移动通信系统信令交互课程设计报告

合 肥 学 院 课 程 设 计 报 告

题 目：移动通信系统信令交互设计 _

系 别： 电子信息与电气工程系 ___

专 业： 通信工程专业

班 级：_____09级通信(1)/(2)/(2)班

学 号：0905075008/0905076048/0905074014

姓 名： 胡庆文/坤宸/汪江浩

导 师：____ 胡____________

成 绩：___________ ______ _______

2012 年 11 月 28 日

《通信技术综合课程设计》任务书

论文

题目 移动通信系统信令交互设计 设计类型 工程技术

导师 胡

名姓生学 胡庆文、坤宸、汪江浩

主要容及目标

设计一个移动通信系统信令交互系统，要求：

1、 可以通过设计软件界面显示移动通信终端实现开关机信令过程；

2、 可以通过设计软件界面显示移动通信终端通信过程的信令交互；

3、 可以通过设计软件界面显示移动通信终端主叫和被叫的信令过程；、

4、 自由发挥其他功能；

5、 要求有系统框图，电路原理图，软件流程图，软件代码清单。

具有的设计条件

根据设计要求提供相关的试验环境。

计划学生数及任务

计划需要3人

1人主要进行系统功能设计；

1人主要进行系统软件设计；

1人主要进行系统与硬件接口设计。

计划设计进程 1、从接题开始收集资料、准备设计

2、第1周

画出设计系统框图，电路原理图，制定设计方案；

3、第2周

系统调试和完善，同时编写设计报告。

参考文献 1、《GSM Advanced System Technique》，Ericsson’s Text EN/LZT ；

2、GSM规（Phase 2+）04.08；

3、《GSM数字移动通信工程》，孺石、丁怀元等著。

4、钱勤.手机短消息SMS的程序开发，.chinaoak,myrice.,2004

5、 云.基于GSM的短消息业务协议分析[J]无线通信技术，2001

目 录

摘要： ............................................................................................................... 1

关键字： ............................................................................................................

1

正文： ............................................................................................................... 1

一、GSM系统 .................................................................................................... 1

1.1 GSM 系统结构及其功能 ........................................................................ 1

1.1.1 GSM 移动台 ............................................................................... 2

1.1.2 基站子系统（BSS） ..................................................................... 3

1.1.3 网络子系统（NSS） ..................................................................... 5

1.1.4 操作支持子系统（OSS） ............................................................... 6

1.2 GSM 系统信令接口及其协议分层 ............................................................ 6

1.2.1 GSM 系统中的主要接口 ............................................................... 6

1.2.2 分层协议 ..................................................................................... 8

1.2.3 信令功能的互通 ........................................................................... 9

二、典型的呼叫处理过程 ...................................................................................... 9

2.1 开机信令 ........................................................................................ 9

2.2 关机信令 ............................................................................................ 12

2.3 主叫信令 ...................................................................................... 16

2.4 被叫信令 ...................................................................................... 26

总结 ................................................................................................................ 30

移动通信系统信令交互设计

摘要：

本次课程设计主要是围绕GSM移动通信系统的主要呼叫流程和主要信令流程进行四个实验：移动台开机和关机信令交换实验、移动台主叫信令交换实验、移动台被叫信令交换实验、移动台移动性管理信令交换实验。本文是从GSM系统结构与功能、信令交互基本原理及典型的呼叫处理过程几个方面来介绍本次课程设计的相关知识、实验中遇到的问题及其解决方案。

关键字：GSM系统、信令交互、呼叫处理过程

正文：

一、GSM系统

1.1 GSM 系统结构及其功能

移动通信是指通信双方有一方或两方处于运动中的通信。可以是移动台与移动台之间的通信，也可以是移动台与固定用户之间的通信。包括陆、海、空移动通信。由于移动通信网中依靠的是无线电波的传播，采用的频段遍及低频、中频、高频、甚高频和特高频，其传播环境要比固定网中有线媒质的传播特性复杂，因此，移动通信有着与固定通信不同的特点。

移动通信系统由移动台、基台、移动交换局组成。若要同某移动台通信，移动交换局通过各基台向全网发出呼叫，被叫台收到后发出应答信号，移动交换局收到应答后分配一个信道给该移动台并从此话路信道中传送一信令使其振铃。

GSM系统又称蜂窝移动通信系统，主要是由由移动台（MS）、移动网子系统（NSS）、基站子系统（BSS）和操作支持子系统（OSS）四部分组成。

移动台（MS）是公用GSM移动通信网中用户使用的设备，也是用户能够直接接触的整个GSM系统中的唯一设备。移 动台的类型不仅包括手持台，还包括车载台和便携式台。随着GSM标准的数字式手持台进一步小型、轻巧和增加功能的发展趋势，手持台的用户将占整个用户的极大部分。

基站子系统（BSS）是GSM系统中与无线蜂窝方面关系最直接的基本组成部分。它通过无线接口直接与移动台相接，负责无线发送接收和无线资源管理。另一方面，基站子系统与网络子系统（NSS）中的移动业务交换中心（MSC）相连，实现移动用户之间或移动用户与固定网路用户之间的通信连接，传送系统信号和用户信息等。当然，要对BSS部分进行操作维护管理，还要建立BSS与操作支持子系统（OSS）之间的通信连接。

移动网子系统（NSS）主要包含有GSM系统的交换功能和用于用户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能，它对GSM移动用户之间通信和GSM移动用户与其它通信网用户之间通信起着管理作用。NSS由一系列功能实体构成，整个GSM系统部，即NSS的各功能实体之间和NSS与BSS之间都通过符合CCITT信令系统No.7 协议和GSM规的7号信令网路互相通信。

操作支持子系统（OSS）需完成许多任务，包括移动用户管理、移动设备管理以及网路操作和维护。

GSM系统结构框图如图1所示：

图1 GSM系统结构框图

下面简要介绍各实体的功能：

1.1.1 GSM 移动台

移动台是移动网中的用户终端，包括移动设备 (ME) 和移动用户识别模块

SIM 卡。 SIM 卡上包含所有与用户有关的信息，也含有鉴权和加密实现的信息。它是整个移动通信系统中直接由用户使用的设备，主要功能通过无线接入进

入通信网络，完成各种控制和处理以提供主叫或被叫通信。移动台的类型很多，除了人们最熟悉的手机之外还包括车载台、便携式移动台。任何类型的GSM移动台都具备以下的基本功能：

1、无线接入GSM数字移动通信网，完成各种控制功能；

2、支持各种基本业务（电信业务和承载业务）和附加业务；

（1）加密功能，可对用户数据及信令进行加密；

（2）话音编解码和信道编解码功能；

（3）辅助基站子系统完成APC（自动功率控制）、跳频及各种切换；

（4）无线信道速率和用户数据速率之间的适配；

（5）实现人机接口（MMI）所需的各种功能。

移动台的一个重要组成部分是用户识别模块，即人们常说的SIM卡。SIM卡中存放着所有和用户有关的用户无线接口侧的信息，包括鉴权、加密信息。使用GSM系统进行呼入和呼出的移动台必须插入SIM卡，只有在处理紧急呼叫时（如呼110和119），才可以在不插入SIM卡的情况下使用移动台。

SIM卡其实是一符合ISO标准的IC卡，由CPU和存储器以及串行通信单元组成。SIM卡中存放的主要有三类信息：

（1）与SIM卡本身以及和持卡者有关的信息；

（2）进行GSM网络操作所需的信息，如IMSI，TMSI，LAI，加密键Koch，用户密钥Kid，鉴权算法A3和加密算法A5和密钥生成算法A8等；