湘潭大学移动通信实验报告记录实验5GSM及GPRS移动台主呼及被呼叫过程实验

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

实验三、GSM/GPRS 移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。

二、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。

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。

开机

移动台初始化状态

移动台空闲状态系统接入状态

移动台控制

在业务信道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

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空闲切换操作或者无法接收业务“信道请求”

“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”指令“回铃音”“信道指配完成”“信道指配”指令“呼叫开始”指令“建立呼叫请求”“TMSI ”响应“TMSI ”指令“置密模式完成”“置密模式”指令“鉴权”响应“鉴权请求”“业务请求”与固定用户接续

“传送建立呼叫所需信息”要求“传送建立呼叫所需信息”

对分配新的“TMSI ”的应答

分配新的“TMSI ”“开始接入请求”应答“鉴权”确认“置密模式”“开始接入请求”应答“鉴权”MS BS MSC VLR

图26-2移动用户主呼时的连接过程

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，利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 收到后，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。

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

“信道请求”“寻呼请求”

“立即指配”指令“寻呼”响应“鉴权请求”“鉴权”响应“置密”指令

“置密完成”“呼叫建立”“呼叫建立”“置密完成”“置密”指令“鉴权”响应“鉴权请求”“寻呼”响应“寻呼请求”“呼叫证实”“呼叫证实”信道“指配请求”“信道指配”

“指配完成”“指配完成”回铃音

回铃音“连接”“连接”“连接”确认“连接”确认

“连接完成”“拨号应答”“拨号信息”“呼叫请求”询问“呼叫参数”“MSRN ”“MSRN ”询问“路由信息”询问“路由信息”

固定用户拨号

GMSC HLR VLR VMSC BS MS “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”

心，此移动交换中心在网络中起到入口的作用，记作GMSC。GMSC即向相应的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MS的（MSRN）送到HLR，并转发给查询路由信息的GMSC。GMSC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DCCH与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VMSC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/GPRS模块串口；

b、连接好GSM/GPRS模块天线；

c、在GSM/GPRS模块的SIM卡座上插入SIM卡；

d、在GSM/GPRS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