提供具有严格QoS保证的语音、图像、数据、视频等各种多媒体业务是目前移动通信系统面临的主要挑战之一。为了保证各种多媒体业务的QoS，为用户提供各种差异化的服务，3GPP组织提出了长期演进和系统架构演进两大研究计划。演进的分组系统采用EPS承载传输具有高速和突发性特征的数据业务。演进的会话管理子层的主要功能是在UE和PDN之间建立EPS承载，默认和专用的EPS承载保证了不同服务质量数据的正确传输。本文基于这样的背景下，对演进的会话管理子层从协议分析到设计，再到测试验证的整个过程进行了系统地研究。　　 本论文依托于TD-LTE无线综合测试仪表开发项目(国家重大专项)，成功完成了网络端演进的会话管理实体的研究与实现。本文首先介绍了系统框架演进的特点和优势，并对EPS承载和EPS系统中端到端的QoS机制进行详细研究。其次对演进的会话管理子层的协议进行了深入分析，包括演进的会话管理子层状态、功能及主要过程。然后研究并设计了演进管理实体的两个重要过程，包括多实例的协议框架设计，多实例的地址处理原则，两种不同类型状态的融合思路，模块间接口原语的设计和PDN连接流程与承载资源修改流程的详细设计。设计的PDN连接流程和承载资源修改流程不仅保证了不同用户多种QoS要求的业务数据传输的正确性，而且缩短了信令建立时延，优化了系统性能。　　 本论文最后采用SDL和TTCN协仿真的测试工具验证了演进的会话管理子层流程的正确性。作者凭借协议栈软件开发与测试的经验，首先利用SDL工具对演进的会话管理子层功能进行开发设计，然后使用TTCN工具对其流程构造测试用例，最后采用SDL和TTCN工具对演进的会话管理子层重要过程进行协仿真。通过比对LOG和MSC图，验证接口设计是否合理；开发代码是否正确；消息交互顺序和数据流是否和预期结果相同。本论文最终验证了演进的会话管理子层协议开发的正确性，达到了预期的结果。