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基于GPRS网络的数据无线传输实现接口

发布时间:2016-11-21编辑:毕业论文

摘 要:介绍了GPRS无线数据通信的工作原理及应用GPRS技术进行无线通信的设计方案、软硬件的实现。嵌入式GPRS无线通信技术为数据传输业务提供了极大的便利,缩短了应用系统的开发周期,减小了开发难度和风险,具有很高的市场应用前景。

关键词:GPRS CMS91-900/1800 P89C669 AT命令集 TCP/IP 嵌入式

  目前的无线网络有GSM、GPRS、CDMA2000三种,GSM属于2G网络,会被后两者迅速替代,所以不考虑接入到GSM网。 GPRS、CDMA2000采用的是2.5G网络技术,是未来一段时间内中国国内将会普遍用到的。虽然说CDMA2000采用的是码分多址技术,在理论上比GPRS更为先进,但是在实际情况下由于网络条件等一些外来因素的影响,在国内表现并不如GPRS理想。所以还是考虑接入到GPRS网络。

GPRS无线数据传输系统应用范围相当广泛,几乎所有中低速率的数据传输业务都可以应用,如城市配电网络自动化、自来水、煤气管道自动化、商业POS机、INTERNET接入、个人信息、股票信息、金融、交通、公安等。除了支持传统的互联网应用,GPRS也可使无线终端支持B2B、B2C 的电子商务和电子支付、股票交易、银行转帐等应用。GPRS同样可以应用于公司内部网(INTRANET),基于IP的远程LAN 接入,使无线终端成为LAN的延伸。但是,普通的GPRS模块在使用时有些局限性,它没有内嵌TCP/IP协议栈,需要用户提供TCP/IP 的支持;就是说,需要在使用GPRS 模块的上位机单片机系统中嵌入TCP/IP,这是一个复杂而繁琐的工作,有时甚至超过了应用本身的工作量。基于提供一种简便实用的GPRS 通讯解决方案的需求,作者开发了嵌入式GPRS移动无线通信模块,它内嵌了TCP/IP协议栈,简化了接口设计,实现了数据在用户终端和服务器之间的透明传输,使用户可以方便地应用GPRS 技术实现远程的无线数据传输。

一、GPRS无线通信技术

1.GPRS网络的构成

GPRS(General Packet Radio Service)是通用分组无线业务的简称。GPRS是GSM Phase2.1 规范实现的内容之一,能提供比现有 GSM 网 9.6kbit/s 更高的数据率。GPRS 采用与 GSM 相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及相同的 TDMA 帧结构。因此,在 GSM 系统的基础上构建 GPRS 系统时,GSM 系统中的绝大部分部件都不需要作硬件改动,只需作软件升级。

构成 GPRS 系统的方法是:

(1)在 GSM 系统中引入 3 个主要组件

①GPRS 服务支持结点(SGSN, Serving GPRS Supporting Node)

②GPRS 网关支持结点(GGSN, Gateway GPRS Support Node)

③分组控制单元(PCU)

(2)对 GSM 的相关部件进行软件升级。 GPRS 系统原理如图1所示:

图1 GPRS系统原理图

2.GPRS通信过程

在GSM 基础上增加网络设备主要有:

PCU: 通过对基站子系统(BSS)进行软件升级,一种被称为分组控制单元(Package Control Unit,PCU)的新型GPRS实体将被用来处理数据业务量,并将数据业务量从GSM话音业务量中分离出来。PCU增加了分组功能,可控制无线链路,并允许用户接入同一无线资源。

SGSN:GPRS业务支持节点(Serving GPRS Support Node,SGSN)为用户和GGSN提供分组路由和隧道等功能。GPRS分组从基站直接发送到SGSN节点,而不是通过移动交换中心MSC连接到语音网络上。

GGSN: 支持节点网关(Getway GPRS Support Node,GGSN是GPRS网络连接其他网络(如Internet)的关键设备; GGSN对接收自SGSN的分组数据进行相应的处理后,发送到目的网络中,如Internet或X.25网络;而来自Internet的标识有移动终端地址的IP包,由GGSN接收,再转发到SGSN,继而传送到移动终端上。

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