合 肥 學 院課 程 設(shè) 計 報 告題 目：移動通信系統(tǒng)信令交互設(shè)計 _系 別： 電子信息與電氣工程系 _專 業(yè)： 通信工程專業(yè) 班 級：_09級通信(1)/(2)/(2)班 學 號：0905075008/0905076048/0905074014姓 名： 胡慶文/陶坤宸/汪江浩 導 師：_ 胡國華_ 成 績：_ _ _2012 年 11 月 28 日通信技術(shù)綜合課程設(shè)計任務書論文題目移動通信系統(tǒng)信令交互設(shè)計設(shè)計類型工程技術(shù)導師姓名胡國華名姓生學胡慶文、陶坤宸、汪江浩主要內(nèi)容及目標設(shè)計一個移動通信系統(tǒng)信令交互系統(tǒng)，要求：1、 可以通過設(shè)計軟件界面顯示移動通信終端實現(xiàn)開關(guān)機信令過程；2、 可以通過設(shè)計軟件界面顯示移動通信終端通信過程的信令交互；3、 可以通過設(shè)計軟件界面顯示移動通信終端主叫和被叫的信令過程；、4、 自由發(fā)揮其他功能；5、 要求有系統(tǒng)框圖，電路原理圖，軟件流程圖，軟件代碼清單。具有的設(shè)計條件根據(jù)設(shè)計要求提供相關(guān)的試驗環(huán)境。計劃學生數(shù)及任務計劃需要3人1人主要進行系統(tǒng)功能設(shè)計；1人主要進行系統(tǒng)軟件設(shè)計；1人主要進行系統(tǒng)與硬件接口設(shè)計。計劃設(shè)計進程1、從接題開始收集資料、準備設(shè)計2、第1周 畫出設(shè)計系統(tǒng)框圖，電路原理圖，制定設(shè)計方案；3、第2周 系統(tǒng)調(diào)試和完善，同時編寫設(shè)計報告。參考文獻1、GSM Advanced System Technique，Ericssons Text EN/LZT ；2、GSM規(guī)范（Phase 2+）04.08；3、GSM數(shù)字移動通信工程，孫孺石、丁懷元等著。4、錢勤.手機短消息SMS的程序開發(fā)，www.chinaoak,,20045、 張云.基于GSM的短消息業(yè)務協(xié)議分析J無線通信技術(shù)，2001目 錄摘要：1關(guān)鍵字：1正文：1一、GSM系統(tǒng)11.1 GSM 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其功能11.1.1 GSM 移動臺21.1.2 基站子系統(tǒng)（BSS）31.1.3 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）51.1.4 操作支持子系統(tǒng)（OSS）61.2 GSM 系統(tǒng)信令接口及其協(xié)議分層61.2.1 GSM 系統(tǒng)中的主要接口61.2.2 分層協(xié)議81.2.3 信令功能的互通9二、典型的呼叫處理過程92.1 開機信令92.2 關(guān)機信令122.3 主叫信令162.4 被叫信令26總結(jié)30移動通信系統(tǒng)信令交互設(shè)計移動通信系統(tǒng)信令交互設(shè)計摘要：本次課程設(shè)計主要是圍繞GSM移動通信系統(tǒng)的主要呼叫流程和主要信令流程進行四個實驗：移動臺開機和關(guān)機信令交換實驗、移動臺主叫信令交換實驗、移動臺被叫信令交換實驗、移動臺移動性管理信令交換實驗。本文是從GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能、信令交互基本原理及典型的呼叫處理過程幾個方面來介紹本次課程設(shè)計的相關(guān)知識、實驗中遇到的問題及其解決方案。關(guān)鍵字：GSM系統(tǒng)、信令交互、呼叫處理過程正文：一、GSM系統(tǒng)1.1 GSM 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其功能移動通信是指通信雙方有一方或兩方處于運動中的通信。可以是移動臺與移動臺之間的通信，也可以是移動臺與固定用戶之間的通信。包括陸、海、空移動通信。由于移動通信網(wǎng)中依靠的是無線電波的傳播，采用的頻段遍及低頻、中頻、高頻、甚高頻和特高頻，其傳播環(huán)境要比固定網(wǎng)中有線媒質(zhì)的傳播特性復雜，因此，移動通信有著與固定通信不同的特點。移動通信系統(tǒng)由移動臺、基臺、移動交換局組成。若要同某移動臺通信，移動交換局通過各基臺向全網(wǎng)發(fā)出呼叫，被叫臺收到后發(fā)出應答信號，移動交換局收到應答后分配一個信道給該移動臺并從此話路信道中傳送一信令使其振鈴。GSM系統(tǒng)又稱蜂窩移動通信系統(tǒng)，主要是由由移動臺（MS）、移動網(wǎng)子系統(tǒng)（NSS）、基站子系統(tǒng)（BSS）和操作支持子系統(tǒng)（OSS）四部分組成。移動臺（MS）是公用GSM移動通信網(wǎng)中用戶使用的設(shè)備，也是用戶能夠直接接觸的整個GSM系統(tǒng)中的唯一設(shè)備。移 動臺的類型不僅包括手持臺，還包括車載臺和便攜式臺。隨著GSM標準的數(shù)字式手持臺進一步小型、輕巧和增加功能的發(fā)展趨勢，手持臺的用戶將占整個用戶的極大部分。 基站子系統(tǒng)（BSS）是GSM系統(tǒng)中與無線蜂窩方面關(guān)系最直接的基本組成部分。它通過無線接口直接與移動臺相接，負責無線發(fā)送接收和無線資源管理。另一方面，基站子系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）中的移動業(yè)務交換中心（MSC）相連，實現(xiàn)移動用戶之間或移動用戶與固定網(wǎng)路用戶之間的通信連接，傳送系統(tǒng)信號和用戶信息等。當然，要對BSS部分進行操作維護管理，還要建立BSS與操作支持子系統(tǒng)（OSS）之間的通信連接。 移動網(wǎng)子系統(tǒng)（NSS）主要包含有GSM系統(tǒng)的交換功能和用于用戶數(shù)據(jù)與移動性管理、安全性管理所需的數(shù)據(jù)庫功能，它對GSM移動用戶之間通信和GSM移動用戶與其它通信網(wǎng)用戶之間通信起著管理作用。NSS由一系列功能實體構(gòu)成，整個GSM系統(tǒng)內(nèi)部，即NSS的各功能實體之間和NSS與BSS之間都通過符合CCITT信令系統(tǒng)No.7 協(xié)議和GSM規(guī)范的7號信令網(wǎng)路互相通信。 操作支持子系統(tǒng)（OSS）需完成許多任務，包括移動用戶管理、移動設(shè)備管理以及網(wǎng)路操作和維護。 GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示：圖1 GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖下面簡要介紹各實體的功能：1.1.1 GSM 移動臺移動臺是移動網(wǎng)中的用戶終端，包括移動設(shè)備 (ME) 和移動用戶識別模塊 SIM 卡。 SIM 卡上包含所有與用戶有關(guān)的信息，也含有鑒權(quán)和加密實現(xiàn)的信息。它是整個移動通信系統(tǒng)中直接由用戶使用的設(shè)備，主要功能通過無線接入進入通信網(wǎng)絡(luò)，完成各種控制和處理以提供主叫或被叫通信。移動臺的類型很多，除了人們最熟悉的手機之外還包括車載臺、便攜式移動臺。任何類型的GSM移動臺都具備以下的基本功能：1、無線接入GSM數(shù)字移動通信網(wǎng)，完成各種控制功能；2、支持各種基本業(yè)務（電信業(yè)務和承載業(yè)務）和附加業(yè)務；（1）加密功能，可對用戶數(shù)據(jù)及信令進行加密；（2）話音編解碼和信道編解碼功能；（3）輔助基站子系統(tǒng)完成APC（自動功率控制）、跳頻及各種切換；（4）無線信道速率和用戶數(shù)據(jù)速率之間的適配；（5）實現(xiàn)人機接口（MMI）所需的各種功能。移動臺的一個重要組成部分是用戶識別模塊，即人們常說的SIM卡。SIM卡中存放著所有和用戶有關(guān)的用戶無線接口側(cè)的信息，包括鑒權(quán)、加密信息。使用GSM系統(tǒng)進行呼入和呼出的移動臺必須插入SIM卡，只有在處理緊急呼叫時（如呼110和119），才可以在不插入SIM卡的情況下使用移動臺。SIM卡其實是一張符合ISO標準的IC卡，由CPU和存儲器以及串行通信單元組成。SIM卡中存放的主要有三類信息：（1）與SIM卡本身以及和持卡者有關(guān)的信息；（2）進行GSM網(wǎng)絡(luò)操作所需的信息，如IMSI，TMSI，LAI，加密鍵Koch，用戶密鑰Kid，鑒權(quán)算法A3和加密算法A5和密鑰生成算法A8等；（3）縮位撥號碼、網(wǎng)絡(luò)承載性能、移動臺設(shè)備參數(shù)、短消息業(yè)務信息等。1.1.2 基站子系統(tǒng)（BSS）基站子系統(tǒng)(BSS)是移動通信系統(tǒng)中與無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)關(guān)系最直接的基本組成部分。在整個移動網(wǎng)絡(luò)中基站主要起中繼作用。基站與基站之間采用無線信道連接，負責無線發(fā)送、接收和無線資源管理。而主基站與移動交換中心(MSC)之間常采用有線信道連接，實現(xiàn)移動用戶之間或移動用戶與固定用戶之間的通信連接。說得更通俗一點，基站之間主要負責手機信號的接收和發(fā)送，把收集到的信號簡單處理之后再傳送到移動交換中心，通過交換機等設(shè)備的處理，再傳送給終端用戶，也就實現(xiàn)了無線用戶的通信功能。所以基站系統(tǒng)能直接影響到手機信號接收和通話質(zhì)量的好壞。基站子系統(tǒng)主要包括兩類設(shè)備：基站收發(fā)臺(BTS)和基站控制器(BSC)。（1）基站收發(fā)臺一個完整的基站收發(fā)臺包括無線發(fā)射/接收設(shè)備、天線和所有無線接口特有的信號處理部分。基站收發(fā)臺可看作一個無線調(diào)制解調(diào)器，負責移動信號的接收、發(fā)送處理。一般情況下在某個區(qū)域內(nèi)，多個子基站和收發(fā)臺相互組成一個蜂窩狀的網(wǎng)絡(luò)，通過控制收發(fā)臺與收發(fā)臺之間的信號相互傳送和接收來達到移動通信信號的傳送，這個范圍內(nèi)的地區(qū)也就是我們常說的網(wǎng)絡(luò)覆蓋面。如果沒有了收發(fā)臺，那就不可能完成手機信號的發(fā)送和接收。基站收發(fā)臺不能覆蓋的地區(qū)也就是手機信號的盲區(qū)。所以基站收發(fā)臺發(fā)射和接收信號的范圍直接關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)信號的好壞以及手機是否能在這個區(qū)域內(nèi)正常使用。基站收發(fā)臺在基站控制器的控制下，完成基站的控制與無線信道之間的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)手機通信信號的收發(fā)與移動平臺之間通過空中無線傳輸及相關(guān)的控制功能。收發(fā)臺可對每個用戶的無線信號進行解碼和發(fā)送。（2）基站控制器基站控制器包括無線收發(fā)信機、天線和有關(guān)的信號處理電路等，是基站子系統(tǒng)的控制部分。主要包括四個部件：小區(qū)控制罪(CSC)、話音信道控制器(VCC)、信令信道控制器(SCC)和用于擴充的多路端接口(EMPI)。一個基站控制器通常控制幾個基站收發(fā)臺，通過收發(fā)臺和移動臺的遠端命令，基站控制器負責所有的移動通信接口管理，主要是無線信道的分配、釋放和管理。當你使用移動電話時，它負責為你打開一個信號通道，通話結(jié)束時它又把這個信道關(guān)閉，留給其他人使用。除此之外，還對本控制區(qū)內(nèi)移動臺的越區(qū)切換進行控制。如你在使用手機時跨入另一個基站的信號收發(fā)范圍時，控制器又負責在另一個基站之間相互切換，并保持始終與移動交換中心的連接。GSM系統(tǒng)越區(qū)時采用切換方式，即當用戶到達小區(qū)邊界時，手機會先與原來的基站切斷聯(lián)系，然后再與新的服務小區(qū)的基站建立聯(lián)系，當新的服務小區(qū)繁忙時，不能提供通話信道，這時就會發(fā)生掉線現(xiàn)象。因此，用戶在使用手機通話時，應盡量避免在四角盲區(qū)使用，以減少通話掉線的機率。控制器的核心是交換網(wǎng)絡(luò)和公共處理器(CPR)。公共處理器對控制器內(nèi)部各模塊進行控制管理，并通過X.25通信協(xié)議與操作維護中心(OMC)相連接。交換網(wǎng)絡(luò)將完成接口和接口之間的64kbit/s數(shù)據(jù)/話音業(yè)務信道的內(nèi)部交換。控制器通過接口設(shè)備數(shù)字中繼器(DTC)與移動交換中心相連，通過接口設(shè)備終端控制器(TCU)與收發(fā)臺相連，構(gòu)成一個簡單的通信網(wǎng)絡(luò)。在整個蜂窩移動通信系統(tǒng)中，基站子系統(tǒng)是移動臺與移動中心連接的橋梁，其地位極其重要。整個覆蓋區(qū)中基站的數(shù)量、基站在蜂窩小區(qū)中的位置，基站子系統(tǒng)中相關(guān)組件的工作性能等因素決定了整個蜂窩系統(tǒng)的通信質(zhì)量。基站的選型與建設(shè)，已成為組建現(xiàn)代移動通信網(wǎng)絡(luò)的重要一環(huán)。基站子系統(tǒng)為移動臺和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)提供了進行信息傳輸?shù)耐罚υ撏愤M行管理，移動臺和基站子系統(tǒng)之間的接口為Um接口。移動臺部分（MS）包括移動終端（MS）和客戶識別卡（SIM）。基站子系 (BSS)由基站收發(fā)信臺 (BTS) 和基站控制器 (BSC) 組成；由MSC控制，與MS進行通信的系統(tǒng)設(shè)備,它主要負責完成無線發(fā)送接收和無線資源管理等功能。它給MS和NSS之間提供了傳輸通道并管理這個通道。BSC是BSS的控制部分，一個基站控制器通常控制幾個基站收發(fā)臺，主要功能是進行無線信道管理、實施呼叫和通信鏈路的建立和拆除，并為本控制區(qū)內(nèi)移動臺越區(qū)切換進行控制等； BTS 是 BSS 的無線部分，實際是負責于某小區(qū)的無線收發(fā)信設(shè)備，包括發(fā)射機、接收機、天線、連接基站控制器的接口電路以及收發(fā)信臺本身所需要的檢測和控制裝置等，它完成 BSC 與無線信道之間的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn) BTS 與 MS 之間通過空中接口的無線傳輸及相關(guān)的控制功能。作為GSM移動通信系統(tǒng)，主要實現(xiàn)一種任何時間、任何地點、任何通信對象之間的通信。那么在這樣一個通信過程中，通信對象之間不僅要傳送對通信對象有用的語音及數(shù)據(jù)，還包括一些信令。在BSS系統(tǒng)中，涉及到的信令如圖所示。其主要包含的內(nèi)容有：七號信令（NO.7）：在MSC和BSC之間傳送；D信道的鏈路接入規(guī)程（LAPD）：在BSC和BTS之間傳送；Dm信道的鏈路接入規(guī)程（LAPDm）：在BTS和MS之間傳送。圖2 BSS系統(tǒng)中的信令應用1.1.3 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)由移動交換中心 (MSC) 和歸屬位置寄存器 (HLR) 、訪問位置寄存器 (VLR) 、鑒權(quán)認證中心 (AUC) 和設(shè)備標志寄存器 (EIR) 等組成。 MSC 是整個網(wǎng)絡(luò)的核心，它為本MSC區(qū)域內(nèi)的移動臺提供所有的交換和信令功能，同時它在 MSC 之間完成路由功能，并實現(xiàn)移動網(wǎng)與其他網(wǎng)的互連。 HLR 是一種用來存儲本地用戶位置信息的數(shù)據(jù)庫，存儲包括用戶識別號碼、訪問能力、用戶類別和補充業(yè)務等數(shù)據(jù)，也存儲漫游用戶所在 MSC 區(qū)域的有關(guān)動態(tài)數(shù)據(jù)。 VLR 是一個用于存儲進入其覆蓋區(qū)已登記的用戶相關(guān)信息的數(shù)據(jù)庫，為建立呼叫接續(xù)提供必要條件，當漫游用戶登記時還要給該用戶分配一個新的漫游號碼 (MSRN) ，用于其 HLR 選路，物理上可與 MSC 合設(shè)記作 MSC/VLR 。鑒權(quán)中心 (AUC) 存儲著鑒權(quán)信息和加密密鑰，可以不斷為提供一組參數(shù) ( 包括隨機數(shù) RAND 、符號響應 SRES 和加密鍵 Kc 三個參數(shù) ) ，以此來鑒別用戶身份的合法性，從而只允許有權(quán)用戶接入網(wǎng)絡(luò)并獲得服務。1.1.4 操作支持子系統(tǒng)（OSS）OSS是建立在pSOS操作系統(tǒng)上，利用pSOS所提供的功能來實現(xiàn)對上層業(yè)務、數(shù)據(jù)庫、操作維護等進程（PROCESS）的事件調(diào)度，完成定時器、內(nèi)存、文件管理以及異常處理等運行支撐功能。OSS將其它軟件子系統(tǒng)與實際的硬件環(huán)境隔離開來，提供一個支撐它們運行的虛擬機環(huán)境。操作支持子系統(tǒng)OSS需完成許多任務：包括移動用戶管理、移動設(shè)備管理以及網(wǎng)路操作和維護。移動用戶管理可包括用戶數(shù)據(jù)管理和呼叫計費。用戶數(shù)據(jù)管理一般由歸屬用戶位置寄存器HLR來完成這方面的任務，HLR 是NSS 功能實體之一。用戶識別卡SIM 的管理也可認為是用戶數(shù)據(jù)管理的一部分，但是作為相對獨立的用戶識別卡SIM 的管理，還必須根據(jù)運營部門對SIM 的管理要求和模式采用專門的SIM 個人化設(shè)備來完成。呼叫計費可以由移動用戶所訪問的各個移動業(yè)務交換中心MSC 和GMSC 分別處理，也可以采用通過HLR 或獨立的計費設(shè)備來集中處理計費數(shù)據(jù)的方式。1.2 GSM 系統(tǒng)信令接口及其協(xié)議分層GSM系統(tǒng)通過MSC建立與公眾電信網(wǎng)的接口，其內(nèi)部各功能實體的互連也是有接口標志，并由相應的接口協(xié)議予以定義的。協(xié)議是各功能實體之間的“語言”，接口表示相鄰實體之間的接觸點，協(xié)議通過接口傳遞有關(guān)信息，例如各種通信與管理功能信息。GSM的接口協(xié)議是統(tǒng)一且明確的。GSM系統(tǒng)各接口采用的分層協(xié)議結(jié)構(gòu)是符合開發(fā)系統(tǒng)互連（OSI）參考模型的。分層的目的是允許隔離各組信令協(xié)議功能，按連續(xù)的獨立層描述協(xié)議功能，優(yōu)點是任何一個功能塊的擴充或修改具有獨立性、靈活性，有利于新業(yè)務、新技術(shù)的引入和未來發(fā)展。1.2.1 GSM 系統(tǒng)中的主要接口GSM 系統(tǒng)的主要無線接口有 A 接口、 Abis 接口、A-ter mux接口和 Um 接口等。A接口定義為網(wǎng)路子系統(tǒng)（NSS）與基站子系統(tǒng)（BSS）之間的通信接口，其物理鏈接通過采用標準的2.048Mb/s PCM數(shù)字傳輸鏈路來實現(xiàn)。此接口傳遞的信息包括移動臺管理、基站管理、移動性管理、接續(xù)管理等。Abis 接口定義為基站子系統(tǒng)的兩個功能實體基站控制器（BSC）和基站收發(fā)信臺（BTS）之間的通信接口。物理鏈接通過采用標準的2.048Mb/s 或64kbit/s PCM 數(shù)字傳輸鏈路來實現(xiàn)。A-ter mux 接口定義為BSC和TC間的接口，負責傳遞用戶業(yè)務數(shù)據(jù)和七號信令。Um 接口（空中接口）定義為移動臺與基站收發(fā)信臺（BTS）之間的通信接口，用于移動臺與GSM系統(tǒng)的固定部分之間的互通。其物理鏈接通過無線鏈路實現(xiàn)。傳遞的信息包括無線資源管理，移動性管理和接續(xù)管理等。下圖3所示為GSM系統(tǒng)主要接口。OMCHLR/AUC/EIRSMCMSC/VLRBSC其他MSCBTSMSMSBTSBTSMAP接口A-bis接口A接口PSTNISDN圖3 GSM系統(tǒng)主要接口不同的接口傳送不同的信息流，但其中也可能有一些具有共同性，因此某些協(xié)議可以用在不同的接口上，同一個接口會用到多種協(xié)議。通常每種協(xié)議用一個規(guī)程的名稱或某種縮寫來代表。GSM 系統(tǒng)在核心網(wǎng)側(cè)定義了B、C、D、E、F、G等接口，這些接口的通信全部采用了七號信令系統(tǒng)，GSM和PSTN之間也優(yōu)先采用七號信令。各接口采用的協(xié)議入下：B接口（MSC和VLR之間的接口）：應用MAP協(xié)議C接口（MSC和HLR之間的接口）：應用MAP協(xié)議D接口（HLR和VLR之間的接口）：應用MAP協(xié)議E接口（MSC和MSC之間的接口）：應用MAP和ISUP協(xié)議F接口（MSC和EIR之間的接口）：應用MAP協(xié)議MSC和PSTN之間的接口：應用TUPTelephone User Protocol協(xié)議MSC和ISDN之間的接口：應用ISUPIntegrate service data network User Protocol協(xié)議通常TUP和ISUP必須符合各國的規(guī)范，而MAP信令則必須遵循GSM的技術(shù)規(guī)范。1.2.2 分層協(xié)議圖4 畫出了GSM系統(tǒng)主要接口協(xié)議分層示意圖。圖4 GSM 系統(tǒng)主要接口協(xié)議分層1信令層l (L1)信令層l也稱物理層，為信令傳輸提供物理鏈路，為高層協(xié)議建立相應的控制邏輯信道。A接口的物理層是基于PCM 30/32路，2.048Mbit/s的A律13折線編碼的PCM一次群通道，有32個時隙，每個時隙傳輸64khit/s的信令或業(yè)務信息。A接口在BSS與MSC之間主要傳遞呼叫處理、移動性管理、基站管理、移動臺管理等信息。Um接口為空中無線接口，采用TDMAFDMA混合多址接入方式，射頻調(diào)制方式為GMSK。Um接口支持一系列邏輯信道，其中控制邏輯信道統(tǒng)稱Dm(移動D信道)信道。各種邏輯信道將在下節(jié)詳細闡述。2信令層2 (L2)信令層2稱數(shù)據(jù)鏈路層，包括Um接口的Lad和A接口的LAPD兩種協(xié)議。Lad是連接MS與BTS，使用Dm信道傳輸信令信息的協(xié)議。按Lad協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路有確定的幀格式、編址格式、糾錯檢錯碼和交織要求。Lad將L3信息轉(zhuǎn)換成幀，并處理L1來的應答幀。LAPD是A接口第2層協(xié)議，其幀格式符合固定網(wǎng)ISDN標準，將高層信息組裝成LAPD幀經(jīng)D通道傳輸，信令消息使用64kbit/s速率傳輸。3信令層3 (L3)信令層3是信令功能層，執(zhí)行控制和管理協(xié)議，是收發(fā)信令信息的實體。信令層3分成CC、MM和RM三個子層，其中MM和RM子層包括與業(yè)務信息有關(guān)的附加功能。下面說明子層的通信功能。RM(無線資源管理)在公共信道上的信令過程有：尋呼、隨機接入、分配專用控制信道、系統(tǒng)信息廣播；RM在專用控制信道上的信令過程有：信道分配和釋放、加密操作、定期測量無線鏈路性能、切換處理。MM(移動性管理)提供下述控制：TMSI重新分配、用戶鑒權(quán)、位置登記、IMSI的附著分離、周期更新。CC(呼叫控制管理)包括幾個獨立的協(xié)議實體，如CC、SMS（短消息業(yè)務）。CC協(xié)議實體負責呼叫建立、呼叫釋放等交換控制，其它控制程序提供補充業(yè)務及SMS。1.2.3 信令功能的互通信令層3各子層功能的互通主要是由BSSAP提供。無線資源管理(RM)由BSS完成，或者由BSS和MSC共同完成。RM協(xié)議在BSS終止或者由BSS轉(zhuǎn)譯成BSSMAP協(xié)議在A接口傳輸。因此，BSSMAP等同于MSC節(jié)點的RM功能。MM和CC(包括CC和SMS)信令信息在MS和MSC之間傳送，BSS提供透明傳遞而對MM和CC消息不進行任何分析，僅對信息的幀格式及信道編碼進行調(diào)整，以適應無線和有線接口低層協(xié)議的不同要求，保證信令(功能)信息在接口間互通。二、典型的呼叫處理過程2.1 開機信令移動臺開機搜索網(wǎng)絡(luò)的過程：當移動終端MS開機或者從盲區(qū)進入覆蓋區(qū)時，手機將尋找PLMN（公共陸地移動網(wǎng)絡(luò)）允許的所有頻點，搜尋最強的BCCH載頻，接收到FCCH信道信息，鎖定到一個正確載頻頻率上。緊接著，MS開始解碼SCH信道上與同步有關(guān)的信息。這時，MS也可以接收BCCH信道上有關(guān)小區(qū)信息的系統(tǒng)消息了。MS比較系統(tǒng)消息中所攜帶的本小區(qū)的LAI和手機中所存儲的LAI。如果兩者相同，則觸發(fā)IMSI附著過程。否則，則觸發(fā)正常位置更新。本實驗主要進行IMSI附著的信令過程，及其MSC/VLR數(shù)據(jù)庫中對于此MS記錄的改變情況。而正常的位置更新過程將在移動性管理實驗中介紹。GSM網(wǎng)絡(luò)中位置更新程序包括三類：IMSI附著、正常位置更新、周期性位置更新。從信令角度上看，周期性位置更新的信令過程同IMSI附著相似，目的是周期性向網(wǎng)絡(luò)報告MS的可達性。有了周期性的位置更新，當移動臺開機進入盲區(qū)的時候，MS就不會向網(wǎng)絡(luò)進行周期性的位置更新，網(wǎng)絡(luò)就將此MS標記為隱含關(guān)機狀態(tài)，這時如果有其他的MS呼叫此MS，MSC/VLR就不會對此MS進行呼叫，而是直接告訴主呼的MSC/VLR，被叫MS不在服務區(qū)。從而避免了不必要的尋呼過程，節(jié)省了資源。（1） 實驗操作步驟1在“移動系統(tǒng)信令軟件”主界面上點擊“開機信令”按鈕，進入此實驗界面；2實驗箱上，先按“菜單”鍵，再按數(shù)字鍵“9”進入系統(tǒng)通信實驗，相當于MS開機，液晶屏自動顯示本實驗箱的號碼；3當實驗箱液晶屏本機號碼后顯示“*”時，表示移動實驗箱開機入網(wǎng)正常，否則重復該步驟2，或者移動實驗箱關(guān)機后再開機，重復步驟2。觀察消息框中顯示的開機的信令過程。開機信令過程若正常結(jié)束，會彈出對話框“開機過程完成，終端處于空閑狀態(tài)”；4到目前為止，正常的開機過程結(jié)束，點擊“退出”按鈕退出開機信令實驗。（2）信令流程圖（3）程序主要代碼Private Sub cmdAgain_Click() Call start_status_dis_initEnd SubPrivate Sub cmdCurrentStatus_Click() gDetailCanDis = 1 MDIForm1.Timer1.Enabled = True frmStartSignaling.Hide frmstat.ShowEnd SubPrivate Sub Command1_Click() gFunction = CNULL gStatus = CBE_READY tmrSignalling = False frmStartSignaling.Hide Call MDIForm1.send_stop_cmd_rs6001 Call frmMain.dis_frmMainEnd SubPublic Sub start_status_dis_init() Dim i As Integer gFunction = CSTART gStatusDisLableIndex = 0 gMaxStatusDisLableIndex = 17 For i = 0 To gMaxStatusDisLableIndex lblSignalling(i).Visible = False Next i tmrSignalling.Interval = 5000 tmrSignalling.Enabled = True End SubPrivate Sub Command2_Click() Call frmMain.cmdStart_ClickEnd SubPrivate Sub lblSignalling_Click(Index As Integer)End SubPrivate Sub tmrSignalling_Timer() If gStatus = CDIS_SIGNALLING Then If gStatusDisLableIndex = gMaxStatusDisLableIndex Then lblSignalling(gStatusDisLableIndex).Visible = True gStatusDisLableIndex = gStatusDisLableIndex + 1 tmrSignalling.Interval = 1500 End If ElseIf gCurrentMobileStatue MS_ST_IDLE Then MsgBox 請檢查RZ6001是否進入開機空閑狀態(tài)！ tmrSignalling.Enabled = False End IfEnd Sub2.2 關(guān)機信令關(guān)機的過程同其他的過程相同，開始是MS和BS之間進行RR連接的建立過程。之后在MS發(fā)向MSC/VLR的SABM幀中就包含消息IMSI DETACH INDICATION。收到這條消息以后，MSC/VLR就將與此MS對應的記錄改為“未附著”狀態(tài)。MSC/VLR維護IMSI的附著與否，作用在于當別的MS呼叫此MS時，MSC/VLR對MS尋呼之前，先查看是否附著這一位，若已附著則進行正常的尋呼，否則就不進行尋呼，告訴對方的MSC/VLR此MS未開機或不在服務區(qū)。（1）實驗操作步驟1在“移動系統(tǒng)信令軟件”主界面上點擊“關(guān)機信令”按鈕，進入此實驗界面；2實驗箱上，按“菜單”鍵從系統(tǒng)通信實驗中退出，相當于MS關(guān)機；3觀察消息框中顯示的關(guān)機信令過程。關(guān)機信令過程若正常結(jié)束，會彈出對話框“關(guān)機結(jié)束”。（2）信令流程圖（3）程序主要代碼Private Sub cmdCurrentStatus_Click() gDetailCanDis = 1 MDIForm1.Timer1.Enabled = True frmStopSignaling.Hide frmstat.ShowEnd SubPrivate Sub cmdRefresh_Click() tmrSignalling.Enabled = False Call frmMain.cmdStop_ClickEnd SubPrivate Sub cmdExit_Click() gFunction = CNULL gStatus = CBE_READY tmrSignalling = False frmStopSignaling.Hide Call MDIForm1.send_stop_cmd_rs6001 Call frmMain.dis_frmMainEnd SubPublic Sub stop_status_dis_init() Dim i As Integer gFunction = CSTOP gStatusDisLableIndex = 0 gMaxStatusDisLableIndex = 12 frmStopSignaling.WindowState = Maximized frmStopSignaling. For i = 0 To gMaxStatusDisLableIndex lblSignalling(i).Visible = False Next i tmrSignalling.Interval = 1000 tmrSignalling.Enabled = True End SubPrivate Sub Label1_Click()End SubPrivate Sub Label2_Click()End SubPrivate Sub Label3_Click()End SubPrivate Sub lblSignalling_Click(Index As Integer)End SubPrivate Sub lblSignalling_DblClick(Index As Integer)End SubPrivate Sub lblSignalling_DragDrop(Index As Integer, Source As Control, X As Single, Y As Single)End SubPrivate Sub lblSignalling_LinkError(Index As Integer, LinkErr As Integer)End SubPrivate Sub lblSignalling_LinkNotify(Index As Integer)End SubPrivate Sub lblSignalling_LinkOpen(Index As Integer, Cancel As Integer)End SubPrivate Sub lblSignalling_OLEDragDrop(Index As Integer, Data As DataObject, Effect As Long, Button As Integer, Shift As Integer, X As Single, Y As Single)End SubPrivate Sub lblSignalling_OLEDragOver(Index As Integer, Data As DataObject, Effect As Long, Button As Integer, Shift As Integer, X As Single, Y As Single, State As Integer)End SubPrivate Sub lblSignalling_OLESetData(Index As Integer, Data As DataObject, DataFormat As Integer)End SubPrivate Sub tmrSignalling_Timer() If gStatus CRS6001_CONNECT_BASE_OK Then MsgBox 請檢查RZ6001和基站是否建立連接！ tmrSignalling.Enabled = False Exit Sub End If If gStatus CCONNECT_RS6001_OK Then MsgBox 請檢查計算機和RZ6001是否建立連接！ tmrSignalling.Enabled = False Exit Sub End If If gCurrentMobileStatue CRS6001_CONNECT_BASE_OK Then MsgBox 請檢查RZ6001和基站是否連接正常！ tmrSignalling.Enabled = False Exit Sub End If If gCurrentMobileStatue = MS_ST_CLOSE Then If gStatusDisLableIndex = gMaxStatusDisLableIndex Then lblSignalling(gStatusDisLableIndex).Visible = True gStatusDisLableIndex = gStatusDisLableIndex + 1 tmrSignalling.Interval = 1500 End If End If gCurrentMobileStatue = MS_ST_CLOSEEnd Sub即關(guān)機信令的過程簡要可概括為以下三個步驟：1.MS上RACH TO 網(wǎng)絡(luò),(RACH,AGCH)；2.網(wǎng)絡(luò)分配SDCCH給MS,MS發(fā)出關(guān)機請求；3.MSC要求MS做一次位置更新,并在HLR里標記IMSI為POWER OFF,清除VLR里TMSI數(shù)據(jù).則 MS關(guān)機完成。2.3 主叫信令（一）、實驗原理處于開機空閑狀態(tài)的移動臺要建立與另一個用戶的通信，在用戶看來他只要輸入被叫用戶的號碼，再按發(fā)送鍵，移動臺就開始啟動程序直到電話撥通。實際上，移動臺和網(wǎng)絡(luò)需要經(jīng)過許多步驟才能將呼叫建立起來。以移動臺同移動臺進行通信為例，就包括主叫移動臺和主叫MSC建立信令連接、主叫MSC通過被叫電話號碼對被叫用戶進行選路，即尋找被叫所處的MSC、被叫MSC尋呼被叫MS并建立信令連接過程等三個過程。移動通信中移動臺主叫時MS和MSC之間的信令過程、以及為了完成通話連接，主叫MSC和被叫MSC之間的信令過程（即七號信令中的部分消息）。（二） 主叫信令流程移動用戶做主叫時的信令過程從MS向BTS請求信道開始，到主叫用戶TCH指配完成為止。一般來說，主叫經(jīng)過幾個大的階段：接入階段，鑒權(quán)加密階段，TCH指配階段，取被叫用戶路由信息階段。接入階段主要包括：信道請求，信道激活，信道激活響應，立即指配，業(yè)務請求等幾個步驟。經(jīng)過這個階段，手機和BTS（BSC）建立了暫時固定的關(guān)系。鑒權(quán)加密階段主要包括：鑒權(quán)請求，鑒權(quán)響應，加密模式命令，加密模式完成，呼叫建立等幾個步驟。經(jīng)過這個階段，主叫用戶的身份已經(jīng)得到了確認，網(wǎng)絡(luò)認為主叫用戶是一個合法用戶，允許繼續(xù)處理該呼叫。取被叫用戶路由信息階段主要包括：向HLR請求路由信息；HLR向VLR請求漫游號碼；VLR回送被叫用戶的漫游號碼；HLR向MSC回送被叫用戶的路由信息（MSRN）。MSC收到路由信息后，對被叫用戶的路由信息進行分析，可以得到被叫用戶的局向。然后進行話路接續(xù)主叫信令流程根據(jù)通信是否正常可分為呼叫建立正常的信令流程、被叫關(guān)機的信令流程、被叫號碼無效的信令流程、被叫無應答的信令流程。現(xiàn)在分情況介紹各種情況下的具體信令流程。1、呼叫建立正常的信令流程（1）ISUP INITIAL ADDRESS MESSAGE：IAM初始化消息是主叫MSC向被叫MSC發(fā)送的最早的一條信令。當主叫MSC查詢到被叫MSC的地址后，就向被叫MSC發(fā)送IAM消息，此消息中包含主叫號碼、被叫號碼和業(yè)務類型等。被叫MSC根據(jù)這條消息就可以知道主叫的電話號碼、以及被尋呼的被叫號碼。根據(jù)被叫號碼被叫MSC可以在相應的位置區(qū)對被叫MS發(fā)起尋呼。（2）ISUP ANSWER COMPLETE MESSAGE：若被叫MS處于開機空閑狀態(tài)，被叫MSC順利尋呼到被叫MS，此次通話能夠建立，且被叫MS開始振鈴，則被叫MSC向主叫MSC發(fā)送ACM地址完成消息，表示被叫MSC接收呼叫。主叫MSC收到ACM消息后，它的反應是將“提醒”消息發(fā)給MS。（3）ISUP ANSWER MESSAGE消息：如果被叫MS摘機，被叫MSC會向主叫MSC發(fā)回“應答”消息，此時主叫與被叫之間的鏈路接通，主叫MSC將發(fā)給MS一條“連接”消息，MS收到該消息后將停止待命指示，接著向系統(tǒng)返回“連接證實”，當系統(tǒng)收到此消息時，就開始計費。呼叫建立過程完畢，雙方進入通話階段。（1）實驗操作步驟1將與實驗箱1相連的電腦上的移動系統(tǒng)信令實驗平臺軟件打開，在主界面上點擊“移動臺主叫信令”按鈕，進入此實驗界面；2主叫在實驗箱1上輸入被叫移動臺的電話號碼，并按動對話框邊的“確認”按鍵。主叫移動臺開機撥叫被叫號碼；3由于被叫處于開機空閑狀態(tài)，很快被叫試驗箱電話將振鈴，同時顯示主叫號碼。被叫振鈴后，控制被叫的學生按動被叫實驗箱上的“確認”鍵進行摘機。此后，主被叫之間的通話鏈路完全建立，能夠進行通話。主叫學生電腦上的移動系統(tǒng)信令實驗平臺軟件將顯示移動臺主叫的信令過程；4通話結(jié)束，主叫主動掛斷電話。主叫學生按動試驗箱上的“取消”鍵，網(wǎng)絡(luò)將自動進行掛機。（2）信令流程圖（3）程序主要代碼Private Sub cmdCurrentStatus_Click() gDetailCanDis = 1 MDIForm1.Timer1.Enabled = True frmCallingSignaling.Hide frmstat.ShowEnd SubPrivate Sub Command1_Click() gFunction = CNULL gStatus = CBE_READY tmrSignalling = False frmCallingSignaling.Hide Call MDIForm1.send_stop_cmd_rs6001 Call frmMain.dis_frmMainEnd SubPublic Sub calling_status_dis_init() Dim i As Integer gFunction = CCALLING gStatusDisLableIndex = 0 gMaxStatusDisLableIndex = 26 For i = 0 To gMaxStatusDisLableIndex lblSignalling(i).Visible = False Next i tmrSignalling.Interval = 1000 tmrSignalling.Enabled = True End SubPrivate Sub Command2_Click() Call frmMain.cmdCalling_ClickEnd SubPrivate Sub lblSignalling_Click(Index As Integer)End SubPrivate Sub lblWaitCallingSignal_Click()End SubPrivate Sub tmrSignalling_Timer() If gStatus CRS6001_CONNECT_BASE_OK Then MsgBox 請檢查RZ6001和基站是否建立連接！ tmrSignalling.Enabled = False Exit Sub End If If gCurrentMobileStatue MS_ST_CALLING_READY Then If gCurrentMobileStatue MS_ST_BEING Then MsgBox 請檢查RZ6001是否進入主叫狀態(tài)！ tmrSignalling.Enabled = False Exit Sub End If If gStatus = CDIS_SIGNALLING Then If gStatusDisLableIndex = gMaxStatusDisLableIndex Then Select Case gStatusDisLableIndex Case 0 To 10, 19, 22 To 24, 26 lblSignalling(gStatusDisLableIndex).Visible = True lblWaitCallingSignal.Visible = False Case 11 To 18 If (gStatusDisLableIndex Mod 2) = 0 Then lblWai