北交大通信工程综合实验移动通信系统

1、通信工程综合实验实 验 报 告l 移动通信系统实验学院： 班级：姓名： 学号：组员： 日期：实验一 移动台主叫实验一、 实验目的1、掌握移动台主叫正常接续时的信令流程。2、了解移动台主叫时被叫号码为空号时的信令流程。3、了解移动台主叫时被叫用户关机或处于忙状态时的信令流程。4、了解移动台主叫时被叫用户振铃后长时间不接听的信令流程。 二、 预备知识1、移动台同MSC之间的信令链路建立过程2、移动台主叫的呼叫建立过程3、与通话连接相关的七号信令消息三、 实验仪器移动通信实验箱 一台台式计算机 一台小交换机 一台四、 实验步骤1、硬件实验环境：PC和试验箱，它们之间通过串口线连接；实验台中各PC通过

2、以太网连接在一起，保证IP地址都在一个网段，能通过ping通试验箱中语音接口通过电话线与小交换机相连。 2、准备软件配置，按说明进行连接 3、通过串行口将实验箱和电脑连接，给实验箱上电。将与实验箱相连的电脑上的学生平台程序打开。在主界面上双击“主叫实验”图标，进入此实验界面。 4、点击“初始化”键，看到消息框中出现“初始化”完成。再点击“开机”键，从而使移动台处于开机状态。 5、移动台主叫实验需要某一个被叫移动台的配合，选择一个作为被叫的实验箱，并了解此被叫的电话号码。 6、呼叫建立正常实验： （1）提示被叫通过点击学生平台上的“初始化”、“开机”键，使被叫处于开机空闲状态，如下图所示：（2）

3、主叫在学生平台上选择或输入被叫移动台的电话号码，并按动对话框边的“OK”按钮。点击界面上的“呼叫”按钮，主叫学生戴上实验箱上配备的耳机，充当话机。主叫移动台开机拨叫被叫号码。主叫学生平台上将显示移动台主叫的信令过程。 （3）由于被叫处于开机空闲状态，很快被叫学生平台的电话将振铃，主叫学生平台上将会显示从被叫学生平台发送来的ISUP ADRRESS COMPLETE(ACM)消息。主叫MSC将向MS发送ALERTING信令。 （4）被叫振铃后，控制被叫学生平台的学生按动被叫实验界面上的“摘机”键，被叫学生戴上实验箱上配备的耳机。被叫学生平台上将显示被叫MS将向被叫MSC发送CONNECT消息。这

4、时，被叫MSC向主叫MSC发送ISUP ANSWER消息，主叫MSC收到此消息后，将向主叫MS发送CONNECT消息，MS回送CONNECT ACKNOWLEDGE消息。此后，主被叫之间的通话链路完全建立，能够进行通话。主叫学生平台上会提示“进入通话中”。 如下图所示：（5）通话结束，主叫主动挂断电话。主叫学生按动学生平台界面上的“挂机”，并放下实验箱上的电话。主叫学生平台会显示通话链路释放。 如下图所示主叫挂机信令流程： 7、被叫无应答的情况下的信令流程 （1）提示被叫通过点击学生平台上的“初始化”、“开机”键，使被叫处于开机空闲状态。 （2）主叫在学生平台上选择或输入被叫移动台的电话号码，

5、并按动对话框边的“OK”按钮。点击界面上的“呼叫”按钮，主叫移动台开机拨叫被叫号码。主叫学生平台上将显示移动台主叫的信令过程。 （3）由于被叫处于开机空闲状态，很快被叫学生平台的电话将振铃，主叫学生平台上将会显示从被叫学生平台发送来的ISUP ADRRESS COMPLETE(ACM)消息。主叫MSC将想MS发送ALERTING信令。 （4）被叫振铃后，让被叫学生不按动“摘机”键。等待1DLWLLD分钟后，被叫MSC释放链路的信令显示在被叫学生平台上。并且被叫MSC向主叫MSC发送ISUP RELEASE消息，主叫MSC收到此消息后，将进行主叫链路的释放，所有的释放链路的信令将依次显示在主叫学

6、生平台的界面上。 实验结果如下图所示：8、进行被叫未开机时的信令流程实验。 （1）让被叫学生按动被叫学生平台上的“关机”键，使被叫移动台处于关机状态。 （2）主叫在学生平台上选择或输入被叫移动台的电话号码，并按动对话框边的“OK”按钮。点击界面上的“呼叫”按钮，主叫学生拿起实验箱上的话筒。主叫移动台开机拨叫被叫号码。主叫学生平台上将显示移动台主叫的信令过程。 （3）由于被叫移动台处于关机状态，主叫MSC将从被叫MSC收到ISUP RELEASE消息。主叫学生平台上会显示从被叫MSC收到此消息，紧接着是主叫MSC释放链路的信令过程。 实验结果如下图所示：9、被叫号码无效时的信令流程。 （1）主叫

7、在学生平台上输入教师规定的一个号码（此号码不对应任何实验箱，因此可认为是个不合法的号码），并按动对话框边的“OK”按钮。点击界面上的“呼叫”按钮。 （2）学生平台上会显示紧接着的所有的信令过程。最后会弹出对话框提示“本号码是空号，请挂机”。学生放下电话，实验结果如下图所示：10、进行以上4种情况的实验时，每一实验结束后，结合实验原理中的信令流程图认真分析信令流程并做相应的记录。11、以上实验时主被叫学生平台均不需要选择“单步”按钮。如果需要选择“单步”按钮，主叫学生平台和被叫学生平台要密切配合，否则会由于一方不按动“下一步”键，整个实验无法继续，导致移动台或者基站的定时器超时，导致异常5 实验

8、结果及原理分析1、 初始化准备在进行主叫实验/被叫实验时,首先在开始运行里查找自己的IP地址，同时要知道对方的IP地址，必须保证计算机联网和进行以下配置(文件C：mobilesystem):学生电脑IP地址学生平台手机号码IMSI（除460和00）位置更新前TMSILAI位置标示除460和00小交换机端口序号192.168.1.121381581701215890000011234567100011192.168.1.131381581701315890000021234567200022192.168.1.151381581701515890000031234567300033192.168

9、.1.161381581701615890000041234567400044192.168.1.171381581701715890000051234567500055System文件配置说明：第1列：学生平台的IP地址，与自己的实验桌号相同。第2列：对应学生平台的手机号码MSISDN，共11位， N1N1N3+H1H2H3+SN，N1N2N3是数字蜂窝移动业务接入号如：移动的138、139，联通的130，131等。H1H2H3是HLR识别号，全国统一分配，SN为用户自行分配号码，建议后两位与桌号一致。 第3列：IMSI国际移动用户识别码，IMSI存储在SIM卡和HLR中，IMSI为15位数

10、字，所有IMSI的前五位460（中国代码）00/02/07/01/03/05/20（移动网代码）是固定的，移动国家码和移动网号后为10位MSIN，分配为H1H2H3 9××××××。H1H2H3是HLR识别号。比如手机号应的IMSI为：460001589000001。第4列：TMSI，共8位，本地有效，要保证每个MS不同即可。第5列：LAI定位区标识，位置识别及更新， MCC（460）MNC（00）LAC（X1X2X3X4，从0000FFFF）共4位，前两位全国分配，后两位省内分配；第6列：小交换机号，共三位

11、，是每个实验箱跟交换机接口的序号，编号为X（X=1,2,），每个实验箱不同即可。配置后的文件内容如下所示：192.168.1.651589000001, 12345665,0001,1192.168.1.721589000002, 12345672,0003,2192.168.1.781589000003, 12345678,0016,3第二步启动程序，然后点击初始化键，界面上显示初始化完成，则实验准备完成。初始化过程中主叫MSC向被叫MSC发送初始化信息，即ISUP INITIAL ADDRESS MESSAGE（

12、IAM），IAM消息包括主叫、被叫号码和服务类型，被叫MSC可以根据被叫号码在相应位置区对被叫MS发起寻呼2、 建立呼叫连接（1）MS->BS CHANNEL REQUEST：主叫MS向BS（基站子系统）发送信道申请。（2）BS->MS GET_IMMEDIATEASSIGNMENT：BS向MS发送立即分配消息，通知MS为其分配的专用信道。（3）MS->主叫MSC CM_SERVICE_REQUEST：MS在为其分配的信道上向MSC发送CM服务请求。（4）BS->MS -L2_UA：BS向MS发送L2确认。（5）主叫MSC->MS -AUTHENTICATION

13、REQUEST：主叫MSC向MS发送鉴权请求。（6）MS->主叫MSC - AUTHENTICATION RESPONSE：MS向主叫MSC发送鉴权应答。（7）MS->主叫MSC -SET_UP：鉴权结束后，MS已接入网络，此时，MS发送SET_UP信息，里面包含有详细地被叫号码和主叫标识信息。（8） 主叫MSC->MS -CALLING PROCEEDING：决定呼叫是否可以继续。（9）被叫MSC->主叫MSC -ISUP ADDRESS COMPLETE：被叫MSC向主叫MSC发送ISUP地址完成。（10）主叫MSC->MS -ALERTING：发送被叫已振铃

14、的提醒。（11）被叫MSC->主叫MSC -ISUP_ANSWER：提示ISUP应答，被叫已摘机。（12）主叫MSC->MS -CONNECT：主叫MSC向MS发送连接建立信令。（13）MS->主叫MSC -CONNECT ACK：连接建立确认，进入通话阶段。（14）被叫MSC->主叫MSC -ISUP_RELEASE：ISUP释放，提示已挂断电话。（15）主叫MSC->MS -DISCONNECT：连接已中断。（16）MS->主叫MSC -RELEASE：MS发送释放请求。（17）BS->MS -RELEASE COMPLETE：主叫MSC确认释放完

15、成。（18）BS->MS -CHANNEL COMPLETE：信道释放。（19）MS->BS -L2_DISC：L2连接释放。（20）BS->MS -L2_UA：L2确认，主叫通话结束。3、 被叫无应答主要经历接入阶段和鉴权加密阶段，接入阶段包括信道请求，信道激活，信道激活响应，立即指配（建立“手机”（电脑）与BTS（BSC）建立了暂时固定的关系）；鉴权加密阶段包括鉴权请求，鉴权响应，主叫用户身份得到确认，网络允许继续处理该呼叫可以从界面上看出网络允许通信之后，立即开始信道分配MS处于闲置模式的时候呼叫MS后若建立连接，被叫就会振铃，被叫MSC向主叫发送ACM地址完成消息，表

16、示被叫MSC接受呼叫。从界面显示可以看出，主叫MSC发送ALTERTING消息给MS表示收到ACM消息。被叫振铃，通过按“摘机”键实现双方通信。经过Call Proceeding的过程，MS发送一个SET UP 消息，在此消息中携带有被叫号码和主叫标识等更为详细的信息，MSC收到此消息后，首先向VLP查询该用户的相关业务信息，VLR根据此次业务类别和开户时MS已经申请的业务信息，决定此次呼叫是否可以继续；如果继续则向MSC回送该用户数据。从而建立通话。被叫未呼叫成功，挂机的一方MS则发送DISCONNECT信号，MSC向对面发送ISUP RELEASE消息，开始链路释放4、 被叫未开机5、被叫

17、号码无效当输入一个非指定号码的时候，显示出“所拨号码是空号，请挂机”的对话框，表示号码无效，无法进行信令连接 实验二 移动台被叫实验一、 实验目的1、掌握移动台被叫正常接续时的信令流程。2、掌握通话结束呼叫释放时的信令流程。3、了解被叫用户振铃后长时间不接听时移动台被叫的信令流程。二、 实验器材电源，台式计算机，交换机，串口线，电话线，耳机和麦克，电源线，移动通信试验箱。三、 实验步骤1、通过串行口将实验箱和电脑连接，给实验箱上电。将与实验箱相连的电脑上的学生平台程序打开。在主界面上双击“GSM移动台被叫”实验图标，进入此实验界面。2、点击“初始化”键，看到消息框中出现“初始化”完成。再点击“

18、开机”键，从而使移动台处于开机状态。如下图所示：3、移动台被叫实验是同一个主叫移动台配合进行的，在教师的协调下，确定作为主叫的实验箱。4、下面进行呼叫建立正常的实验，主要观察移动台被叫的信令过程。（1）等待主叫移动台拨叫本实验箱上的移动台。由于被叫开机，学生平台上会显示被叫MSC寻呼被叫移动台的信令过程。（2）被叫MSC寻呼被叫移动台结束后，被叫MSC与被叫移动台之间的信令连接建立。过片刻，被叫实验箱振铃。观察学生平台信令的显示，会出现MS向MSC发送ALERTING消息。（3）按动学生平台上的“摘机”键并且佩戴实验箱上的耳机作为电话听筒。观察学生平台的信令显示，会出现MS向MSC发送CONN

19、ECT消息，紧接着MSC向MS发送CONNECT ACKNOWLEDGE消息。至此整个通话建立。可以进行通话。5、下面进行通话结束呼叫释放的实验。（1）通话结束，被叫主动挂断电话，观察学生平台上呼叫释放的信令流程。如下图所示：6、下面进行呼叫建立时被叫振铃不应答的实验，观察移动台被叫的信令过程。（1）等待主叫移动台拨叫本实验箱上的移动台。由于被叫开机，学生平台上会显示被叫MSC寻呼被叫移动台的信令过程。（2）被叫MSC寻呼被叫移动台结束后，被叫MSC与被叫移动台之间的信令连接建立。过片刻，被叫实验箱振铃。观察学生平台信令的显示，会出现MS向MSC发送ALERTING消息。（3）被叫学生不按动学

20、生平台上的“摘机”键，等待片刻，由于被叫无应答，会导致被叫端定时器超时，被叫会释放呼叫链路。如下图所示：7、进行以上三种情况的实验时，每一实验结束后，结合实验原理中的信令流程图认真分析信令流程并做相应的记录。8、以上实验时主被叫学生平台均不需要选择“单步”按钮。如果需要选择“单步”按钮，主叫学生平台和被叫学生平台要密切配合，否则会由于一方不按动“下一步”键，整个实验无法继续，导致移动台或者基站的定时器超时，导致异常。四、 实验结果及原理分析1、正常呼叫移动台被叫部分的信令流程：（1）主叫MSC->被叫MSC -ISUP_INITIAL_ADDRESS：主要MSC向被叫MSC发送ISUP初

21、始化信令，其中包含有详细地被叫号码和主叫标识信息。（2）BS->MS -PAGING REQUEST：BS向MS发送呼叫请求。（3）MS->BS CHANNEL REQUEST：主叫MS向BS（基站子系统）发送信道申请。（4）BS->MS GET_IMMEDIATEASSIGNMENT：BS向MS发送立即分配消息，通知MS为其分配的专用信道。（5）MS->被叫MSC -PAGING RESPONSE：MS发出呼叫应答。（6）BS->MS -L2_UA：BS发送L2确认。（7）被叫MSC->MS -AUTHENTICATION REQUEST：被叫MSC向MS

22、发送鉴权请求。（8）MS->被叫MSC - AUTHENTICATION RESPONSE：MS向被叫MSC发送鉴权应答。（9）被叫MSC->MS -SET UP：发送建立信令。（10）MS->被叫MSC -CALL CONFIRMED：MS发送呼叫确认。（11）MS->被叫MSC -ALERTING：发送被叫已振铃的提醒。（12）MS->被叫MSC -CONNECT：被叫MS发送连接建立信令。（13）被叫MSC->MS -CONNECT ACK：连接建立确认，进入通话阶段。（14）MS->被叫MSC -DISCONNECT：连接已中断。（15）被叫M

23、SC->MS -RELEASE：发送释放请求。（16）MS->被叫MSC -RELEASE COMPLETE：确认释放完成。（17）BS->MS -CHANNEL COMPLETE：信道释放。（18）MS->BS -L2_DISC：L2连接释放。（19）BS->MS -L2_UA：L2确认，被叫通话结束。2、通话结束，呼叫链路书房的信令流程主叫MS向主叫MSC发出断连消息主叫MSC向被叫MSC发送释放ISUP消息主叫MSC向MS发送释放命令主叫MS向主叫MSC发回释放完成消息主叫BS向主叫MS发出释放信道命令主叫MS向主叫BS发送DISC消息主叫BS向主叫MS发回

24、UA证实帧被叫MSC向被叫MS发出释放命令被叫MS向被叫MSC发回释放完成消息被叫BS向被叫MS发回释放信道命令被叫MS向被叫BS发送DISC消息被叫BS向被叫MS发回UA证实帧3、 被叫振铃后无应答实验思考题实验思考题：1） 实验中，若主叫无法呼叫对方，分析可能产生的原因；答：1、PC与实验箱没有用串行线连接或PC之间没有通过以太网连接2、主叫用户为非法用户，即IMSI、TMSI、LAI等参数设置不正确。3、进行主被叫实验的两组实验软件配置信息出现错误，或者未包含彼此的配置信息。4、被叫方可能处于关机状态。5、被叫号码无效6、号码选择后未点击“OK”键。2） 实验中，小交换机的作用是什么？若配置文件的端口与实际端口不符，会出现什么现象？答：交换机的作用是完成两个MS之间的话音通信。在移动台呼叫过程的实验中，在主叫和被叫之间信令交互完成之后，交换设备完成两个学生平台之间话音的接续。用小交换机进行话音接续模拟了实际移动通