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IMS1附着的信令；4. GSM移动终端关机时IMS1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P1MN(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1A1和手机中所存储的1AI。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/V1R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/V1R就不会对此MS进行呼叫，而是直接告诉主呼的MSC/V1R,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. IMS1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1A1号，由于这个1A1号同MS中先前存储的1A1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DIS1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CHANNE1REQUEST消息；(2) BS收到CHAYNE1REQUEST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。MSBSMSCV1RBCCHSYSiEMInformaiionCHANNE1RhQ1JESTRACHRR连接建.IMMEDIATEASSIGNMEMAGCH12-UA图2-5TMS进行IMSI附着的信令过程(3)收到IMMEDIATEASS1GNuENT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1oCAT1oNUPDATINGREQUEST,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IMS1附着);MS所在位置域的1AI；MS的IMS1o(4) BS收到包含有1OCAT1oNUPDATI

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1OCAT1ONUPDATINGREQUEST消息转发给MSC/V1R。因为层的程序执行是由MSC/V1R完成的。(5) MSC/V1R收到1OCAT1ONUPDATINGREQ1JEST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DIS1是否为合法的签约IMSI,即鉴别用户S1M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/V1R向MS发送鉴权请求消息AUTHEvnCAT1oMREQUESTO在MSC/V1R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/V1R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/V1R。MSC/V1R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1oCAT1ONUPDATINGREJECT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/V1R对1oCAT1ONUPDATINGREQUEST消息进行处理。MSC/V1R在其维护的参数列表中寻找同1oCAT1ONUPDATINGREQUEST消息中包含的IMS1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1OCAT1ONUPDATINGACCEPT消息。(7)在1OCAT1ONUPDATINGACCEPT消息或者1oCAT1ONUPDATINGREJECT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/V1R向BS发送C1EAR消息，BS收到C1EAR消息，则向MS发送CHANNE1RE1EASE消息。US收到CHANNE1RE1EASE消息，则向BS发送数据链路层1ad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IMS1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/V1R的SABM帧中就包含消息IMS1DETACHINDICATIONo收到这条消息以后，MSC/V1R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/V1R维护IMSI的附着与否，作用在于当别的MS呼叫此MS时，MSC/V1R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/V1R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m85关eeA道根闰信金余关空通.止一含ft黄小B1RHSC/V1RSS站曾建3敷据僮DWIftC运出X移动系统各移动台工作状态示盛图I11关闭I打开IO_1_2_3_4_5_6_7_8_9-4444444444401234b6789除313-31313-3-33-3-3-文件EBS23冷触收置SKiMSC/V1R2详细信息历史记录MSC/V1R1H1R从移动交换机软件得出，16、26号移动台处于空闲状态aH1R日回区序号ImSI0460007480001460

12、003474800111246000347480011234600G374800113446000347445460X474800115646000347480011674600GM7480011784600034748001194600034748COH910460003474800120U4eG748121124600035颂0122134600037400123K48(0034748001241546000347480012S164600074812617600034748001271846000347480012d194600037480012920460003748001302146

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