北京交通大学移动通信实验报告Word文档下载推荐.docx
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再点击“开机”键,从而使移动台处于开机状态。
5、移动台主叫实验需要某一个被叫移动台的配合,选择一个作为被叫的实验箱,并了解此被叫的电话号码。
6、呼叫建立正常实验:
(1)提示被叫通过点击学生平台上的“初始化”、“开机”键,使被叫处于开机空闲状态。
(2)主叫在学生平台上选择或输入被叫移动台的电话号码,并按动对话框边的“OK”按钮。
点击界面上的“呼叫”按钮,主叫学生戴上实验箱上配备的耳机,充当话机。
主叫移动台开机拨叫被叫号码。
主叫学生平台上将显示移动台主叫的信令过程。
(3)由于被叫处于开机空闲状态,很快被叫学生平台的电话将振铃,主叫学生平台上将会显示从被叫学生平台发送来的ISUPADRRESSCOMPLETE(ACM)消息。
主叫MSC将想MS发送ALERTING信令。
(4)被叫振铃后,控制被叫学生平台的学生按动被叫实验界面上的“摘机”键,被叫学生戴上实验箱上配备的耳机。
被叫学生平台上将显示被叫MS将向被叫MSC发送CONNECT消息。
这时,被叫MSC向主叫MSC发送ISUPANSWER消息,主叫MSC收到此消息后,将向主叫MS发送CONNECT消息,MS回送CONNECTACKNOWLEDGE消息。
此后,主被叫之间的通话链路完全建立,能够进行通话。
主叫学生平台上会提示“进入通话中”。
(5)通话结束,主叫主动挂断电话。
主叫学生按动学生平台界面上的“挂机”,并放下实验箱上的电话。
主叫学生平台会显示通话链路释放。
7、被叫无应答的情况下的信令流程
点击界面上的“呼叫”按钮,主叫移动台开机拨叫被叫号码。
(4)被叫振铃后,让被叫学生不按动“摘机”键。
等待1DLWLLD分钟后,被叫MSC释放链路的信令显示在被叫学生平台上。
并且被叫MSC向主叫MSC发送ISUPRELEASE消息,主叫MSC收到此消息后,将进行主叫链路的释放,所有的释放链路的信令将依次显示在主叫学生平台的界面上。
8、进行被叫未开机时的信令流程实验。
(1)让被叫学生按动被叫学生平台上的“关机”键,使被叫移动台处于关机状态。
点击界面上的“呼叫”按钮,主叫学生拿起实验箱上的话筒。
(3)由于被叫移动台处于关机状态,主叫MSC将从被叫MSC收到ISUPRELEASE消息。
主叫学生平台上会显示从被叫MSC收到此消息,紧接着是主叫MSC释放链路的信令过程。
9、被叫号码无效时的信令流程。
(1)主叫在学生平台上输入教师规定的一个号码(此号码不对应任何实验箱,因此可认为是个不合法的号码),并按动对话框边的“OK”按钮。
点击界面上的“呼叫”按钮。
(2)学生平台上会显示紧接着的所有的信令过程。
最后会弹出对话框提示“本号码是空号,请挂机”。
学生放下电话。
10、进行以上4种情况的实验时,每一实验结束后,结合实验原理中的信令流程图认真分析信令流程并做相应的记录。
11、以上实验时主被叫学生平台均不需要选择“单步”按钮。
如果需要选择“单步”按钮,主叫学生平台和被叫学生平台要密切配合,否则会由于一方不按动“下一步”键,整个实验无法继续,导致移动台或者基站的定时器超时,导致异常。
5.实验结果及分析
1、初始化准备
这个实验需要两台机器配合,首先在开始运行里查找自己的IP地址,同时要知道对方的IP地址,得到所需信息之后将其填写在相应程序里。
第二步启动程序,然后点击初始化键,界面上显示初始化完成,则实验准备完成。
初始化过程中主叫MSC向被叫MSC发送初始化信息,即ISUPINITIALADDRESSMESSAGE(IAM),IAM消息包括主叫、被叫号码和服务类型,被叫MSC’可以根据被叫号码在相应位置区对被叫MS发起寻呼
2、建立呼叫连接
主要经历接入阶段和鉴权加密阶段,接入阶段包括信道请求,信道激活,信道激活响应,立即指配(建立“手机”(电脑)与BTS(BSC)建立了暂时固定的关系);
鉴权加密阶段包括鉴权请求,鉴权响应,主叫用户身份得到确认,网络允许继续处理该呼叫
可以从界面上看出网络允许通信之后,立即开始信道分配
MS处于闲置模式的时候呼叫MS后若建立连接,被叫就会振铃,被叫MSC向主叫发送ACM地址完成消息,表示被叫MSC接受呼叫。
从界面显示可以看出,主叫MSC发送ALTERTING消息给MS表示收到ACM消息。
被叫振铃,通过按“摘机”键实现双方通信。
经过CallProceeding的过程,MS发送一个SETUP消息,在此消息中携带有被叫号码和主叫标识等更为详细的信息,MSC收到此消息后,首先向VLP查询该用户的相关业务信息,VLR根据此次业务类别和开户时MS已经申请的业务信息,决定此次呼叫是否可以继续;
如果继续则向MSC回送该用户数据。
从而建立通话。
3、被叫无应答
被叫未呼叫成功,挂机的一方MS则发送DISCONNECT信号,MSC向对面发送ISUPRELEASE消息,开始链路释放
4、被叫未开机
5、被叫号码无效
当输入一个非指定号码的时候,显示出“所拨号码是空号,请挂机”的对话框,表示号码无效,无法进行信令连接
移动台被叫实验
1、掌握移动台被叫正常接续时的信令流程。
2、掌握通话结束呼叫释放时的信令流程。
3、了解被叫用户振铃后长时间不接听时移动台被叫的信令流程。
二、实验器材
电源,台式计算机,交换机,串口线,电话线,耳机和麦克,电源线,移动通信试验箱。
三、实验步骤
1、通过串行口将实验箱和电脑连接,给实验箱上电。
在主界面上双击“GSM移动台被叫”实验图标,进入此实验界面。
2、点击“初始化”键,看到消息框中出现“初始化”完成。
3、移动台被叫实验是同一个主叫移动台配合进行的,在教师的协调下,确定作为主叫的实验箱。
4、下面进行呼叫建立正常的实验,主要观察移动台被叫的信令过程。
(1)等待主叫移动台拨叫本实验箱上的移动台。
由于被叫开机,学生平台上会显示被叫MSC寻呼被叫移动台的信令过程。
(2)被叫MSC寻呼被叫移动台结束后,被叫MSC与被叫移动台之间的信令连接建立。
过片刻,被叫实验箱振铃。
观察学生平台信令的显示,会出现MS向MSC发送ALERTING消息。
(3)按动学生平台上的“摘机”键并且佩戴实验箱上的耳机作为电话听筒。
观察学生平台的信令显示,会出现MS向MSC发送CONNECT消息,紧接着MSC向MS发送CONNECTACKNOWLEDGE消息。
至此整个通话建立。
可以进行通话。
5、下面进行通话结束呼叫释放的实验。
(1)通话结束,被叫主动挂断电话,观察学生平台上呼叫释放的信令流程。
6、下面进行呼叫建立时被叫振铃不应答的实验,观察移动台被叫的信令过程。
(1)被叫学生不按动学生平台上的“摘机”键,等待片刻,由于被叫无应答,会导致被叫端定时器超时,被叫会释放呼叫链路。
7、进行以上三种情况的实验时,每一实验结束后,结合实验原理中的信令流程图认真分析信令流程并做相应的记录。
8、以上实验时主被叫学生平台均不需要选择“单步”按钮。
四、实验结果及分析
1、正常呼叫
移动台被叫部分的信令流程:
1、被叫MSC向被叫MS发送寻呼请求
2、被叫MS向被叫MSC应答寻呼
3、被叫MSC向被叫MS发送鉴权请求
4、被叫MS向被叫MSC发回鉴权应答
5、被叫MSC向被叫MS发送简历呼叫和指配命令
6、被叫MS向被叫MSC发回指配完成消息
7、被叫MS振铃并向被叫MSC发回振铃消息
8、被叫MSC向主叫MSC发回地址完成消息
9、被叫MS摘机,并向被叫MSC发连接消息
10、被叫MSC向主叫MSC发回被叫应答消息
2、通话结束,呼叫链路书房的信令流程
1、主叫MS向主叫MSC发出断连消息
2、主叫MSC向被叫MSC发送释放ISUP消息
3、主叫MSC向MS发送释放命令
4、主叫MS向主叫MSC发回释放完成消息
5、主叫BS向主叫MS发出释放信道命令
6、主叫MS向主叫BS发送DISC消息
7、主叫BS向主叫MS发回UA证实帧
8、被叫MSC向被叫MS发出释放命令
9、被叫MS向被叫MSC发回释放完成消息
10、被叫BS向被叫MS发回释放信道命令
11、被叫MS向被叫BS发送DISC消息
12、被叫BS向被叫MS发回UA证实帧
3、被叫振铃后无应答
5、实验思考题
1.实验中小交换机的作用是什么?
如果配置文件的端口和实际连接的端口不符,会出现什么现象?
小交换机是将两台电脑连接从而实现主被叫的实验,如果不符,则无法进行信令连接。
2.实验中,若主叫无法呼叫被叫,分析可能产生的原因?
可能是串口连接不好、电脑或试验箱的硬件问题;
两台电脑地址设置不对;
未点击初始化;
被叫忙,正在通话中;
被叫未启动。
6、实验感想
具体实验操作很不熟悉,然后只能自己边做边问,遇到很多问题,希望以后还能再更加了解,复习实验。
实验二900MHzGSM手机实验
一、实验目的
1、了解GSM模块的基本功能
2、熟悉用AT命令控制GSM模块进行语音通信的流程
3、掌握TEXT模式和PDU模式下的短信收发命令。
二、实验器材
电源,SIM卡,手机,台式计算机,串口线,电话线,耳机和麦克,电源线,移动通信试验箱。
三、实验原理及内容
在一部GPRS/GSM手机上,用户通过键盘、显示屏或摄像头等人机接口,可以实现语音通信,短信收发,GPRS上网和彩信业务。
众多的通信厂商提供GSM/GPRS模块,在本次试验中采用SIM200通信模块。
本实验主要围绕如何用AT命令来控制SIM200GSM模块来实现语音通信和TEXT/PDU模式下的短信息收发。
本实验所涉及的主要AT命令如下表所示:
AT+CREG?
查询网络登录状态
AT+CSQ
查询接受信号强度
ATDT<
电话号码>
主叫拨号
ATA
被叫摘机
ATH0
主动挂机或终止电话呼叫
AT+CCFC=<
reas>
<
mode>
号码>
[,h号码模式>
呼叫转移(callforwarding)与控制
AT+CLIP=0或1
来电显示与控制
AT+CMGF=0或1
设置短信工作模式
AT+CMGD=<
n>
删除短信
AT+CMGL=<
stat>
短信列表
AT+CMGS
发送短信
AT+CSCA?
查询存储在SIM卡中的服务中心地址
AT+CSCA=<
sca>
[,<
tosca>
]
加入短信消息服务码
实验内容:
查询网络登录状态、查询接收信号强度、主叫拨号、被叫摘机、主动挂机或终止电话呼叫、呼叫转移与控制、来电显示与控制、短信操作。
四、实验步骤
1、通过串行口将实验箱和电脑连接,通电之后将与实验箱相连的电脑上的学生平台程序打开。
在主界面上双击“GSM终端”实验图标,进入实验界面。
2、在右边的空白栏输入接收短信的手机号码(11位)
3、在短消息收发栏输入要发送的短消息(如123456,Hello!
)。
4、点击发送短消息
5、10秒钟后,查看对应短信是否被手机收到。
6、在手机上向实验箱回复短信,查看收到的消息内容。
7、点击右下边的摘机图标,向另一台手机拨号,看另一台手机是否有来电显示、振铃。
按挂机图标可以挂机。
如果另一台手机应答摘机,通过耳机/麦克风可以进行语音通话。
8、手机也可以向实验箱发起电话呼叫,按右下边的摘机图标就可以进行通话。
9、在左上边的透明数据发送栏中,输入AT命令,就可以通过AT命令直接控制短信收发、电话呼叫等过程;
发AT
命令时,必须选中“Tail”选项,代表AT命令的末尾必须添加回车符号<
CR>
。
所发送的AT命令本报告的“实验原理”部分。
五、实验结果及分析
1、查询网络登录状态
发送的AT命令:
返回消息:
+CREG:
0,5---登陆成功,漫游(roaming)
2、查询接收信号强度
3、主叫拨号
ATDT
返回是:
对方无人接听
正常接通。
4、被叫摘机
来电
显示RING后发ATA摘机命令。
5、主动挂机
显示OK表示接通后,发送ATH0挂断电话
6、呼叫转移与控制
呼叫转移未成功。
AT+CCFC=1,4
0=unconditional
4=erasure
7、来电显示与控制
AT+CLIP=0表示来电显示关闭
8、短信操作
(1)设置工作模式到TEXT
AT+CMGF=1
(2)删除短信
AT+CMGD=1即删除了第一条短信
(3)短信列表
AT+CMGL=“REGUNREAD”表示显示未读短信
显示了来自的短信息。
(4)读短信内容
可以看出给我发送了“abc”三个字符。
(5)发送短信
AT+CMGS=141,并且勾选上Hex和Tail。
9、短信服务中心查询
10、短信服务中心更新
AT+CSCA=+86
先将起改为了+86;
然后又将其改回了+86。
六、思考题
1.使用AT命令设置呼叫转移后,若不再取消,手机SIM可是否一直保持该功能?
是,要关闭的话需要关闭无条件呼叫转移代码AT+CCFC=0,0
2.AT命令拨打某人手机时,若该手机关机、占线、无人接听,返回值是否都一样?
不一样。
手机关机是NODIALTONE;
占线是BUSY无人接听时NOCARRIER
7、实验感想
经过第一节课的询问,大部分问题都能自己解决了。
通过这次实验,我也收获了许多的知识。
当然仅通过这一次课,收获的毕竟有限。
在做这次实验的过程我们也遇到了一些小的问题,大部分都是我们马虎造成的。
所以在做任何实验的过程中,我们都要认真的完成每一步。
本次试验主要是了解2G通信系统的各个模块,各种指令,建立模拟GSM手机通信,达到查看短信,呼叫转移的目的。
在实验中,要用AT命令控制GSM模块实现各种功能,在此过程中,我对主要AT命令有了一定的了解,也可以熟练地运用它完成各种要求的指令。
实验三网络层协议分析
1、分析ARP协议报文首部格式,掌握ARP协议工作原理;
2、分析IP报文格式;
3、了解ICMP协议的工作过程。
二、实验内容
通过在不同主机之间执行Ping命令,截获报文,分析ARP协议、IP协议、ICMP协议的报文结构。
三、实验原理
1、ARP协议
ARP(AddressResolutionProtocol)地址解析协议用于将计算机的网络地址(IP地址32位)转化为物理地址(MAC地址48位)[RFC826]。
ARP协议是属于链路层的协议,在以太网中的数据帧从一个主机到达网内的另一台主机是根据48位的以太网地址(硬件地址)来确定接口的,而不是根据32位的IP地址。
内核(如驱动)必须知道目的端的硬件地址才能发送数据。
当然,点对点的连接是不需要ARP协议的。
2、IP协议
IP是英文InternetProtocol(网络之间互连的协议)的缩写,中文简称为“网协”,也就是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。
在因特网中,它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则,规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。
任何厂家生产的计算机系统,只要遵守IP协议就可以与因特网互连互通。
IP地址具有唯一性,根据用户性质的不同,可以分为5类。
另外,IP还有进入防护,知识产权,指针寄存器等含义。
3、ICMP协议
ICMP是(InternetControlMessageProtocol)Internet控制报文协议。
它是TCP/IP协议族的一个子协议,用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。
控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。
这些控制消息虽然并不传输用户数据,但是对于用户数据的传递起着重要的作用。
四、实验环境
1、连接在局域网中的计算机;
2、计算机均需安装Ethereal/Wireshark软件。
五、实验步骤
1、启动Ethereal/Wireshark软件;
2、在“Capture”菜单中选择“Options”菜单选项,在Options设置窗口中把捕获参数设置为非混杂模式;
3、点击“Start”按钮开始捕获数据包;
4、在开始菜单中点击“运行”,选择邻实验台的其他机器IP地址,进行Ping命令操作,待命令执行完毕,数据包基本稳定后点击“Stop”按钮停止捕获。
当网络中ARP解析过程较多时,会捕捉到其它主机的解析数据包,为了使实验结果清晰,可以将捕获数据包过滤器设置为仅本机IP地址;
5、选中被捕获的一个ICMP协议数据包,在详细信息窗口中观察并记录IP数据报的详细信息,分析数据报结构以及各项信息的含义;
6、在“Capture”菜单中选择“Start”菜单选项,重新开始捕获数据包。
此时,在开始菜单的“运行”窗口中,输入“arp–d*”和“ping某主机IP地址”命令,ping命令执行完毕并且数据捕获基本稳定后,点击“Stop”按钮停止捕获;
7、根据捕获到的ARP数据包,分析ARP协议的地址解析过程。
8、重新捕获数据包,期间,在“运行”窗口中输入“arp-d”和“ping某主机IP地址”的命令。
9、根据捕获到的数据包,分析ARP的地址解析过程。
六、实验结果
目的主机MAC地址为00:
23:
89:
A7:
67:
B2;
实验室网关的MAC地址。
源地址MAC地址为34:
17:
EB:
99:
37:
67;
我们使用的电脑的MAC地址。
1、ARP网络层数据包结构分析
(1)实现地址解析的第一步是产生ARP请求分组。
在相应的字段写入本地主机的源物理地址、源IP地址,在目的物理地址字段写入0,并在操作字段写入1。
(2)将ARP分组发送到本地的数据链路层,并封装成帧。
以源物理地址作为源地址,以物理广播地址(FF-FF-FF-FF-FF-FF)作为目的地址,通过物理层发送出去。
ARP请求数据包是采用广播的方式,目标地址为0XFFFFFFFFFFFF。
如下图:
ARP查询数据包长度为42字节,没有填充(padding)。
如下图
(3)由于采用了广播地址,因此网段内所有的主机或设备都能接受到该帧。
除了目的主机外,所有接受到该分组的主机和设备都会丢弃该分组,因为目的主机能够识别ARP消息中的目的IP地址
(4)目的主机发送ARP应答分组。
在ARP应答分组中,以请求分组中源物理地址、源IP地址作为其目的物理地址、目的IP地址,并将目的主机自身的物理地址、IP地址填入应答分组的源物理地址、源IP地址字段,并在操作字段中写入2。
该分组通过数据链路层以点对点的方式发送出去(因为现在目的方已经知道双方的物理地址)。
ARP数据包的消息格式,如下图:
硬件类型
协议类型
物理地址长度
协议地址长度
操作
源物理地址(八位组0~3)
源物理地址(八位组4~5)
源IP地址(八位组0~1)
源IP地址(八位组2~3)
目的物理地址(八位组0~1)
目的物理地址(八位组2~5)
目的IP地址(八位组0~3)
2、ICMP数据报结构分析
ICMP报文的IP数据包,其中IP报头为20字节,如下图:
ICMP使用IPv4协议,包含了协议信息、头部长度、区分服务类型、总长度、标识、标志、分段偏移量、生存时间TTL、上次协议类型、校验和、源IP地址和目的IP地址。
而ICMP回显数据段有类型、代码、校验和、标识符、序列号和数据。
使用Ping命令将产生4次数据交流,因此会有4个对话:
3、Ethernet帧的结构分析
Ethernet帧的首部长度为14字节,分别是:
8字节的目的主机MAC地址、8字节的源主机MAC地址、2字节的数据类型。
EthernetrII帧格式:
---------------------------------------------------------------------------------------
|前序|目的地址|源地址|类型|数据|FCS|
----------------------------------------------------------------------------------------
|8byte|6byte|6byte|2byte|46~1500byte|4byte
在以太网上使用的ARP请求或者回答的格式
上图是以太网上使用的ARP报文格式,ARP首部由硬件类型、协议类型、硬件地址长度、协议地址长度和选项组成,其中硬件类型、协议类型和选项是网络字节序。
当封装的ARP报文在以太网上传输时,硬件类型字段赋值为0x0001,标识硬件为以太网硬件;
协议类型字段赋值为0x0
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