摘   要： 分析了虛擬移動運營商國際漫游業(yè)務的實現(xiàn)原理,，給出了通過漫游中繼系統(tǒng)實現(xiàn)國際漫游業(yè)務的解決方案,，并討論如何實現(xiàn)信令消息的截獲和轉換等功能,。
關鍵詞： 七號信令  MAP  MTP  SCCP

　　隨著電信市場的發(fā)展,，一種新的無線通信運營商模式在國外已經(jīng)出現(xiàn)，被稱之為虛擬移動運營商,。虛擬移動運營商擁有自己的交換機,、移動網(wǎng)絡號和手機號段，可以向社會開展無線業(yè)務,。但與傳統(tǒng)運營商不同的是,，虛擬運營商是通過租用網(wǎng)絡運營商的基礎網(wǎng)絡來開展業(yè)務，沒有自己的頻譜,、接入網(wǎng)以及全國范圍的通信鏈路,。這種由網(wǎng)絡運營商提供網(wǎng)絡通信功能，而由虛擬運營商來開展具體業(yè)務的運營模式,，被稱為“網(wǎng)業(yè)分離”,。這種模式使市場分工更為明確，在國外已經(jīng)被證明是提高無線通信市場競爭水平的有效形式,。
　　隨著電信業(yè)務的國際化,，所有運營商都將開展國際漫游業(yè)務。由于虛擬運營商的設備水平所限,，不能直接與國外運營商直接建立漫游通信鏈路,，必須借助于網(wǎng)絡運營商建立漫游鏈路，因此在實現(xiàn)國際漫游業(yè)務時,，需要在2個運營商之間進行通信信令的轉換,，漫游中繼系統(tǒng)就是為完成這些工作而提出的。
1  國際漫游業(yè)務實現(xiàn)的基本原理
　　若某虛擬移動運營商開展國際漫游業(yè)務,，假設該運營商的移動網(wǎng)號為22,，某個用戶的號碼為13211101234,，該用戶的國際移動用戶識別碼(IMSI)為460-22-111-6655444（假設用戶號為6655444）。當該用戶到了國外,，由于國外運營商并未與該虛擬運營商簽定漫游協(xié)議,，所以該用戶的手機在開機時使用它的IMSI注冊當?shù)鼐W(wǎng)絡時，當?shù)亟粨Q機不能識別該IMSI,，注冊將失敗,。
　　解決這個問題的一種方案是對用戶識別(SIM)卡進行一點改進。改進后的SIM卡將存儲2個IMSI,，一個是虛擬運營商的IMSI,，假設為460-22-111-6655444，另一個是國內網(wǎng)絡運營商為其分配的可以被國外運營商識別的IMSI,，假設為460-20-111-9988777。裝有這種SIM卡的手機開機后,，將使用2個IMSI輪流進行注冊,。同時在其歸屬位置寄存器（Host Location Register，HLR）和其所依附的網(wǎng)絡運營商的國際漫游入口交換機（GMSC）之間增加一個移動通信應用部分消息轉換節(jié)點,，即漫游中繼系統(tǒng),。由漫游中繼系統(tǒng)截獲與國際漫游相關的移動通信應用部分（Mobile Application Part，MAP）消息并對一些內容進行轉換,。這樣虛擬運營商的用戶在國外開機時,，用460-20-111-9988777注冊網(wǎng)絡，能夠被當?shù)鼐W(wǎng)絡識別為國內網(wǎng)絡運營商的用戶,，從而將包含國內網(wǎng)絡運營商IMSI的“更新位置”消息發(fā)送到國際漫游接口交換機,。國際漫游接口交換機對該IMSI進行分析，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)分配給了虛擬運營商,，于是該消息就被轉發(fā)給位于虛擬運營商的漫游中繼系統(tǒng),。該系統(tǒng)將根據(jù)460-20-111-9988777這個IMSI查詢數(shù)據(jù)庫，找到與之匹配的虛擬運營商的IMSI(這里應該是460-22-111-6655444),，然后替換消息中原來的IMSI,，將轉換后的消息發(fā)送到虛擬運營商的交換機，這時該消息就可以像用戶在國內時那樣進行處理了,。通過該系統(tǒng)的轉換作用,，在國外的運營商與國內的虛擬運營商之間建立了信令交互的鏈路，虛擬運營商就能夠據(jù)此實現(xiàn)國際漫游業(yè)務,。
　　在此方案中漫游中繼系統(tǒng)采用的環(huán)境是：PC服務器＋Dialogic信令卡＋七號信令協(xié)議棧,。七號信令協(xié)議棧附帶在Dialogic信令卡中，其中MAP協(xié)議模塊實現(xiàn)得很不完全,，許多關鍵性的MAP業(yè)務(如前面曾經(jīng)討論過的位置更新業(yè)務)在這個MAP協(xié)議模塊中根本沒有實現(xiàn),。因此需要設立MAP消息處理模塊取代MAP協(xié)議模塊來接收上傳的消息,。那些原來由MAP協(xié)議模塊完成的解析MAP業(yè)務消息的工作，將由現(xiàn)在的MAP消息處理模塊來完成,。
　　在協(xié)議棧中應包含消息傳遞部分(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的一個用戶模塊代替MAP協(xié)議來處理MAP消息,。
國際漫游業(yè)務的網(wǎng)絡結構如圖1所示,。實現(xiàn)漫游中繼系統(tǒng)主要解決2個問題。

　　(1)實現(xiàn)虛擬移動運營商用戶的國際漫游,，需要將虛擬移動運營商HLR 或網(wǎng)絡運營商漫游GMSC發(fā)過來的信令消息由漫游中繼系統(tǒng)從信令鏈路上截獲,，經(jīng)過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
　　實現(xiàn)漫游中繼系統(tǒng)的關鍵之一在于對信令消息的截獲、解包以及處理后的繼續(xù)發(fā)送,。在圖1所示的網(wǎng)絡結構中,，漫游中繼系統(tǒng)要完成對MAP業(yè)務消息的截獲和解析，還要將處理過的MAP業(yè)務消息重新發(fā)送出去,。要使虛擬移動運營商的HLR和網(wǎng)絡運營商漫游GMSC發(fā)出的所有信令消息都能夠到達漫游中繼系統(tǒng)并且能夠上傳到MAP消息處理模塊,，要求對MTP協(xié)議和SCCP協(xié)議的路由功能配置進行特殊的處理。
2.1 MTP功能配置
2.1.1 MTP的路由原理
　　七號信令網(wǎng)的網(wǎng)絡路由功能是由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消息在同一個信令網(wǎng)內信令點之間的網(wǎng)絡路由功能,。MTP層的地址信息是信令點編碼（SPC）,。SPC作為地址信息，同時也是MTP層路由的依據(jù),，在MTP消息的頭部,，包括了目標信令點編碼(DPC)和起源信令點編碼(OPC)，分別表示MTP消息的終點和起點,。
　　七號信令網(wǎng)中擔負路由功能的信令轉接點是多條信令鏈路的匯接點,，其內部的MTP協(xié)議就是根據(jù)DPC在各條鏈路之間轉發(fā)MTP消息。正是由于信令轉接點的存在,，使得同一信令網(wǎng)內沒有直達鏈路的信令點之間也可以使用MTP協(xié)議互相通信,。
　　MTP協(xié)議是根據(jù)MTP消息中的DPC與當前信令點的編碼是否相同來判斷該消息是否已經(jīng)到達目的地。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層的路由表進一步轉發(fā),，而不會傳到上層協(xié)議。
2.1.2 MTP信令消息的截獲
　　在圖1網(wǎng)絡結構中涉及到的信令點包括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)過漫游中繼系統(tǒng)處理后轉發(fā),。在這個過程中漫游中繼系統(tǒng)所起的作用與信令轉接點相似,，但是GMSC和HLR卻不能通過在MTP消息中指定DPC為對方的信令點編碼來相互通信。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,。所以虛擬移動運營商的HLR和網(wǎng)絡運營商漫游GMSC在互相通信時，都將MTP消息中的DPC指定為漫游中繼系統(tǒng)的信令點編碼,。這樣MTP消息到達漫游中繼系統(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,，而不會直接從另一條鏈路轉發(fā)出去,。
　　經(jīng)過上面的對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的地址結構
　　SCCP協(xié)議在MTP協(xié)議基礎上提供了增強的尋址路由功能。它的尋址路由功能不限制在同一信令網(wǎng)內,，可以實現(xiàn)跨越國家間的信令網(wǎng)傳送端到端的信令,。正是因為有了SCCP協(xié)議的路由功能，才使得能在移動通信網(wǎng)中GMSC,、訪問位置寄存器（簡稱VLR）及HLR之間傳送與國際漫游有關的各種控制信息,。
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的主叫地址和被叫地址,。SCCP地址結構如圖2所示,。可以看出,，與MTP的地址SPC相比較,，SCCP的地址更為復雜，它由信令點編碼(SPC),、子系統(tǒng)號碼(SSN)和全局碼（GT）三部分組成,。

　　SCCP地址結構中：①地址表示語用于指示后面的3個字段是否存在。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,，不過當SCCP消息承載的是MAP消息時,，該字段可選。③SSN是SCCP使用的本地尋址信息,，用于識別一個節(jié)點內的各個SCCP用戶,。SCCP已經(jīng)為移動通信網(wǎng)中的實體定義了子系統(tǒng)號,，HLR是6，VLR是7,，MSC是8,。④GT是某種編號計劃的號碼，對于MAP,，使用的是電信業(yè)務的編號計劃,。使用這種編號計劃的GT實際上是帶國際長途區(qū)號的電話號碼，可以標識世界上任意一個信令點和子系統(tǒng),，這就使得SCCP協(xié)議可以跨越單個國家或者地區(qū)的信令網(wǎng),，在全球范圍內進行尋址。SCCP消息承載MAP消息時,，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算的,。為此SCCP協(xié)議中用一個專門的功能模塊對被叫地址進行GT翻譯,。翻譯的結果中包括信令點編碼，通過比較這個信令點編碼是否與本地信令點編碼相同來決定該SCCP消息的下一步去向,。具體說,，GT翻譯模塊能夠將GT翻譯成SPC＋SSN＋新的GT，SCCP將根據(jù)被叫地址的GT翻譯結果來決定SCCP消息的去向,。如果被叫地址的翻譯結果中的SPC等于本地信令點編碼,，則說明SCCP消息已經(jīng)到達目的地且將被上傳到TCAP層；如果翻譯結果中的SPC不是本地信令點編碼,，則將此SCCP消息封裝為MTP消息,，封裝時使用翻譯結果中的DPC填充MTP消息的目標信令點字段，然后將該MTP消息交給MTP協(xié)議進行路由轉發(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鍵是：當SCCP消息的被叫地址進行GT翻譯時，翻譯結果中的SPC一定要與漫游中繼系統(tǒng)的信令點編碼相同,。由于國際漫游會涉及到位于全世界各地的VLR,，因此GT的內容將是多種多樣的。如果試圖為被叫地址中每一個可能出現(xiàn)的GT地址都配置一條GT翻譯,，顯然是不現(xiàn)實的,。
　　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,，為長度相同的一組GT配置翻譯,。GT的內容變化范圍非常大，但是長度變化的范圍卻是有限的。實際的配置是,，使用長度為6～15的10個GT掩碼,，分別對長度為6～15的GT配置翻譯。每一條的翻譯結果中都包含了漫游中繼系統(tǒng)的信令點編碼,。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
　　當消息通過TCAP層解包之后就形成TCAP消息,，到達MAP消息處理模塊后，需要對包括屬于SCCP層的主被叫地址以及MAP的IMSI消息字段作相應處理,。
　　在七號信令的協(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層也原封不動地將這2個參數(shù)上傳到MAP層,。MAP消息處理模塊可以接收到這2個SCCP層的協(xié)議控制數(shù)據(jù)進行處理。對于SCCP的主/被叫地址,，應該根據(jù)規(guī)定替換相應字段,。
　　由于HLR、VLR和MSC的SSN分別定義為6,、7,、8，所以對于由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。如果是從國外VLR發(fā)來的消息,，則應該將被叫地址轉換為虛擬移動運營商的HLR地址號碼,，主叫地址號碼不變；如果消息從虛擬移動運營商HLR發(fā)出,，則將主叫地址轉換為漫游中繼系統(tǒng)號碼,，而被叫地址不變。
　　此外,，當MAP消息處理模塊處理過的消息到達SCCP層時,，還會產生另一個問題：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：無論被叫地址中的GT是什么，翻譯結果中都要包含漫游中繼系統(tǒng)的信令點編碼,。如果下行的SCCP消息也要經(jīng)過GT翻譯,，則這些消息結果被重新返回到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)點的信令點編碼,，則將消息直接交給MTP進行發(fā)送，而且發(fā)送時MTP消息的DPC字段就是該SCCP消息被叫地址中的DPC,；當下行消息的被叫地址中不包含DPC時才進行GT翻譯,，并根據(jù)翻譯結果決定消息的去向。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編碼,，就可以保證消息在下行時順利避開SCCP的GT翻譯。至于填入什么樣的信令點編碼,，則由消息的流向決定,。如果消息是從HLR發(fā)出的，此時應該填入GMSC信令點編碼,；反之則填入HLR的信令點編碼,。同時MAP消息處理模塊還要對MAP的IMSI消息字段作相應處理。當向位于國外的VLR發(fā)出請求時,，應將虛擬運營商的IMSI替換為網(wǎng)絡運營商對應的IMSI,；反之，則將網(wǎng)絡運營商對應的IMSI替換為虛擬運營商的IMSI,。
4  結束語
　　通過以上探討和研究可知,，在圖1所示的網(wǎng)絡結構中，漫游中繼系統(tǒng)能夠從信令鏈路上截獲虛擬移動運營商HLR或網(wǎng)絡運營商漫游GMSC發(fā)過來的信令消息,，經(jīng)過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消息處理模塊轉換IMSI等MAP消息字段以及屬于SCCP層的主被叫地址,。完成轉換后，繼續(xù)向目標發(fā)送,，實現(xiàn)國際漫游業(yè)務,。本文討論的漫游中繼系統(tǒng)是對虛擬移動運營商開展國際漫游業(yè)務的一種新途徑，它以一種新的形式實踐了“網(wǎng)業(yè)分離”的移動通信運營思想,。
參考文獻
1   中華人民共和國信息產業(yè)部.900/1800MHz TDMA 數(shù)字蜂 窩移動通信網(wǎng)移動通信移動應用部分（Phase 2+）技術規(guī)范.  北京：人民郵電出版社,，2001
2   桂海源，駱亞國.NO.7信令系統(tǒng).北京：北京郵電大學出版 社,，1993
3   楊晉儒,，吳立貞.NO.7信令系統(tǒng)技術手冊(修訂本).北京：人民郵電出版社,，2001
4   DataKinetics Ltd.DataKinetics System7 TCAP Programmer′s   Manual Issue 6.2001
5   DataKinetics Ltd.DataKinetics System7 SCCP Programmer′s Manual Issue 6.2000