Layer N-1 header
Data
Introduction to protocols
端到端协议
Layer 4 Layer 3 Layer 2 Layer 1
Peer-to-peer protocols
Layer 4 Layer 3 Layer 2 Layer 1
Introduction to protocols
是利用包含在各帧中的数据链路连接标识符来加以区别； b) 帧的定界和透明性，从而允许识别在D信道上以帧形式发送的
一串比特； c) 顺序控制，以保持通过数据链路连接的各帧的次序； d) 检测一数据链路连接上的传输差错，格式差错和操作差错； e) 根据检测到的传输差错，格式差错和操作差错进行恢复； f) 把不能修复的差错通知管理实体； g) 流量控制
OSI 参考模型
Layer 7 Layer 6 Layer 5 Layer 4 Layer 3 Layer 2 Layer 1
应用 表达 对话 传输 网络 数据链路 物理
Network Data Link Physical Layer 0
应用 表达 对话 传输 网络 数据链路 物理
Introduction to protocols
帧结构
LAPD、MTP2、LAPDm
LAPD 的帧结构（一）
LAPD的帧结构 FCS：帧校验序列
FLAG
HDLC：高级数据链路协议， 8 7 6 5 4 3 2 1
主要用于定界。 LAPD的消息长度限制在 260个Byte。
3、检测和纠错
检测手段： LAPD和MTP：16位CRC校验；BER>4*10E-3时 LAPDm：物理层已提供这一功能；
用途： 1、检测错误，请求重发； 2、监视链路质量，通知OMC。
有线：填充帧，BER>4*10E-3时 无线：利用SACCH定时传送，计算无效帧数。
检测和纠错
消息传递的方式 确认式：重发； 非确认式：只发送一次； e.g：系统消息、测量报告
➢ 两个主要协议群
– 1、7号信令协议群
• A接口 • NSS内部接口 • GSM与其余网络接口
– 2、GSM专用协议群：
• Abis接口、Um接口
➢ 移动 C7 信令协议群
OSI Layers
SS#7
Application 7
MAP
BSSAP
Presentation Session
6 5 电话用户 ISDN用户
4、复用
功能不同而又相互独立的消息流在同一条数据链路上 传递的可能性。
SAPI：业务接入点识别 源于ISDN DLCI：数据链路连接识别 OSI的正式术语 LAPD
SAPI＝0、62、63 TEI：对应不同的TRX单元 LAPDm SAPI＝0、3
5、流量控制
目的： 控制每个信息流，使局部过载不会导致全局灾
➢GSM系统专用协议群
MS
CM MM
RR
Sig. layer 2 (LAPDm) Layer 1 (air)
BTS
(CM)
(CM)
(MM)
(MM)
(RR)
(RR)
RR'
BTSM
Sig. layer 2 Sig. layer 2 (LAPDm) (LAPD)
Layer 1(air) Sig. layer 1
4.2 L2层协议介绍
UM口 LAPDm ABIS口 LAPD A口以上 MTP2
1、基本帧结构
01111110
信息比特
01111110
起始标志
终止标志
帧
：将要传送的信息构造成比单个比 特大的单位
关键问题：比特的起止位置
插“0”技术，帧长度可变，头尾标志可共用。
基本帧结构
01111110
信息比特
呼叫处理
呼叫建立、连接与清除 切换过程 移动性管理
位置更新过程 用户身份识别 移动设备识别
操作与维护
数据库管理
测量
人机接口（MMI）
网间互通
计费
MSC
➢HLR功能与作用
HLR:Home Location Register
用户识别号（IMSI,MSISDN）
当前用户的VLR（当前位置）
目录
1、 GSM 网络拓扑结构 2、 GSM的信令协议结构 3、 NO.7信令网简介 4、 各层协议介绍 5、 TUP协议介绍 6、 ISUP协议介绍 7、 GSM 信令流程 8、 信令流程中重要定时器介绍 9、 重要信令消息内容详解 10、常用信令分析软件 11、基本信令分析方法
1、GSM 网络拓扑结构
SIM
MS
BTS
Speech,
Speech,
Sres Data
Data
Ki A3
无线通路
A8
A5
A5
Kc
VLR
Sres Kc RAND
2、 GSM的信令协议结构
BTS
BSC
MSC /VLR
HLR
GMSC
CM
MM RR Transmission
HLR GSM的协议结构
MS BTS
BSC MSC/VLR
01111110
起始标志
终止标志
LAPDm的特点：不需要头尾标志
原因
：无线定时
2、分段和重组
帧长度
A接口：272字节，直接沿用于SS7，能满足所有信 令需要，不用分段；
Abis接口：264字节，对应于上层消息的260字节； LAPDm：需要分段，受限于无线接口最大帧长（23
字节）。
重组
利用帧中的附加信息，该信息表示当前帧是否是最 后一段。
循环计数器：检测帧重复和丢失 发送窗长：K，应答足够大。 Lapdm：K＝1，即发送－等待。不会造成过大影响。无线信道是交
替编排，信令帧通常一次只有一帧。（在FACCH情况下有影响）。
检测和纠错
LAPD/LADPm 如何进入确认操作方式：
SABM、UA
LAPD/LADPm 如何退出确认操作方式：
DISC、UA
Layer N Layer M Layer 2 Layer 1
Layer N
Layer M
Layer 2 Layer 1
分层封装－消息头的概念
Layer N+1
….
Layer N
Layer N header Data
Layer N-1 Layer N-1 header
Data
….
Layer N header Data
害。
方法：向信息流的实际源通知出错情况； 简化处理：延迟发送确认； 停－走控制：只LAPD和MTP有此功能。
真正的控制是通过高层对呼叫的控制，达到减少 系统流量。
L2链路层协议分析 LAPD、LAPDm、MTP2
LAPD 功能
LAPD包括下列功能 a) 在D信道上提供一个或多个数据链路连接。数据链路连接之间
VLR
➢AUC功能与作用
鉴权和加密数据
Ki,RAND A3,A8算法 Kc,Sres
C
D H
BTS
A
BTS
MSC
E
BTS
MSC
F
➢鉴权（Authentication）
SIM
Sres Ki A3
A8 Kc
VLR
=? Sres Kc RAND
AUC
Sres A3 Ki
Kc
A8
RAND
➢ 加密（Ciphering )
数字移动系统７号信令网结构
A平面
HSTP1
B平面
HSTP1
HSTP2
HSTP2
LSTP
LSTP
SP
SP
SP
LSTP
LSTP
SP
SP
数字蜂窝PLMN信令网
信令网组成
SP（信令点）、SL（信令链路）和STP（信令转接点）
SP:MSC/VLR、EIR、HLR/AUC SL:两接点间的PCM链路的一个或多个时隙 STP:转接信令
SCCP Signalling Connection Control Part MAP Mobile Application Part TCAP Transaction Capability Application Part ISUP ISDN User Part MTP Message Transfer Part
TCAP
(DATP+BSSMAP)
4
TUP
ISUP
Transportation 4
SCCP
Network
3
MTP 3
3
MTP 2
2
Link
2
MTP 1
Physical
1
2Mb/s Trunk
1
➢协议层名称
MTP－消息传递部分 SCCP－信令连接控制部分 MAP－移动应用部分 TCAP－事物处理应用部分 BSSAP－基站子系统应用部分 TUP－电话用户部分 ISUP－ISDN用户部分
•帧定位 •差错控制 •序列号和重发机制
Introduction to protocols
数据链路层
Flag Address Sequence number Layer 3 data Check sum Flag
Introduction to protocols

Layer 3 - 网络层
问题3：一条消息如何从一点到达另一点，并最终到达 其目的地；
TMSC1
C口
TMSC2
H口
HLR
AUC
NO.7信令网
VLR MSC1
B口