[發明專利]一種基于計算機軟件虛擬技術的移動通信系統實驗平臺

在審

• 申請號: 201410192969.3
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN103973686A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 何維;田增山;張毅
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04W84/12
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及一種利用計算機軟件虛擬仿真通信系統的方法，尤其涉及高校通信及相關專業的教學仿真的一種基于計算機軟件虛擬技術的移動通信系統實驗平臺，屬于現代通信學科教學仿真實踐領域。

背景技術

近二三十年來，通信技術和通信產業發展非常迅速，高校通信教育也得到大力發展。信息與通信學科屬于工科類學科，其教學中的實踐環節對于幫助學生快速理解吸收學科知識以及豐富教師教學手段等尤為重要，加上在教育部的大力引導以及當前的就業形勢之下，各高校對實踐環節越來越重視，實驗則是實踐環節的非常重要的組成部分。

當前高校針對移動通信教學采用的現有實驗手段和方式主要有兩種：一、實驗箱設備——一種小型化的電子通信仿真試驗箱設備；二、大型商用設備——一種通信設備商生產的可用于商業化的大型實體通信設備。方式一對學生理解局部知識點有較好的作用。但試驗箱往往每次只能對某一獨立的、局部的通信點知識進行仿真實驗，對通信系統整體體系結構和運作方式的理解幫助不大，缺乏系統性和整體性，造成現在多數學生做完試驗后對通信知識的理解處于只見樹木不見林的狀況。方式二對專業技術課程之間的整體系統性關聯較好。但由于商用設備的技術封閉性，多數實驗只能是做一些系統參數配置、系統演示性的初級實驗，學生難以深入到具體的技術原理層面，有一些可深入到信令層面的實驗，又因為實際通信網絡過分涉及操作細節、過于復雜也不便于開設學生實驗，不利于學生對通信原理的理解和吸收；各廠家商用設備的具體設置又不同，一些與技術原理無關的冗余細節給學生實驗帶來太多的困難，阻礙實驗的順利進行。且上述兩種方式都存在著實驗設備維護工作量大、跟不上現代通信發展的節奏、設備更新換代成本非常高等缺陷。

現階段的已有的一些虛擬化實驗平臺模式大多沒有對現代通信教學領域形成完整的實驗教學體系，且操作界面及操作方式往往抽象復雜，尤其缺乏針對移動通信中對各功能實體(如移動臺/MS、基站/BS、移動交換中心/MSC、訪問位置寄存器/VLR、歸屬位置寄存器/HLR等)的仿真，缺乏詳細的對虛擬信令和業務鏈路接口等具體細節的仿真。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于計算機軟件虛擬技術的移動通信系統實驗平臺。運用計算機虛擬技術仿真實際移動通信系統的典型功能和信令流程，幫助學生把握通信系統的整體結構，深入理解通信系統的內部工作流程和信令流程。

本發明所采用的技術方案是：一種基于計算機軟件虛擬技術的移動通信系統實驗平臺，在局域網聯網環境下，將每一臺PC利用軟件虛擬仿真為移動通信網絡中的各功能實體,其中每臺單獨的PC被虛擬化為一個或多個功能實體，各功能實體間的信息交互通過PC機上軟件編程實現，虛擬信令和數據包通過局域網傳送和接收。

具體的，所述實驗平臺包括仿真接入網和仿真核心網兩部分；所述核心網部分包括MSC/VLR仿真功能實體、HLR/AuC仿真功能實體和SMC/SMG仿真功能實體；其中，MSC/VLR仿真功能實體仿真移動通信系統中的交換機和拜訪位置寄存器，HLR/AuC仿真功能實體仿真移動通信系統中的歸屬位置寄存器和鑒權認證中心；SMC/SMG仿真功能實體仿真移動通信系統中的短信中心和短信網關；所述MSC/VLR仿真功能實體、所述SMC/SMG仿真功能實體和所述HLR/AuC仿真功能實體之間彼此進行信息交互。

所述仿真接入網包括MS仿真功能實體和BS兩類仿真功能實體，其中MS仿真功能實體仿真移動通信系統中的手機的信令和業務功能，BS仿真功能實體仿真移動通信系統中的基站的信令和業務功能。所述MS仿真功能實體與所述BS仿真功能實體之間進行信息交互。

所述BS仿真功能實體與所述MSC/VLR仿真實體之間進行信息交互。

各功能實體之間的仿真接口采用局域網傳輸作為承載，仿真接口的協議棧從頂層開始依次包括自定義協議、UDP、IP、MAC、PHY。

優選的，所述仿真接入網采用UDP協議的“局域網廣播”技術仿真真實移動通信系統中電磁波的廣播特性。

優選的，所述仿真核心網采用UDP點對點傳輸技術仿真真實系統中信令鏈路和業務鏈路。

優選的，所述MS仿真功能實體、所述BS仿真功能實體、所述MSC/VLR仿真功能實體、所述SMC/SMG仿真功能實體或所述HLR/AuC仿真功能實體之間相互交互的信令信息實時顯示在PC機的屏幕上。

優選的，所述MS仿真功能實體的數量至少是兩個。

優選的，所述BS仿真功能實體的數量為一個或多個。

本發明的有益效果有：