最新湘潭大学移动通信实验报告实验5_GSM与GPRS移动台主呼与被呼叫过程实验x

实验三、GSM/GPRS动台主呼及被呼叫过程实验

一、实验目的

通过本实验了解 GSM用户主呼和被呼的接续过程。

、基本原理

任何一个移动通信系统，其网络运行的主要功能就是能够支持该移动通信系统业务 的正常运行，即需实现各移动用户之间及移动用户与本地核心网用户之间建立正常通信。 这

就包含支持呼叫建立和释放、寻呼、信道分配和释放等呼叫处理过程， 并能支持补充业务的

激活、去激活及登记和删除等业务操作。

移动台呼叫处理的基本原理如图 26-1所示。

收到除主（始）呼信息 和寻呼响应消息以外的 接入信道证实开机空闲切换操作 或者无法接收业务移动台 空闲状态移动台 初始化状态移动台完成捕获与定时主（始）呼叫注册登记

被呼证实响应转向业务信道系统接入 状态业务信道

使用结束

挂机

收到除主（始）呼信息 和寻呼响应消息以外的 接入信道证实

开机

空闲切换操作 或者无法接收业务

移动台 空闲状态

移动台 初始化状态

移动台完成捕获与定时

主（始）呼叫注册登记

被呼证实响应

转向业务信道

系统接入 状态

业务信道

使用结束

挂机

移动台控制

在业务信道状态

图26-1移动台呼叫处理状态图

1 、移动用户主呼

移动用户向固定用户发起呼叫的接续过程如图 26-2所示。

MS“立即分配”指令“业务请求”“鉴权请求”“鉴权”响应“置密模式”指令— “置密模式完成”

MS

“立即分配”指令

“业务请求”

“鉴权请求”

“鉴权”响应

“置密模式”指令

— “置密模式完成”

“ TMSI ”指令

“ TMSI ”响应

“建立呼叫请求”

“呼叫开始”指令

“信道指配”指令

“信道指配完成”

“回铃音”

“连接”指令

“连接”确认

BS

“信道请求”

“业务请求”

“开始接入请求”应答

“鉴权请求”

“鉴权”

■

4

“鉴权”响应

“鉴权”确认

“置密模式”指令

“置密模式”

“开始接入请求”应答

“置密模式完成”

“ TMSI ”指令

“ TMSI ”响应

“建立呼叫请求”

分配新的“ TMSI ”

对分配新的“ TMSI ”

的应答

要求“传送建立呼叫所

需信息”

“呼叫开始”指令

“传送建立呼叫所需信息”

“信道指配”指令

与固定用户接续

“信道指配完成”

“回铃音”

“连接”指令

“连接”确认

MSC

VLR

图26-2移动用户主呼时的连接过程

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专业

专业.专注

移动台（MS在“随机接入信道（RACH”上，向基站（BS）发出“信道请求”信 息，若BS接收成功，就给这个MS分配一个“专用控制信道”，即在“准许接入信道（AGCH” 上，向MS发出“立即分配”指令。 MS在发起呼叫的同时，设置一定时器，在规定的时间内

可重复呼叫，如果按照预定的次数重复呼叫后，仍收不到 BS的应答，则放弃这次呼叫。

MS收到“立即分配”信令后，禾U用分配的专用控制信道（ DCCH与BS建立起指令链路，经

BS向MSC（移动交换中心）发送“业务请求”信息。 MSC向VLR （访问用户位置寄存器）发

送“开始接入请求”应答信令。 VLR收到后，经MSC和BS向MS发出“鉴权请求”，其中包

含一随机数（RAND, MS按鉴权算法 A3进行处理后，向 MSC发回“鉴权”响应信息。若鉴 权通过，承认此 MS的合法性，VLR就给MSC发送“置密模式”信息，由 MSC经BS向MS发 送“置密模式”指令。MS收到并完成置密后，要向 MSC发送“置密模式完成” 的响应信息。

　经鉴权、置密完成后， VLR向MSC才作出“开始接入请求”应答。为了保护 IMSI （移动用户

识别码）不被监听或盗用， VLR将给MS分配一个新的TMSI（临时用户识别码），其分配过程 如图中虚线所示。'

接着，MS向MSC发出“建立呼叫请求” ，MSC攵到后，向VLR发出指令，要求它传 送建立呼叫所需的信息。如果成功， MSC即向MS发送“呼叫开始”指令，并向 BS发出分配

无线业务信息的“信道指配”信令。

如果BS有空闲的业务信道（TCH,即向MS发出“信道指配”指令，当 MS得到业

务信道时，向BS和MSC发送“信道指配完成”的信息。

MSC 在无线链路和地面有线链路建立后，把呼叫接续到固定网络，并和被呼叫的固

定用户建立连接，然后给 MS发送回铃音。被呼叫的用户摘机后， MSC向BS和MS发送“连

接”指令，待MS发回“连接”确认后，即转入通信状态，从而完成了 MS呼叫固定用户的整

个接续过程。

2 、移动用户被呼

固定用户向移动用户发起呼叫的接续过程如图 26-3所示。

GMSCVMSCBSMS ■固定用 户拨号“MSRN ” p“

GMSC

VMSC

BS

MS

■

固定用 户拨号

“MSRN ”

p

“MSRN ”

“拨号信息”

HLR

VLR

询问“路由信息”

询问“路由信息”

询问“呼叫参数”

4—— =—

“呼叫请求”

■

“寻呼请求”

■

“寻呼请求”

“信道请求”

“立即指配”指令

“连接完成”“拨号应答”“开始接入请求”■“鉴权”“鉴权”确认“置密模式” “开始接入应答”请求“完成呼叫”“寻呼”响应“鉴权请求”“鉴权”响应“置密”指令-“置密完成”"呼叫建立” ?“呼叫证实”信道“指配请求”“指配完成”首 回铃音“连接”“连接”确认“寻呼”响应“鉴权请求”T “鉴权”响应“置密”指令“置密完成”

“连接完成”

“拨号应答”

“开始接入请求”

■

“鉴权”

“鉴权”确认

“置密模式”

“开始接入应答”

请求“完成呼叫”

“寻呼”响应

“鉴权请求”

“鉴权”响应

“置密”指令

-“置密完成”

"呼叫建立” ?

“呼叫证实”

信道“指配请求”

“指配完成”

首 回铃音

“连接”

“连接”确认

“寻呼”响应

“鉴权请求”

T “鉴权”响应

“置密”指令

“置密完成”

“呼叫建立”

“呼叫证实”

“信道指配”

“指配完成”

回铃音

“连接”

“连接”确认

图26-3移动用户被呼叫时的接线过程

当固定用户向移动用户拨出呼叫号码后， 固定网络把呼叫接续到就近的移动交换中

心，此移动交换中心在网络中起到入口的作用，记作 GMSC GMSCJP向相应的HLR（原籍用

户位置寄存器）查询路由信息， HLR在其保存的用户位置数据库中，查出被呼 MS所在的地 区，并向该区 VLR查询该MS漫游号码（MSRN, VLR把该皿5的（MSRN送到HLR并转发给 查询路由信息的 GMSCGMS即把呼叫接续到被呼 MS所在地区的移动交换中心， 记作VMSC 由VMSC向该VLR查询有关的“呼叫参数”，获得成功后，再向相关的基站（BS发出“寻呼 请求”。

基站控制器（BSC根据MS所在的小区，确定所用的收发台（ BTS），在寻呼信道（PCH上

发送此“寻呼请求”信息。

MS 在收到寻呼请求信息后，在随机接入信道（ RACH向BS发送“信道请求”，由

BS分配专用控制信道（DCCH,即在公用控制信道 （CCCH上给MS发送“立即指配”信令。

　MS利用分配到的DCCHf BS建立起信令链路，然后向 VMSC发回“寻呼”响应。

VMSC 接到MS的“寻呼响应”后，向 VLR发送“开始接入请求”，接着启动常规的 “鉴权”和“置密模式”的过程。之后， VLR即向VMSC发回“开始接入应答”和“完成呼

叫”的请求。VMSC向 BS及MS发送“呼叫建立”的信令。被呼 MS收到此信令后，向 BS和

VMSC发回“呼叫证实”信息，表明 MS已可进入通信状态。

VMSC 收到MS的“呼叫证实”信息后，向 BS发出信道“指配请求”，要求BS给MS 分配无线“业务信道” （TCH。接着，MS向BS及VMS（发回“指配完成”响应和回铃音，于 是VMSC向固定用户发送“连接完成”信息。被呼移动用户摘机时，向 VMSC发送“连接”信

息。VMSC向主呼用户发送“拨号应答”信息，并向 MS发送“连接”确认信息。至此，完成

了固定用户呼叫移动用户的整个接续过程。

除去两种常用呼叫的接续过程外， 还有移动台呼叫另一移动台的接续过程， 这里不

再介绍。

三、 实验步骤

1硬件连接。在操作之前需要进行硬件连接：

a 、连接计算机串口跟 GSM/GPR模块串口；

b 、连接好GSM/GPR模块天线；

c 、在 GSM/GPR模块的SIM卡座上插入 SIM卡；

d 、在GSM/GPR模块上接好话筒跟耳机；

e 、检查无误后接上 5V稳压电源，模块通电。

2 、运行移动实验系统程序，选择与模块连接的端口后连接设备，点击“话路

通信”按钮，打开下拉菜单，点击“模拟移动电话”项，打开模拟通话窗口。

按模拟通话界面上的按键进行拨号，如输入号码有误，按“清除”键清除，输

入号码完毕后按“呼叫”键，输入号码完毕后按“呼叫”键，即可等待对方通话。通 话完毕后按“挂机”键挂机。

接听电话时，按“接听”键即可接听来电，通话完毕后按“挂机”键挂机。

点击 查看模拟通话窗口。

四、 实验结果及图片

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