移动通信原理实验报告七--移动台开机、关机实验.docx

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1、美验报玛课程名称移动通信原理实验序号实验7实验名称移动台开机、关机实验实验地点实验学时2实验类型验证性一、实验目的1 .了解GSM移动终端开机后接入网络进入工作状态的全过程;2 .掌握GSU移动终端开机入网位置登记的信令过程；3 .掌握GSM移动终端关机离开网络的信令过程。二、预备知识1. GSM移动终端开机搜索网络的过程；2. GSM移动终端同基站建立RR连接的信令过程；3. GSM移动终端开机入网时IMSl附着的信令；4. GSM移动终端关机时IMSl分离涉及到的信令。三、实验仪器1 .基站一台；2 .移动终端实验箱一台；3 .台式计算机一台；四、实验原理1. 移动台开机搜索网络的过程当移

2、动终端MS开机或者从盲区进入覆盖区时，手机将寻找PLMN(公共陆地移动网络)允许的所有频点，搜寻最强的BCCH载频，接收到FCCH信道信息，锁定到一个正确载频频率上。紧接着，MS开始解码SCH信道上与同步有关的信息。这时，MS也可以接收BCCH信道上有关小区信息的系统消息了。MS比较系统消息中所携带的本小区的LAl和手机中所存储的LAI。如果两者相同，则触发IUSI附着过程。否则，则触发正常位置更新。本实验主要进行IMSI附着的信令过程，及其MSC/VLR数据库中对于此MS记录的改变情况。而正常的位置更新过程将在移动性管理实验中介绍。GSM网络中位置更新程序包括三类：IMSI附着、正常位置更新

3、、周期性位置更新。从信令角度上看，周期性位置更新的信令过程同IMSI附着相似，目的是周期性向网络报告MS的可达性。有了周期性的位置更新，当移动台开机进入盲区的时候，MS就不会向网络进行周期性的位置更新，网络就将此MS标记为隐含关机状态，这时如果有其他的MS呼叫此MS,MSC/VLR就不会对此MS进行呼叫，而是直接告诉主呼的MSC/VLR,被叫MS不在服务区。从而避免了不必要的寻呼过程，节省了资源。2. IMSl附着的信令过程介绍图2-5-1是US进行IMSI附着的信令过程。由于IMSI附着是一个由MM层完成的特定程序。Mu层消息交互的建立是以RR层连接建立为前提的。信令过程中，首先是MS收到来

4、自基站(BS)的系统消息，其中包含了基站广播的本小区的LAl号，由于这个LAl号同MS中先前存储的LAl号相同。即表示MS上次关机时所处的位置区同现在开机时所处的位置区相同。从而MS开始DISl附着的信令过程。首先，是MS和BS之间建立RR连接的过程。这个过程我们在系统实验预备知识7.4节中已做了具体的介绍。这里在(1)(2)(3)步中再做简单的介绍。(1) US在RACH随机接入信道上发送CHANNELREQUEST消息；(2) BS收到CHAYNELREQUEST消息后，在下行的AGCH接入许可信道上发送。IMMEDIATEASSIGNMEMT消息，其中包括BS给MS分配的专用控制信道物理

5、信息。MSBSMSCVLRBCCHSYSiEMInformaiionCHANNELRhQlJESTRACHRR连接建.IMMEDIATEASSIGNMEMAGCHL2-UA图2-5TMS进行IMSI附着的信令过程(3)收到IMMEDIATEASSlGNuENT信息，MS的调整到分配的专用信道上，发送SABM帧，其中包含的层3消息为LoCATloNUPDATINGREQUEST,这个消息中包含的参数有：位置更新的类型(可以是正常位置更新、IMS邛付着或者周期性位置更新，则这里位置更新类型就是IMSl附着);MS所在位置域的LAI；MS的IMSlo(4) BS收到包含有LOCATloNUPDATI

6、NGREQUEST内容的SABM帧后，所做的操作：向MS回发SABM的响应UA帧，UA帧的内容同SABM中的内容完成相同，MS收到内容与SABM完全相同的UA帧后，则MS的数据链路层进入证实传递模式。BS将LOCATlONUPDATINGREQUEST消息转发给MSC/VLR。因为层的程序执行是由MSC/VLR完成的。(5) MSC/VLR收到LOCATlONUPDATINGREQlJEST消息，则要进行位置更新程序。则位置更新程序之前，要进行MM层的一个公共程序，也就是鉴权程序，鉴权程序的目的是确认移动台通过空中接口传送的DISl是否为合法的签约IMSI,即鉴别用户SlM卡的真实性，防止无权

7、用户接入网络。在每次位置登记，呼叫(主呼与被呼)建立，或执行某些补充业务的登记、删除前均需要鉴权。鉴权的执行过程如下：MSC/VLR向MS发送鉴权请求消息AUTHEvnCATloMREQUESTO在MSC/VLR中存储了来自AUC鉴权中心的用户三参数组(RAND、SRESsKoch)0SRES是由随机数RAND和密钥Kid通过A3算法得到的符号响应。MSC/VLR通过鉴权请求消息将随机数RAMD发送给MS。MS的SIM卡中也存储有密钥Kid和A3算法的程序。因此US收到RAND后，让随机数RAND和密钥Kid通过A3算法得到符号响应SRES,并且将SRES通过鉴权响应消息AUTHENTICAT

8、IONRESPoNSE发送给MSC/VLR。MSC/VLR比较SRES和SRES。若两者相同，则表示MS是合法的用户，鉴权成功；否则鉴权失败，向MS发送LoCATlONUPDATINGREJECT消息。为了保证空中接口数据的安全性，网络还可以在鉴权之后启动加密程序。在加密模式下，空中接口上的数据首先都要进行加密，接收端进行相应的解密，但这个过程并不是必须的。由网络运营商设备所决定。(6)鉴权过程完成之后，MSC/VLR对LoCATlONUPDATINGREQUEST消息进行处理。MSC/VLR在其维护的参数列表中寻找同LoCATlONUPDATINGREQUEST消息中包含的IMSl相同的那行

9、记录，将其中“是否附着”这一项标识为“已附着”；并向MS发送LOCATlONUPDATINGACCEPT消息。(7)在LOCATlONUPDATINGACCEPT消息或者LoCATlONUPDATINGREJECT消息发送完毕后，IMS邛付着过程完成，开始链路释放的过程。MSC/VLR向BS发送CLEAR消息，BS收到CLEAR消息，则向MS发送CHANNELRELEASE消息。US收到CHANNELRELEASE消息，则向BS发送数据链路层Lad的DISC帧。BS收到DISC帧后，将释放MSC与BS之间的链路；并向US回送对于DISC帧响应的UA帧。MS收到UA帧后，则进入空闲状态，释放RR

10、连接。至此，整个IMSl附着过程完成。3. MS关机的信令过程介绍图2-5-2是关机的信令过程。关机的过程同其他的过程相同，开始是MS和BS之间进行RR连接的建立过程。之后在MS发向MSC/VLR的SABM帧中就包含消息IMSlDETACHINDICATIONo收到这条消息以后，MSC/VLR就将与此MS对应的记录改为“未附着”状态。图2-5-2MS关机的信令过程MSC/VLR维护IMSI的附着与否，作用在于当别的MS呼叫此MS时，MSC/VLR对MS寻呼之前,先查看是否附着这一位，若已附着则进行正常的寻呼，否则就不进行寻呼，直接告诉对方的MSC/VLR此MS未开机或者不在服务区。五、实验数据

11、分析16号、26号移动台液晶屏本机号码后显示“*”时，表示这两个移动实验箱开机入网正常,消息框中显示的开机的信令过程。NSS管理系统闲 m 85 关 eeA 道根闰信金 余关空通.止一含ft 黄小BLR HSC/VLR SS站曾建3敷据僮D WIftC运出X移动系统各移动台工作状态示盛图I 11关闭I打开IO _ 1 _ 2 _ 3 _ 4 _ 5 _ 6 _ 7 _ 8 _ 9 - 44 4 4 4 4 4 4 4 4 4 01234b 6789 除 3 1 3 - 3 1 3 1 3 - 3 - 3 3 - 3 - 3 -文件E BS23冷触收置SKiMSC/VLR 2详细信息历史记录MS

12、C/VLR 1HLR从移动交换机软件得出，16、26号移动台处于空闲状态a HLR日回区序号ImSI0 46000748000 1 460003474800111 2 460003474800112 3 4600G374800113 4 4600034744 5 460X474800115 6 460003474800116 7 4600GM74800117 8 4600034748001 l 9 4600034748COH9 10 460003474800120 U 4eG748121 12 4600035 颂0122 13 4600037400123 K 48(003474800124 1

13、5 46000347480012S 16 46000748126 17 60003474800127 18 46000347480012d 19 46000374800129 20 46000374800130 21 4674813l 22 4600037480013286i34701i0 5 8613983470111 5 8613963470112 5B133470113 5 8813983470114 5 9613983470115 5 8613983470116 5 86l3934701 5 8613 皎 470118 5 6613963470U9 5 8613963470120 S

14、8613983470121 5 861393470122 S 8613470123 5 8613983470124 5 861347012S 5 8613963470126 5 B13963470127 5 8613983470128 5 861393470129 S 8613983470130 5 8613903470131 5 8613963470132 SA OA 00 OA OAOA 0 OAOA 0 OA0 0 OA0OAOA OA 0OAOA OA虎营,殂信 送吉,知信 语音,短信 am a 语音,短信 8S.( 语言,短信 逼者,短信 语音,均信 语音,诙信 遥音,短信 语音,爆信 遇者,短信 SS, 逼着,短信 语音,矩信 语音,短信 5, 语音,短信 遇者,周信 语音,相信 逼晋,短信 i,讦许洋许许 尤允ft允允允允允允允允允允允允允FL机F:机 工 m E t ? y m .二，*阳君 莉8若 未附番 杼躇 和陆 丽用若 未附着 未闲若 未例看 未附若 未附着 未明著 *mv 未附看 未路若东网看 非附蓍 ”每 未附著 未附蓍 未对若FFFFFE2CF