北交大通信专业GSM系统实验

-1-通信工程综合实验-2-GSM系统实验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、实验仪器台式计算机，小交换机，串口线，电话线，耳机和麦克，电源线，移动通信试验箱三.实验原理1、主叫信令流程成功建立呼叫的信令流程，见下图1.1-3-图1.1成功建立呼叫的信令流程2、MSC之间使用到的七号信令消息的简单介绍在GSM移动通信网络里，网络侧的各设备之间的连接都具有单一的接口。比如MSC和HLR、VLR之间，以及MSC与MSC之间。网络侧各实体间均用CCS7信令（即七号信令）支持相互间的信令交换。CCS7信令方式的信令协议结构如下图1.2所示。图1.2GSM系统的CCS7信令协议层各协议相同的底层功能层面是大家分享的，从最底层的物理传输层到第三层的MTP都是相同的。MTP以上的协议就与所涉及的功能实体相关了。在MSC之间或者MSC与其他外部设备之间，与呼叫有关的信令将使用ISUP，与呼叫无关的信令侧组合在MAP上。在两个移动台进行呼叫的过程中，主叫MSC和被叫MSC的信令就是ISUP中规定的基本信令。3、呼叫建立过程中出现的异常现象及其对应的信令（1）被叫号码无效时的情况：主叫过程中，MSC收到SETUP消息后，能够知道被叫号-4-码和主叫标识等更为详细的信息。当主叫MSC分析SETUP消息发现其中的信息无效时，比如被叫号码为“未分配号码”、“号码已改变”、“无效号码格式（长度不完全）时，MSC将向主叫MS发送ReleaseComplete消息，启动清除程序，释放MSC和MS之间的信令链路。信令流程如图1.3所示：MSBSMSCCHANNELREQUESTIMMEDIATEASSIGNMENTCMSERVICEREQUESTAUTHENTICATIONREQUESTAUTHENTICATIONRESPONSESETUPRELEASECOMPLETEL2-DISCL2-UAL2-UACHANNELRELEASE图1.3被叫号码无效时的信令过程（2）被叫忙或者未开机时的情况：此情况的信令流程如图1.4所示：被叫的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。如果此时被叫忙或者未开机，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。-5-主叫MSBS主叫MSC被叫MSCBS被叫MSCHANNELREQUESTIMMEDIATEASSIGNMENTCMSERVICEREQUESTL2-UAAUTHENTICATIONREQUESTAUTHENTICATIONRESPONSESETUPCALLPROCEEDINGISUPINITIALADDRESSIAMISUPRELEASEASSIGNMENTCOMMANDASSIGNMENTCOMPLETEDISCONNECTRELEASERELEASECOMPLETEL2-DISCL2-UACHANNELRELEASE图1.4被叫忙或者被叫未开机情况下的信令流程（3）被叫无应答的情况下的信令流程：被叫的电话振铃，但是被叫长时间没有应答时的信令流程如图1.5所示：被叫MSC收到主叫MSC发送的初始化地址消息后，寻呼被叫MS并建立和MS之间的信令链路。若被叫MS振铃，被叫MSC将向主叫MSC发送ISUPADDRESSCOMPLETE地址完成消息。主叫MSC于是向主叫MS发送Alert消息，实际中，该消息一般由MS翻译成回铃音。若在一定的时间内，被叫不摘机，被叫MSC将释放MSC和被叫MS之间的链路，并同时向主叫MSC发送ISUPRELEASE消息，主叫MSC收到ISUPRELEASE消息后，也将由网络发起MSC和MS之间的链路释放过程。-6-主叫MSBS主叫MSC被叫MSCBS被叫MSCHANNELREQUESTIMMEDIATEASSIGNMENTCMSERVICEREQUESTL2-UAAUTHENTICATIONREQUESTAUTHENTICATIONRESPONSESETUPCALLPROCEEDINGISUPINITIALADDRESSIAMPAGINGREQUESTCHANNELREQUESTIMMEDIATEASSIGNMENGTPAGINGRESPONSEL2-UAAUTHENTICATIONREQUESTAUTHENTICATIONRESPONSESETUPCALLCONFIRMEDALERTINGISUPADDRESSCOMPLETE(ACM)ALERTINGISUPRELEASEASSIGNMENTCOMMANDASSIGNMENTCOMPLETEASSIGNMENTCOMMANDASSIGNMENTCOMPLETEDISCONNECTRELEASERELEASECOMPLETEL2-DISCL2-UADISCONNECTRELEASERELEASECOMPLETEL2-DISCL2-UACHANNELRELEASECHANNELRELEASE图1.5被叫无应答的情况下的信令流程四.实验步骤及内容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。如下图1.6：-7-图1.6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，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，主叫学生平台上将会显示从被叫学生平台发送来的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-8-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CONNECTACKNOWLEDGE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”。（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，主叫学生平台上将会显示从被叫学生平台发送来的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1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ISUPRELEASE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生平台的界面上。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。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。-9-7、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。9、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.信令流程及实验过程1.设置配置文件:192.168.0.65,13815817065,1589000001,12345665,0001,2192.168.0.93,13815817093,1589000002,12345693,0003,6五、遇到的困难及分析六、实验心得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。-10-三.实验原理1、移动台被叫的信令过程对移动用户来说，被叫的过程从MSC向BSC发起对被叫用户的寻呼开始，到主叫和被叫通话为止。2、通话链路释放信令此程序的目的是去活正在使用的所有相关专用信道。当信道释放后，MS返回到CCCH配置的空闲模式。当一方用户挂机时，系统开始清除通信连接。从第三层(L3)的CC子层开始清除，最终到物理层(L1)。下面将以MS主叫用户首先挂机为例来说明一下呼叫释放的过程。主叫MSBS主叫MSC被叫MSCBS被叫MSDISCONNECTISUPRELEASERELEASECOMPLETERELEASECHANNELRELEASEL2-DISCL2-UACHANNELRELEASEDISCONNECTRELEASERELEASECOMPLETEL2-DISCL2-UA图2.1呼叫释放的信令过程2.1呼叫连接释放（CC层）如图2.1，若主叫先挂机，则：MS利用FACCH信道向MSC发出“断连”(DISCONNECT)消息，指明呼叫清除的发起端及清除原因。MSC收到该消息后，随即停止所有的CC连接定时器，清除业务信道在网络中的连接，并向被叫端发出“释放”ISUPRELEASE消息，来通知对方通信中止，被叫端在收到该指示后，将向被叫用户发出“断连”指示DISCONNECT消息，端到端的连接到此结束。但至此呼叫并未完全结束，因为系统与MS之间仍需保持一定的任务，如送收费指示等，当系统认为与MS之间的连接已无必要时，则-11-向主叫端MS发出“释放”RELEASE消息，通知它网络正在释放CC层的连接。在MS收到该消息后将停止所有CC连接定时器，释放MM连接，并向系统发出“释放完成消息”RELEASECOMPLETE，本身进入“NuLL”(空闲)状态，表示呼叫已结束。这时在MS侧，L3的连接已经全部释放完毕，但MS不能自己拆除L2层的连接，要等待网络的释放命令。在MSC收到MS的“释放完成”（RELEAS