北京交大通信工程实验

目录

移动台主、被叫试验

900MGSM试验8

链路层帧格式协议13

网络层协议分析16

第四部分：移动通信系统试验

第15章GSM系统试验

试验一移动台主叫试验

一.试验感想

这次试验重要有关移动台口勺主叫与被叫试验，在模拟双方通信日勺过程中，我熟悉了一次

通信连接建立H勺基本过程，以及MSC、MS之间需要发送的多种指令，包括初始化过程，

信道的分派，链路的释放等，每一条指令都清晰的反应在顾客界面上，我让对模拟通信有了

比较深入某些H勺理解。

这次试验做得比较顺利，不过在此过程中也出现了某些问题，例如被叫无响应，摘机后

听不见被叫声音等，不过重要原因是由于没有好好按照书上日勺程序操作，例如初始化的建立,

由于按键的次序不对•而不能启动初始化，这些问题按照试验书上操作都可以防止，因此本次

试验并不难，不过考验耐心和认真，这样才能又好又快地做完。

二.试验目的

1、掌握移动台主叫正常接续时的信令流程

2、理解移动台主叫时被叫号码为空号时的信令流程

3、理解移动台主叫时被叫顾客关机或处在忙状态时的信令流程

4、理解移动台主叫时被叫顾客振铃后长时间不接听的信令流程

三.试验仪器

1、移动通信试验箱

2、台式计算机

3、小互换机

四.试验原理

处在开机空闲状态的移动台要建立与另一种顾客的通信，需要通过许多环节才能将

呼喊建立起来。以移动台同移动台进行通信为例，包括主叫移动台和主叫MSC建立信

令连接、主叫MSC通过被叫号码对被叫顾客进行选路，即寻找被叫所处的MSC、

被叫MSC寻呼被叫MS并建立信令连接过程等三个过程。

1、主叫信令流程:移动顾客做主叫时I向信令过程从MS向BTS祈求信道开始，到主叫

顾客TCH指配完毕为止。一般通过：接入阶段、鉴权加密阶段、TCH指配阶段、

取被叫顾客路由信息阶段。

2、MSC之间使用到的七号信令消息的简朴简介

3、呼喊建立过程中出现的异常现象及其对应口勺信令

五.试验环节

1、硬件试验环境：PC和试验箱，它们之间通过串口线连接；

试验台中各PC通过以太网连接在一起，保证IP地址都在一种网段，能通过phg通

试验箱中语音接口通过线与小互换机相连。

2、准备软件配置，按阐明进行连接

3、通过串行口将试验箱和电脑连接，给试验箱上电。将与试验箱相连口勺电脑上的学生

平台程序打开。在主界面上双击“主叫试验”图标，进入此试验界面。

4、点击“初始化”键，看到消息框中出现“初始化”完毕。再点击“开机”键，从而使移动

台处在开机状态。

5、移动台主叫试验需要某一种被叫移动台的配合，选择一种作为被叫口勺试验箱，并理

解此被叫日勺号码。

6、呼喊建立正常试验：

（1）提醒被叫通过点击学生平台上的“初始化”、“开机”键，使被叫处在开机空闲状态。

（2）主叫在学生平台上选择或输入被叫移动台的号码，并按动对话框边I为“。K”按

钮。点击界面上的r呼喊“按钮，主叫学生戴上试验箱上配置的।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时信令过程。

（3）由于被叫处在开机空闲状态，很快被叫学生平台时将振铃，主叫学生平台上将

会显示从被叫学生平台发送来日勺ISUPADRRESSCOMPLETE（ACM）消息。主叫MSC

将想MS发送ALERTING信令。

（4）被叫振铃后，控制被叫学生平台日勺学生按动被叫试验界面上的“摘机”键，被叫学

生戴上试验箱上配置口勺耳机。被叫学生平台上将显示被叫MS将向被叫MSC发送

CONNECT消息。这时，被叫MSC向主叫MSC发送ISUPANSWER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，可以进行通话。主叫

学生平台上会提醒“注入通话中“。

（5）通话结束，主仇积极挂断。主叫学生按动学生平台界面上的“挂机”，并放下试

验箱上的I.主叫学生平台会显示通话链路释放。

7、被叫无应答的状况下口勺信令流程

（1）提醒被叫通过点击学生平台上的“初始化”、“开机”键，使被叫处在开机空闲状态。

（2）主叫在学生平台上选择或输入被叫移动台的号码，并按动对话框边H勺“0K”按

钮。点击界面上的“呼喊”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H勺信令过程。

（3）由于被叫处在开机空闲状态，很快被叫学生平台的将振铃，主叫学生平台上

将会显示从被叫学生平台发送来日勺ISUPADRRESSCOMPLETE（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，将进行主叫链路日勺释放，所有的释放链路

的信令将依次显示在主叫学生平台的界面.上。

8、进行被叫未开机时H勺信令流程试验。

（1）让被叫学生按助被叫学生平台上的T关机”键，使被叫移动台处在关机状态。

（2）主叫在学生平台上选择或输入被叫移动台的号码，并按动对话框边的“0K”按

钮。点击界面上呼喊”按钮，主叫学生拿起试验箱I：的J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）由于被叫移动台处在关机状态，主叫MSC将从被叫MSC收至UISUPRELEASE

消息。主叫学F牛.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。

9、被叫号码无效时的信令流程。

（1）主叫在学生平台上输入教师规定的一种号码（此号码不对应任何试验箱，因此可

认为是个不合法H勺号码），并按动对话框边的TOK”按钮。点击界面上的T呼喊“按钮。

（2）学生平台上会显示紧接着H勺所有的信令过程。最终会弹出对话框提醒“本号码是空

号，请挂机”。学生放下。

六.试验成果及分析

1,初始化准备

这个试验需要两台机器配合，首先在开始运行里查找自己的IP地址，同步要懂得对方

的IP地址，得到所需信息之后将其填写在对应程序里即可。

第二步启动程序，然后点击初始化键，界面上显示初始化完毕，则试验准备完毕。初始

化过程中主叫MSC向被叫MSC发送初始化信息，即ISUPINITIALADDRESSMESSAGE

（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对应

位置区对被叫MS发起寻呼。

2.建立呼喊连接

本机号码/p>

重要经历接入阶段和鉴权加密阶段，接入阶段包括信道祈求，信道激活，信道激活对应,

立即指配（建立“”（电脑）与BTS（BSC）建立了I缶时固定的关系）；

鉴权加密阶段包括鉴权祈求，鉴权响应，主叫顾客身份得到确认，网络容许继续处理该呼喊

3.被叫应答和挂断

可以从界面上看出网络容许通信之后，立即开始信道分派

MS处在闲置模式的时候呼喊MS后若建立连接，被叫就会振铃，被叫MSC向主叫发

送ACM地址完毕消息，表达被叫MSC接受呼喊。从界面显示可以看出，主叫MSC发送

ALTERTING消息给MS表达收到ACM消息、。

被叫振铃，通过按“摘机”键实现双方通信。通过CallProceeding口勺过程，MS发送一

种SETUP消息，在此消息中携带有被叫号码和主叫标识等更为详细日勺信息，MSC收到此

消息后，首先向VLP查询该顾客的有关业务信息，VLR根据本次业务类别和开户时MS已

经申请的业务信息，决定本次呼喊与否可以继续；假如继续则向MSC回送该顾客数据。从

而建立通话。

若被叫未呼喊成功，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.被叫号码无效

当输入一种非指定号码的时候，显示出“所拨号码是空号，请挂机”的对话框，表达号

码无效，无法进行信令连接。

七.思索题

1.试验中小互换机的作用是什么？假如配置文献的端口和实际连接的端口不符，会出现什么

现象？

小互换机是将两台电脑连接从而实现主被叫的试验，假如不符，则无法进行信令连接。

2.试验中，若主叫无法呼喊被叫，分析也许产生的原因

也许是串口连接不好、电病或试验箱口勺硬件问题；

两台电脑地址设置不对；

未点击初始化：

被叫忙，正在通话中；

被叫未启动。

试验三900MGSM试验

一.试验感想

本次试验重要是理解2G通信系统的各个模块，多种指令，建立模拟GSM通信，到

达查看短信，呼喊转移的目的。在试验中，要用AT命令控制GSM模块实现多种功能，在

此过程中，我对重要AT命令有了一定I向理解，也可以纯热地运用它完毕多种规定的指令。

在本次试验中，我们的过程并不顺利。一开始不能成功收发短信，查询网络状态后发现

返回值是+CREG：0.0,网络并未登陆成功，换过一台试验箱之后显示0.5表达成功，之后

的时间做的比较顺利，不过在Hex和TailH勺切换上需要注意。虽然完毕时间偏慢，不过发

现问题并处理这一过程也让我加深了对试验的理解。

二.试验目的

1、理解GSM模块口勺基本功能

2、熟悉用AT命令控制GSM模块进行语音通信日勺流程

3、掌握TEXT模式和PDU模式下H勺短信收发命令

三.试验仪器

1、移动通信试验箱一台

2、台式计算机一台

3、GSM网络有效SIM卡（学生自备）一张

四、试验原理

在一部GPRS/GSM上，顾客通过键盘、显示屏或摄像头等人机接口，可以实现语音

通信，短信收发，GPRS上网和彩信业务。

众多的通信厂商提供GSM心PRS模块，在本次试验中采用SIM200通信模块。

本试验重要围绕怎样用AT命令来控制SIM200GSM模块来实现语音通信和TEXTTDU

模式下的短信息收发。

本试验所波及日勺重要AT命令如下表所示:

AT+CREG?查询网络登录状态

AT+CSQ查询接受信号强度

ATDT<号码〉主叫拨号

ATA被叫摘机

ATHO积极挂机或终止呼喊

AT+CCFC=<reas>,〈mode>,v号码>[.h呼喊转移（callforwarding）与控制

号码模式）

AT+CLIP=O或1来电显示与控制

AT+CMGF=O或1设置短信工作模式

AT+CMGD=<n>删除短信

AT+CMGL=<stat>短信列表

AT+CMGS发送短信

AT+CSCA?查询存储在SIM卡中的服务中心地址

AT+CSCA=<sca>[,<tosca>]加入短信消息服务码

五.试验环节：

1、通过串行口将试验箱和电脑连接，通电之后将与试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终端”试验图标，进入试验界面。

2、在右边的空白栏输入接受短信的号码（11位）

3、在短消息收发栏输入要发送时短消息（如123456.Hch!）.

4、点击发送短消息

5、10秒钟后，杳看对应短信与否被收到。

6、在上向试验箱答复:短信，查看收到的消息内容。

7、点击右下边的摘机图标，向另一台拨号，看另一台与否有来电显示、振铃。按挂

机图标可以挂机。假如另一台应答摘机，通过耳机/麦克风可■以进行语音通话。

8、也可以向试验箱发起呼喊，按右下边H勺摘机图标就可以进行通话。

9、在左上边的透明数据发送栏中，输入AT命令，就可以通过AT命令直接控制短信收发、

呼喊等过程;发AT命令时，必须选中“Tail”选项，代表AT命令的末尾必须添加回车符号＜CR＞。

所发送的AT命令本汇报的，试验原理”部分。

六.试验成果及分析：

1.查询网络登录状态

这是第一台试验箱时显示成果，此界面显示成果表达没有登录成功，换过一台后显示漫游,

登陆成功，不过很抱歉忘掉截图了。

此外查询接受信号强度所用AT命令是AT+CSQ,返回值是20.99,网络强度是20,误码率是

99,同样没有截图。

2.主叫拨号

运用ATDT命令进行拨号,

本次拨号返回信息是“NOCARRIER”表达对方无人接听

3呼喊转移与控制

透明收据收发

|AT<CFC=O,3,•>88!0387929\>29PHex

_______________________________________________________________________rTail

ERROR._

fiWj]

ERROR

Clo.r|

rHex

短消息收发

I---------------------------------------------发送♦0I

I

理消息工作状本.

透明模式下的退回敷据命令状套

设置呼喊转移的AT命令，在这里，返回信息是ERROR,不过实际上是对的的，阐明出现

了BUGo

4.删除无条件呼喊转移号码

理论上应答为+CCFC：0,7,不过界面不对，出现了BUG。

5.读短信内容

1、设置工作模式

设定为TEXT1工作模式，显示0K阐明设置成功

显示短信信息时通过SIM卡上短信内容，当index=2时.显示如下:

6.发送短信

七.思索题

1.使用AT命令设置呼喊转移后，若不再取消，SIM可与否一直保持该功能？

是，要关闭的话需要关闭无条件呼喊转移代码AT+CCFC=O,0

2.AT命令拨打某人时，若该关机、占线、无人接听，返回值与否都同样？

不一样样。关机是NODIALTONE；占线是BUSY无人接听时NOCARRIER

第一部分：计算机网络综合试验

第5章网络协议分析

试验一链路层帧格式分析

试验一、二感想：

由干没有学习计算机网络这门课，届时我对网络协议这样面的认识还不是很深，只能通

过书上的预习部分理解大概内容，因此在本次试验中也出现了诸多问题，一开始分不清

ICMP和ARP分别代表什么，不过通过规律的发现和Wireshark上较为详细的阐明让我渐渐

明白了各个协议H勺用途。试验一开始我们并不能抓到包，详细原因目前也没有弄清，尝试几

种过滤器之后系统就恢复:正常了。在ping的过程中也是没有成功ping到想要口勺主机，也许

是防火墙的I缘故。通过不停探索，让我对ARP协议、IP协议、ICMP有了深入日勺理解和掌

认识，不过诚然我目前对这首先还是认识很浅，因此目前我觉得计算机网络这门课对学习网

络通信这一部分起到必不可少日勺作用，因此我决定开始目学这门课程，早口跟上进度。并且

在后来会深入学习Wireshark时使用方法，掌握它的规律。

一.试验目的

1、熟悉网络协议分析原理及分析软件使用；

2、分析EthernetV2原则规定MAC层帧构造，理解IEEE802.3原则规定的MAC层帧构造

和TCP/IPI向重要协议和协议的层次构造。

3.初步理解TCP/IP协议及其层次构造

二.试验环境及有关设备

L连接在局域网中日勺计算机

2.计算机均需要安装Wireshark软件

三.试验原理

局域网按照网络拓扑构造可以分为星形网，环形网，总线网和树形网，近年来迅速以太

网、吉比特以太网和10吉比特以太网日勺飞速发展，采用CSMA/CD接入措施的以太网已经

在局域网市场中占有绝对优势，以太网几乎成为局域网的同义词。常用於J以太网MAC帧格

式有两种原则,一种是DIXEthemetV2原则,另一种是IEEEB勺802.3原则。

ARP协议时地址解析协议日勺简称，实际通信中，物理网络采用硬件地址进行报文传播，

IP地址不能被物理网络所识别，因此必须建立两种地址间的J映射关系，这一过程称为地址

解析。用于将IP地址解析成硬件地址的协议就称为ARP协议。

IP协议是一种无连接、点对点的数据报传送协议，位于网络层，且能未来自底层日勺不

一样物理网络帧统一为IP数据报提供应传播层使用。

ICMP是因特网控制报文协议的I缩写，容许路由器或主机汇报差错状况和提供有关信息,

用以调试和监视网络。在网络中，ICMP报文将作为1P层数据报的数据，封装在IP数据报

中进行传播。

四.试验环节

1.启动Etherecil/Wireshark软件。

2.在“Capture”菜单中选择"Options”菜单项选择项，在Options设置窗口中把捕捉

参数设置为非混杂模式。

3.点击"Start”按钮开始捕捉数据包，当网络中无关数据过多时，可在捕捉过滤器中

选择仅捕捉带有本机MAC地址的帧。

4.选择邻试验台的其他机器IP地址，进行Ping命令操作，待数据包基本稳定后点

击"Slop”按钮。

5.选中被捕捉的一种数据包，在详细信息窗口中逐层观测各协议层的详细信息。

6.分析Ethernet帧中U勺构造以及各项信息U勺含义。

7.选择File中的Save保留捕捉信息。

五.试验成果及分析

在选项中我选择使用滤波器选择留下清除A即TCP数据包，留下UDP和ICMP数据

包，选中其中一种数据包分析其帧H勺构造和含义。

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8•5u118

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8•a1j.3

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•••,・■H■八4O••■，»・•

以太网帧的构造

前导码帧前定界符目H勺地址DA源地址SA类型字段数据字段帧校验字段

7BIB6B6B2B46-1500B4B

六.思索题

1.挑选捕捉的一种数据包，写出该数据包中Ethernet帧的构造以及各项信息的含义

以太网帧构造包括前导码(7B)帧前定界符(1B)目的地址(6B)源地址(6B)类型(2B)

数据(46-1500B)帧校验(4B)

2.挑选捕捉的组ARP数据包，画山以太网上ARP祈求/应答的帧格式以及各项信息数值。

ARP数据构造：以太网目的地址(6B)以太网源地址(63)帧类型(2B)硬件类型(2B)协

议类型(2B)硬件地址长度(1B)协议地址长度(IB)OP(2B)发送端以太网地址(6B)

发送端IP地址(4B)目的以太网地址(6B)目口勺IP地址(4B)

3.捕捉数据包的封装协议层次依次有哪些？

有物理层，数据链路层，网络层，传播层，会话层，表达层，应用层7层

试验二网络层协议分析

一.试验目的

I、分析ARP协议报文首部格式，掌握ARP协议工作原理；

2、分析IP报文格式；

2、理解ICMP协议的工作过程

二.试验环境及有关设备

1、连接在局域网中的计算机

2、计算机要安装Ethereal/Wireshark软件

三.试验原理

IP是•种无向连结，点对点的数据传送协议，位于网络层，IP数据报格式阐明如下:

048152432

版本头长蜃务类型但麦总长

京如标双标志段帕移st

生存时间协议代码头校启和

32位源始地址

32位目的地址

可逸选项

用户数据

如图，i种刻度表达1个二进制位（比特）。

1-1.版本4位，表达版本号,目前最广泛日勺是4二B1000,即常说的IPv4：相信IPv6后

来会广泛应用，它能给世界上每个纽扣都分派

一种IP地址。

1-2.头长4位，数据包头部长度。它表达数据包头部包括多少个32位长整型，也就是

多少个4字节区J数据。无选项则为5（红色部分）。

1-3.服务类型，包括8个二进制位，每个位的意义如下：

过程字段：3位，设置了数据包的重要性，取值越大数据越重要，取值范围为：0

（正常）~7（网络控制）

延迟字段：1位，取值：0（正常）、1（期特低的延迟）

流量字段：1位，取值：0（正常）、1（期特高的流量）

可靠性字段：1位，取值：0（正常）、1（期特高的可靠性）

成本字段：1位，取值：0（正常）、1（期特最小成本）

保留字段：1位，未使用

1-4.包裹总长16位，目前数据包的总长度，单位是字节。当然最大只能是65535,及

64KBo

2-1.重组标识16位，发送主机赋予的标识，以便接受方进行分片重组。

2-2.标志3位，他们各自的意义如下：

保留段位（2）：1为，未使用

不分段位（1）：1位，取值：0（容许数据报分段）、1（数据报不能分段）

更多段位（0）：1位，取值：0（数据包背面没有包，该包为最终的包）、1（数据包

背面有更多H勺包）

2-3.段偏移量13位，与更多段位组合，协助接受方组合分段H勺报文，以字节为单位。

3-1.生存时间8位，常常ping命令看到的TTL（TimeToLive）就是这个，每通过一种

路由器，该值就减到零丢弃。

3-2.协议代码8位，表明使用该包裹的I」二层协议，如TCP=6,ICMP=1,UDP=17等。

3-3.头检查和16位，是IPv4数据包头部的校验和。

4-1.源始地址，32位4字节，我们常看到的IP是将每个字节用点（.）分开，如此而已。

5-1.目的地址，32位，同上。

6-1.可选选项，重要是给某些特殊的状况使用，往往安全路由会当作袭击而过滤掉，普

联（TP_LINK）II勺TL-ER5110路由就能这样做。

7-1.顾客数据。

1CMP报文包括在IP数据报中，属于IP的一种顾客，IP头部就在ICMP报文的前面，

因此一种ICMP报文包括IP头部、ICMP头部和ICMP报文（见图表，ICMP报文打勺构造和

几种常见口勺ICMP报文格式），1P头部的JProtocol值为1就阐明这是一种ICMP报文，ICMP

头部中的类型（Type）域用于阐明ICMP报文日勺作用及格式，此外尚有一种代码（Code）域

用于详细阐明某种ICMP报文的类型,所有数据都在ICMP头部背面。RFC定义了13种ICMP

报义格式，详细如下：

代码描述

0响应应答（ECHO-REPLY）

3不可抵达

4源克制

5重定向

8响应祈求（ECHO-REQUEST）

11超时

12参数失灵

13时间戳祈求

14时间戳应答

17地址掩码祈求

18地址掩码应答

Ping是Windows系列自带的一种可执行命令。运用它可以检查网络与否可以连通，用

好它可以很好地协助我们分析鉴定网络障碍。Ping的基本原理：向目的主机发送一种ICMP

回声祈求消息给目的地并汇报与否收到所但愿的ICMP回声应答。应用格式:PingIP地址。

该命令还可以加许多参数使用，详细是键入Ping按回车即可看到详细阐明。

四.试验环节

1.启动Ethereal/Wireshark软件。

2.在“Capture”菜单中选择“Options”菜单项选择项,在Options设置窗口中把捕捉

参数设置为非混杂模式。

3.点击"Start”按钮开始捕捉数据包。

4.选择邻试验台的其他机器IP地址，进行Ping命令操作，待数据包基本稳定后点

击"Stop”按钮。为使试验成果清晰，可以将补货数据包过滤器设为仅本机IP地址。

5.选中捕捉H勺ICMP数据包，观测并记录IP数据包的详细信息，分析数据包构造及含义

6.在“Capture”菜单中选择"Start”菜单项选择项，重新开始捕捉数据包（把捕捉参

数设置为选择非混杂模式）。此时在开始菜单中输入"arp-d*“和"ping某主机IP

地址“命令，ping命令执行完毕并且数据捕捉基本稳定后，点击”stop“按钮停止捕

捉

7.根据捕捉到的ARP数据包，分析ARP协议日勺地址解析过程。

五.试验成果及分析

1.捕捉ICMP数据报

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2.捕捉ARP数据报

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46.8544$192.168.1.«1192.168.1.MICMPEcho(Mereoje5t

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