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移动通信系统实验姓名：学号：班级：通信同组成员：上课时间：周二16：20-18：10移动台主被叫实验一、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。5、掌握移动台被叫正常接续时的信令流程。6、掌握通话结束呼叫释放时的信令流程。7、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、实验仪器1、移动通信实验箱一台；2、台式计算机一台；3、小交换机一台：三、实验原理处于开机空闲状态的移动台要建立与另一用户的通信，在用户看来只要输入被叫号码，再按发送键，移动台就开始启动程序直到电话拨通。实际上，移动台和网络要经许多步骤才能将呼叫建立起来。以移动台和移动台进行通信为例，就包括主叫移动台和主叫MSC建立信令链接、主叫MSC通过被叫电话号码对被叫用户进行选路，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。本实验主要是让学生掌握移动通信中移动台主叫时MS和MSC之间的信令过程、以及为了完成通话连接，主叫MSC和被叫MSC之间的信令过程（即七号信令中的部分消息）。四、实验内容1、记录正常呼叫的过程中，移动台主叫部分和被叫部分的信令流程2、记录被叫关机时，移动台主叫部分的信令流程3、记录被叫振铃后无应答时，移动台主叫部分和被叫部分的信令流程4、记录被叫号码无效时，移动台主叫的信令流程5、记录通话结束后，呼叫链路释放的信令流程五、实验步骤主叫实验：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“主叫实验”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“开机”键，从而使移动台处于开机状态。3、移动台主叫实验需要某一个被叫移动台的配合，在教师的协调下，选择一个作为被叫的实验箱，并了解此被叫的电话号码。4、下面进行呼叫建立正常的实验。（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。（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。（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。主叫学生平台上会提示“进入通话中”。（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。5、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，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。（4）被叫振铃后，让被叫学生不按动“摘机”键。等待1分钟后，被叫MSC释放链路的信令显示在被叫学生平台上。6、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ISUPRELEASE消息。7、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。8、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。被叫实验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“开机”键，从而使移动台处于开机状态。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。（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。（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。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。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。（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。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。六、实验准备以及信令流程1、实验界面获得本机电脑的IP地址，由此查得本机号码并记录在SYSTEM中实验所用的软件界面：2、主叫初始化：分析：这个过程是主叫MSC向被叫MSC发送的最早的一条信令。当主叫MSC查询到被叫MSC的地址后，就向被叫MSC发送IAM消息，此消息中包含主叫号码、被叫号码和业务类型等。被叫MSC根据这条消息就可以知道主叫的电话号码、以及被寻呼的被叫号码。根据被叫号码被叫MSC可以在相应的位置区对被叫MS发起寻呼3、移动台开机：分析：经过了两个阶段：1、接入阶段：信道请求，信道激活，信道激活相应，立即指配（建立“手机”（电脑）与BTS（BSC）建立了暂时固定的关系）；2、鉴权加密阶段：鉴权请求，鉴权响应（应答）4、选择被叫（输入被叫号码，点击“OK”键主叫显示界面）：分析：主叫用户的身份已经得到了确认，网络认为主叫用户是一个合法用户，允许继续处理呼叫。5、主叫呼叫、被叫接通:分析：呼叫过程中，被叫振铃，通过按“摘机”键实现双方通信。MS发送一个SETUP消息（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；继续的话，进行被叫分析，根据被叫号码，寻址到被叫的HLP，在经过一些信令传输过程，达到最终通话6、被叫主动挂断:分析：MS向被叫MSC发送ISUPPELEASE消息，这时被叫MSC就会向主叫的MSC发送ISUPRELEASE消息，收到此消息的主叫MSC就会向MS发送DISCONNECT消息，开始链路释放。实验结果显示被叫未开机7、主叫主动挂断电话:主机处单机“挂机”键。分析:MS向主叫MSC发送ISUPPELEASE消息，这时主叫MSC就会向被叫的MSC发送ISUPRELEASE消息，收到此消息的被叫MSC就会向MS发送DISCONNECT消息，开始链路释放。8、被叫未开机主机处单机“呼叫”键，而显示被叫未开机。分析：被叫MSC收到主叫MSC发送来的初始化地址消息ISUPINITIALADDRESS后，被叫MSC将根据初始化地址消息中包含的被叫用户的信息进行查询。如果被叫被开机，则向主叫MSC发送ISUPRELEASE消息，收到此消息的主叫MSC则向主叫MS发送DISCONNECT消息，进行链路的释放9、被叫未开程序:分析：被叫未开程序，类似于拨号时不存在此被叫号码，从而显示无法建立信令连接七、思考题1.实验中，若主叫无法呼叫被叫方，分析可能产生的原因。答：（1）硬件连接的问题；（2）机器问题；（3）实验开始前未点击“初始化”；（4）被叫方关机；（5）被叫正在与其他人进行通话；（6）系统文件配置问题。2.实验中，小交换机的作用是什么？如果配置文件的端口和实际连接端口不符，会出现什么现象？答：小交换机中在实验中的作用是将主叫与被叫两台PC之间建立连接，将主叫呼叫的信息传送给被叫一方。如果配置文件的端口和实际端口不符则会弹出警告的对话框显示无法建立与被叫的信令连接。3.系统配置文件主要有什么作用？答：由于在实验中计算机实现包括MSC、VLR、HLR、AUC等实体的网络子系统功能，所以需要在软件平台中存储用户信息，保证两台电脑上这两个数据库是完全一样的。SYSTEM文件中包括的内容有：学生计算机的IP地址+对应学生平台的手机号码（11位）+IMSI国际移动用户识别码+TMSI号+LAI定位区标识+小交换机号（实验箱跟交换机接口的序号）。4.分析个人11位手机号码的基本组成，IMSI和TMSI各有什么作用？答：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。IMSI国际移动用户识别码，是识别移动用户的标志，IMSI是全网和全球唯一的（非法制造商也可能造出IMSI相同的SIM卡），一般在入网和TMSI更新失败时使用。IMSI存储在SIM卡和HLR中，IMSI为15位数字，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H1H2H39××××××。H1H2H3是HLR识别号。比如手机号：13815875012对应的IMSI为：460001589000001。TMSI：临时移动用户识别码，它是IMSI的临时“代表”，出于IMSI的安全考虑，为尽量避免在空中接口传递IMSI，由VLR给用户分配的，TMSI在当前VLR中是唯一的。TMSI，共8位，本地有效，要保证每个MS不同即可。当用户漫游至其它VLR时，当前VLR向前一VLR查询用户TMSI，查询成功后当前VLR完成对用户的鉴权，并重新给用户分配一个新的TMSI，前一VLR将用户的过期TMSI和用户信息删除；如果查询失败，则当前VLR向用户归属HLR查询用户IMSI，完成鉴权。5.主被叫初始化时，系统提示“完成IMSI附着”是什么意思？答：IMSI附着，对应用户开机,并和MSC保持着联系。6.GSM系统中的Um接口、A接口、No.7信令在实验平台上是如何实现的？答：实验箱上的无线射频接口相当于GSM实际系统中的Um接口，实验箱与学生平台之间的串口相当于实际系统中的A接口，MSC/VLR与MSC/VLR之间的通信信令由实验室局域网进行传输，模拟了实际系统中MSC和MSC之间的No.7信令传输系统。八、实验心得这次实验主要通过老师给我们演示来进行，通过此次移动通信系统实验，掌握了在各种不同情况下的移动台主、被叫的信令流程和原理，以及为了完成通话连接，主叫MSC和被叫MSC之间的信令过程等等。经过老师讲解和演示之后，我对移动通信有了更加清晰的了解，在实验的过程中将所学知识与生活实际联系起来，将知识更好的运用到生活实际中。这样既可以巩固自己所学的知识，也能在实践中有更多的体会。