行通信信令的轉(zhuǎn)換，漫游中繼系統(tǒng)就是為完成這些工作而提出的。
1  國(guó)際漫游業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)的基本原理
　　若某虛擬移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商開展國(guó)際漫游業(yè)務(wù)，假設(shè)該運(yùn)營(yíng)商的移動(dòng)網(wǎng)號(hào)為22，某個(gè)用戶的號(hào)碼為13211101234，該用戶的國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別碼(IMSI)為460-22-111-6655444（假設(shè)用戶號(hào)為6655444）。當(dāng)該用戶到了國(guó)外，由于國(guó)外運(yùn)營(yíng)商并未與該虛擬運(yùn)營(yíng)商簽定漫游協(xié)議，所以該用戶的手機(jī)在開機(jī)時(shí)使用它的IMSI注冊(cè)當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)時(shí)，當(dāng)?shù)亟粨Q機(jī)不能識(shí)別該IMSI，注冊(cè)將失敗。
　　解決這個(gè)問題的一種方案是對(duì)用戶識(shí)別(SIM)卡進(jìn)行一點(diǎn)改進(jìn)。改進(jìn)后的SIM卡將存儲(chǔ)2個(gè)IMSI，一個(gè)是虛擬運(yùn)營(yíng)商的IMSI，假設(shè)為460-22-111-6655444，另一個(gè)是國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商為其分配的可以被國(guó)外運(yùn)營(yíng)商識(shí)別的IMSI，假設(shè)為460-20-111-9988777。裝有這種SIM卡的手機(jī)開機(jī)后，將使用2個(gè)IMSI輪流進(jìn)行注冊(cè)。同時(shí)在其歸屬位置寄存器（Host Location Register，HLR）和其所依附的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的國(guó)際漫游入口交換機(jī)（GMSC）之間增加一個(gè)移動(dòng)通信應(yīng)用部分消息轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)，即漫游中繼系統(tǒng)。由漫游中繼系統(tǒng)截獲與國(guó)際漫游相關(guān)的移動(dòng)通信應(yīng)用部分（Mobile Application Part，MAP）消息并對(duì)一些內(nèi)容進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這樣虛擬運(yùn)營(yíng)商的用戶在國(guó)外開機(jī)時(shí)，用460-20-111-9988777注冊(cè)網(wǎng)絡(luò)，能夠被當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)識(shí)別為國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的用戶，從而將包含國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商IMSI的“更新位置”消息發(fā)送到國(guó)際漫游接口交換機(jī)。國(guó)際漫游接口交換機(jī)對(duì)該IMSI進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)分配給了虛擬運(yùn)營(yíng)商，于是該消息就被轉(zhuǎn)發(fā)給位于虛擬運(yùn)營(yíng)商的漫游中繼系統(tǒng)。該系統(tǒng)將根據(jù)460-20-111-9988777這個(gè)IMSI查詢數(shù)據(jù)庫(kù)，找到與之匹配的虛擬運(yùn)營(yíng)商的IMSI(這里應(yīng)該是460-22-111-6655444)，然后替換消息中原來(lái)的IMSI，將轉(zhuǎn)換后的消息發(fā)送到虛擬運(yùn)營(yíng)商的交換機(jī)，這時(shí)該消息就可以像用戶在國(guó)內(nèi)時(shí)那樣進(jìn)行處理了。通過(guò)該系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換作用，在國(guó)外的運(yùn)營(yíng)商與國(guó)內(nèi)的虛擬運(yùn)營(yíng)商之間建立了信令交互的鏈路，虛擬運(yùn)營(yíng)商就能夠據(jù)此實(shí)現(xiàn)國(guó)際漫游業(yè)務(wù)。
　　在此方案中漫游中繼系統(tǒng)采用的環(huán)境是：PC服務(wù)器＋Dialogic信令卡＋七號(hào)信令協(xié)議棧。七號(hào)信令協(xié)議棧附帶在Dialogic信令卡中，其中MAP協(xié)議模塊實(shí)現(xiàn)得很不完全，許多關(guān)鍵性的MAP業(yè)務(wù)(如前面曾經(jīng)討論過(guò)的位置更新業(yè)務(wù))在這個(gè)MAP協(xié)議模塊中根本沒有實(shí)現(xiàn)。因此需要設(shè)立MAP消息處理模塊取代MAP協(xié)議模塊來(lái)接收上傳的消息。那些原來(lái)由MAP協(xié)議模塊完成的解析MAP業(yè)務(wù)消息的工作，將由現(xiàn)在的MAP消息處理模塊來(lái)完成。
　　在協(xié)議棧中應(yīng)包含消息傳遞部分(Massage Transfer Part，MTP)、信令連接控制部分(Signaling Connection Control Part，SCCP)和事物處理能力部分（Transaction Capabilities Application Part，TCAP）協(xié)議。MAP消息處理模塊作為TCAP的一個(gè)用戶模塊代替MAP協(xié)議來(lái)處理MAP消息。
國(guó)際漫游業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。實(shí)現(xiàn)漫游中繼系統(tǒng)主要解決2個(gè)問題。

　　(1)實(shí)現(xiàn)虛擬移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商用戶的國(guó)際漫游，需要將虛擬移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商HLR 或網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商漫游GMSC發(fā)過(guò)來(lái)的信令消息由漫游中繼系統(tǒng)從信令鏈路上截獲，經(jīng)過(guò)MTP、SCCP和TCAP三層協(xié)議解包之后形成TCAP消息送到MAP消息處理模塊。
　　(2)在漫游中繼系統(tǒng)中需要轉(zhuǎn)換IMSI等MAP消息字段以及屬于SCCP層的主/被叫地址。
2  漫游中繼系統(tǒng)中信令消息的中繼
　　實(shí)現(xiàn)漫游中繼系統(tǒng)的關(guān)鍵之一在于對(duì)信令消息的截獲、解包以及處理后的繼續(xù)發(fā)送。在圖1所示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，漫游中繼系統(tǒng)要完成對(duì)MAP業(yè)務(wù)消息的截獲和解析，還要將處理過(guò)的MAP業(yè)務(wù)消息重新發(fā)送出去。要使虛擬移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的HLR和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商漫游GMSC發(fā)出的所有信令消息都能夠到達(dá)漫游中繼系統(tǒng)并且能夠上傳到MAP消息處理模塊，要求對(duì)MTP協(xié)議和SCCP協(xié)議的路由功能配置進(jìn)行特殊的處理。
2.1 MTP功能配置
2.1.1 MTP的路由原理
　　七號(hào)信令網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)路由功能是由MTP和SCCP二層協(xié)議共同完成的，且這二層具有各自的地址信息，編址和路由的范圍也不相同。MTP層能夠提供MTP消息在同一個(gè)信令網(wǎng)內(nèi)信令點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)路由功能。MTP層的地址信息是信令點(diǎn)編碼（SPC）。SPC作為地址信息，同時(shí)也是MTP層路由的依據(jù)，在MTP消息的頭部，包括了目標(biāo)信令點(diǎn)編碼(DPC)和起源信令點(diǎn)編碼(OPC)，分別表示MTP消息的終點(diǎn)和起點(diǎn)。
　　七號(hào)信令網(wǎng)中擔(dān)負(fù)路由功能的信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)是多條信令鏈路的匯接點(diǎn)，其內(nèi)部的MTP協(xié)議就是根據(jù)DPC在各條鏈路之間轉(zhuǎn)發(fā)MTP消息。正是由于信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)的存在，使得同一信令網(wǎng)內(nèi)沒有直達(dá)鏈路的信令點(diǎn)之間也可以使用MTP協(xié)議互相通信。
　　MTP協(xié)議是根據(jù)MTP消息中的DPC與當(dāng)前信令點(diǎn)的編碼是否相同來(lái)判斷該消息是否已經(jīng)到達(dá)目的地。如果相同，MTP消息中的用戶數(shù)據(jù)將向上一層協(xié)議(這里是SCCP)傳送；否則查詢MTP層的路由表進(jìn)一步轉(zhuǎn)發(fā)，而不會(huì)傳到上層協(xié)議。
2.1.2 MTP信令消息的截獲
　　在圖1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中涉及到的信令點(diǎn)包括HLR、漫游中繼系統(tǒng)和GMSC。GMSC與HLR不能直接通信，它們之間的消息都要經(jīng)過(guò)漫游中繼系統(tǒng)處理后轉(zhuǎn)發(fā)。在這個(gè)過(guò)程中漫游中繼系統(tǒng)所起的作用與信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)相似，但是GMSC和HLR卻不能通過(guò)在MTP消息中指定DPC為對(duì)方的信令點(diǎn)編碼來(lái)相互通信。否則，漫游中繼系統(tǒng)中的高層協(xié)議以及MAP消息處理模塊將接收不到任何信息。所以虛擬移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的HLR和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商漫游GMSC在互相通信時(shí)，都將MTP消息中的DPC指定為漫游中繼系統(tǒng)的信令點(diǎn)編碼。這樣MTP消息到達(dá)漫游中繼系統(tǒng)后，由于已經(jīng)是MTP路由的目的地，所以消息中的用戶信息將被上傳到SCCP協(xié)議，而不會(huì)直接從另一條鏈路轉(zhuǎn)發(fā)出去。
　　經(jīng)過(guò)上面的對(duì)MTP協(xié)議的配置，就可以保證MTP消息中的用戶數(shù)據(jù)(即SCCP消息)上傳到漫游中繼系統(tǒng)的SCCP協(xié)議層。
2.2 SCCP功能配置
2.2.1 SCCP的地址結(jié)構(gòu)
　　SCCP協(xié)議在MTP協(xié)議基礎(chǔ)上提供了增強(qiáng)的尋址路由功能。它的尋址路由功能不限制在同一信令網(wǎng)內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)跨越國(guó)家間的信令網(wǎng)傳送端到端的信令。正是因?yàn)橛辛薙CCP協(xié)議的路由功能，才使得能在移動(dòng)通信網(wǎng)中GMSC、訪問位置寄存器（簡(jiǎn)稱VLR）及HLR之間傳送與國(guó)際漫游有關(guān)的各種控制信息。
SCCP協(xié)議定義了自己的地址。SCCP消息記錄了表示消息的起止端點(diǎn)的主叫地址和被叫地址。SCCP地址結(jié)構(gòu)如圖2所示?？梢钥闯?，與MTP的地址SPC相比較，SCCP的地址更為復(fù)雜，它由信令點(diǎn)編碼(SPC)、子系統(tǒng)號(hào)碼(SSN)和全局碼（GT）三部分組成。

　　SCCP地址結(jié)構(gòu)中：①地址表示語(yǔ)用于指示后面的3個(gè)字段是否存在。②SPC在主/被叫地址中分別與承載該SCCP消息的MTP消息中的OPC和DPC相同，不過(guò)當(dāng)SCCP消息承載的是MAP消息時(shí)，該字段可選。③SSN是SCCP使用的本地尋址信息，用于識(shí)別一個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)的各個(gè)SCCP用戶。SCCP已經(jīng)為移動(dòng)通信網(wǎng)中的實(shí)體定義了子系統(tǒng)號(hào)，HLR是6，VLR是7，MSC是8。④GT是某種編號(hào)計(jì)劃的號(hào)碼，對(duì)于MAP，使用的是電信業(yè)務(wù)的編號(hào)計(jì)劃。使用這種編號(hào)計(jì)劃的GT實(shí)際上是帶國(guó)際長(zhǎng)途區(qū)號(hào)的電話號(hào)碼，可以標(biāo)識(shí)世界上任意一個(gè)信令點(diǎn)和子系統(tǒng)，這就使得SCCP協(xié)議可以跨越單個(gè)國(guó)家或者地區(qū)的信令網(wǎng)，在全球范圍內(nèi)進(jìn)行尋址。SCCP消息承載MAP消息時(shí)，SSN和GT字段都是不可缺少的。
2.2.2 SCCP的路由原理
　　與MTP層不同，SCCP層的地址是不能直接用于路由運(yùn)算的。為此SCCP協(xié)議中用一個(gè)專門的功能模塊對(duì)被叫地址進(jìn)行GT翻譯。翻譯的結(jié)果中包括信令點(diǎn)編碼，通過(guò)比較這個(gè)信令點(diǎn)編碼是否與本地信令點(diǎn)編碼相同來(lái)決定該SCCP消息的下一步去向。具體說(shuō)，GT翻譯模塊能夠?qū)T翻譯成SPC＋SSN＋新的GT，SCCP將根據(jù)被叫地址的GT翻譯結(jié)果來(lái)決定SCCP消息的去向。如果被叫地址的翻譯結(jié)果中的SPC等于本地信令點(diǎn)編碼，則說(shuō)明SCCP消息已經(jīng)到達(dá)目的地且將被上傳到TCAP層；如果翻譯結(jié)果中的SPC不是本地信令點(diǎn)編碼，則將此SCCP消息封裝為MTP消息，封裝時(shí)使用翻譯結(jié)果中的DPC填充MTP消息的目標(biāo)信令點(diǎn)字段，然后將該MTP消息交給MTP協(xié)議進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)。
2.3 SCCP消息的GT翻譯配置
　　根據(jù)上面的分析，要保證SCCP消息都能夠傳到上層的關(guān)鍵是：當(dāng)SCCP消息的被叫地址進(jìn)行GT翻譯時(shí)，翻譯結(jié)果中的SPC一定要與漫游中繼系統(tǒng)的信令點(diǎn)編碼相同。由于國(guó)際漫游會(huì)涉及到位于全世界各地的VLR，因此GT的內(nèi)容將是多種多樣的。如果試圖為被叫地址中每一個(gè)可能出現(xiàn)的GT地址都配置一條GT翻譯，顯然是不現(xiàn)實(shí)的。
　　Dialogic信令卡為GT翻譯提供了非常靈活的配置方法，用戶可以使用一串叫做GT掩碼的數(shù)字，為長(zhǎng)度相同的一組GT配置翻譯。GT的內(nèi)容變化范圍非常大，但是長(zhǎng)度變化的范圍卻是有限的。實(shí)際的配置是，使用長(zhǎng)度為6～15的10個(gè)GT掩碼，分別對(duì)長(zhǎng)度為6～15的GT配置翻譯。每一條的翻譯結(jié)果中都包含了漫游中繼系統(tǒng)的信令點(diǎn)編碼。這樣，僅配置了10條GT翻譯，就可以保證所有SCCP消息的用戶數(shù)據(jù)都能夠被TCAP層接收到。
3  MAP消息處理
　　當(dāng)消息通過(guò)TCAP層解包之后就形成TCAP消息，到達(dá)MAP消息處理模塊后，需要對(duì)包括屬于SCCP層的主被叫地址以及MAP的IMSI消息字段作相應(yīng)處理。
　　在七號(hào)信令的協(xié)議族中，SCCP層的主被叫地址是跨協(xié)議傳送的控制數(shù)據(jù)。它不僅以協(xié)議參數(shù)的形式上傳到了TCAP層，而且TCAP層也原封不動(dòng)地將這2個(gè)參數(shù)上傳到MAP層。MAP消息處理模塊可以接收到這2個(gè)SCCP層的協(xié)議控制數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。對(duì)于SCCP的主/被叫地址，應(yīng)該根據(jù)規(guī)定替換相應(yīng)字段。
　　由于HLR、VLR和MSC的SSN分別定義為6、7、8，所以對(duì)于由VLR發(fā)往HLR的消息，主叫地址中的SSN為7，被叫地址中的SSN為6；反之HLR發(fā)往VLR的消息中，主叫地址中SSN為6，而被叫地址中的SSN則為7。這樣MAP消息處理模塊要確定HLR和VLR之間的消息流向，只要讀取主叫或者被叫地址中的SSN就可以做出判斷。如果是從國(guó)外VLR發(fā)來(lái)的消息，則應(yīng)該將被叫地址轉(zhuǎn)換為虛擬移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的HLR地址號(hào)碼，主叫地址號(hào)碼不變；如果消息從虛擬移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商HLR發(fā)出，則將主叫地址轉(zhuǎn)換為漫游中繼系統(tǒng)號(hào)碼，而被叫地址不變。
　　此外，當(dāng)MAP消息處理模塊處理過(guò)的消息到達(dá)SCCP層時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生另一個(gè)問題：為了截獲所有上行的消息，SCCP中的GT翻譯模塊被配置的工作模式是：無(wú)論被叫地址中的GT是什么，翻譯結(jié)果中都要包含漫游中繼系統(tǒng)的信令點(diǎn)編碼。如果下行的SCCP消息也要經(jīng)過(guò)GT翻譯，則這些消息結(jié)果被重新返回到TCAP層。幸好SCCP協(xié)議為下行消息選取路由做了與上行消息不相同的規(guī)定：如果下行消息的被叫地址中包含DPC，而且DPC不是本節(jié)點(diǎn)的信令點(diǎn)編碼，則將消息直接交給MTP進(jìn)行發(fā)送，而且發(fā)送時(shí)MTP消息的DPC字段就是該SCCP消息被叫地址中的DPC；當(dāng)下行消息的被叫地址中不包含DPC時(shí)才進(jìn)行GT翻譯，并根據(jù)翻譯結(jié)果決定消息的去向。根據(jù)以上的分析，MAP消息處理模塊只要在被叫地址中填入信令點(diǎn)編碼，就可以保證消息在下行時(shí)順利避開SCCP的GT翻譯。至于填入什么樣的信令點(diǎn)編碼，則由消息的流向決定。如果消息是從HLR發(fā)出的，此時(shí)應(yīng)該填入GMSC信令點(diǎn)編碼；反之則填入HLR的信令點(diǎn)編碼。同時(shí)MAP消息處理模塊還要對(duì)MAP的IMSI消息字段作相應(yīng)處理。當(dāng)向位于國(guó)外的VLR發(fā)出請(qǐng)求時(shí)，應(yīng)將虛擬運(yùn)營(yíng)商的IMSI替換為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商對(duì)應(yīng)的IMSI；反之，則將網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商對(duì)應(yīng)的IMSI替換為虛擬運(yùn)營(yíng)商的IMSI。
4  結(jié)束語(yǔ)
　　通過(guò)以上探討和研究可知，在圖1所示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，漫游中繼系統(tǒng)能夠從信令鏈路上截獲虛擬移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商HLR或網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商漫游GMSC發(fā)過(guò)來(lái)的信令消息，經(jīng)過(guò)MTP、SCCP和TCAP協(xié)議解包之后形成TCAP消息，并送到MAP消息處理模塊，由MAP消息處理模塊轉(zhuǎn)換IMSI等MAP消息字段以及屬于SCCP層的主被叫地址。完成轉(zhuǎn)換后，繼續(xù)向目標(biāo)發(fā)送，實(shí)現(xiàn)國(guó)際漫游業(yè)務(wù)。本文討論的漫游中繼系統(tǒng)是對(duì)虛擬移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商開展國(guó)際漫游業(yè)務(wù)的一種新途徑，它以一種新的形式實(shí)踐了“網(wǎng)業(yè)分離”的移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)思想。
參考文獻(xiàn)
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