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基于GPRS網(wǎng)絡(luò )的數據無(wú)線(xiàn)傳輸實(shí)現接口
摘 要：介紹了GPRS無(wú)線(xiàn)數據通信的工作原理及應用GPRS技術(shù)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信的設計方案、軟硬件的實(shí)現。嵌入式GPRS無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)為數據傳輸業(yè)務(wù)提供了極大的便利，縮短了應用系統的開(kāi)發(fā)周期，減小了開(kāi)發(fā)難度和風(fēng)險，具有很高的市場(chǎng)應用前景。關(guān)鍵詞：GPRS CMS91-900/1800 P89C669 AT命令集 TCP/IP 嵌入式
目前的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )有GSM、GPRS、CDMA2000三種，GSM屬于2G網(wǎng)絡(luò )，會(huì )被后兩者迅速替代，所以不考慮接入到GSM網(wǎng)。 GPRS、CDMA2000采用的是2.5G網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，是未來(lái)一段時(shí)間內中國國內將會(huì )普遍用到的。雖然說(shuō)CDMA2000采用的是碼分多址技術(shù)，在理論上比GPRS更為先進(jìn)，但是在實(shí)際情況下由于網(wǎng)絡(luò )條件等一些外來(lái)因素的影響，在國內表現并不如GPRS理想。所以還是考慮接入到GPRS網(wǎng)絡(luò )。
GPRS無(wú)線(xiàn)數據傳輸系統應用范圍相當廣泛，幾乎所有中低速率的數據傳輸業(yè)務(wù)都可以應用，如城市配電網(wǎng)絡(luò )自動(dòng)化、自來(lái)水、煤氣管道自動(dòng)化、商業(yè)POS機、INTERNET接入、個(gè)人信息、股票信息、金融、交通、公安等。除了支持傳統的互聯(lián)網(wǎng)應用，GPRS也可使無(wú)線(xiàn)終端支持B2B、B2C 的電子商務(wù)和電子支付、股票交易、銀行轉帳等應用。GPRS同樣可以應用于公司內部網(wǎng)（INTRANET），基于IP的遠程LAN 接入，使無(wú)線(xiàn)終端成為L(cháng)AN的延伸。但是，普通的GPRS模塊在使用時(shí)有些局限性，它沒(méi)有內嵌TCP/IP協(xié)議棧，需要用戶(hù)提供TCP/IP 的支持；就是說(shuō)，需要在使用GPRS 模塊的上位機單片機系統中嵌入TCP/IP，這是一個(gè)復雜而繁瑣的工作，有時(shí)甚至超過(guò)了應用本身的工作量�；谔峁┮环N簡(jiǎn)便實(shí)用的GPRS 通訊解決方案的需求，作者開(kāi)發(fā)了嵌入式GPRS移動(dòng)無(wú)線(xiàn)通信模塊，它內嵌了TCP/IP協(xié)議棧，簡(jiǎn)化了接口設計，實(shí)現了數據在用戶(hù)終端和服務(wù)器之間的透明傳輸，使用戶(hù)可以方便地應用GPRS 技術(shù)實(shí)現遠程的無(wú)線(xiàn)數據傳輸。
一、GPRS無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)
1．GPRS網(wǎng)絡(luò )的構成
GPRS(General Packet Radio Service)是通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)的簡(jiǎn)稱(chēng)。GPRS是GSM Phase2.1 規范實(shí)現的內容之一，能提供比現有 GSM 網(wǎng) 9.6kbit/s 更高的數據率。GPRS 采用與 GSM 相同的頻段、頻帶寬度、突發(fā)結構、無(wú)線(xiàn)調制標準、跳頻規則以及相同的 TDMA 幀結構。因此，在 GSM 系統的基礎上構建 GPRS 系統時(shí)，GSM 系統中的絕大部分部件都不需要作硬件改動(dòng)，只需作軟件升級。
構成 GPRS 系統的方法是：
（1）在 GSM 系統中引入 3 個(gè)主要組件
①GPRS 服務(wù)支持結點(diǎn)(SGSN, Serving GPRS Supporting Node)
②GPRS 網(wǎng)關(guān)支持結點(diǎn)(GGSN, Gateway GPRS Support Node)
③分組控制單元(PCU)
（2）對 GSM 的相關(guān)部件進(jìn)行軟件升級。 GPRS 系統原理如圖1所示：
圖1 GPRS系統原理圖
2．GPRS通信過(guò)程
在GSM 基礎上增加網(wǎng)絡(luò )設備主要有：
PCU:通過(guò)對基站子系統（BSS）進(jìn)行軟件升級，一種被稱(chēng)為分組控制單元（Package Control Unit，PCU）的新型GPRS實(shí)體將被用來(lái)處理數據業(yè)務(wù)量，并將數據業(yè)務(wù)量從GSM話(huà)音業(yè)務(wù)量中分離出來(lái)。PCU增加了分組功能，可控制無(wú)線(xiàn)鏈路，并允許用戶(hù)接入同一無(wú)線(xiàn)資源。
SGSN:GPRS業(yè)務(wù)支持節點(diǎn)（Serving GPRS Support Node，SGSN）為用戶(hù)和GGSN提供分組路由和隧道等功能。GPRS分組從基站直接發(fā)送到SGSN節點(diǎn)，而不是通過(guò)移動(dòng)交換中心MSC連接到語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò )上。
GGSN:支持節點(diǎn)網(wǎng)關(guān)（Getway GPRS Support Node，GGSN是GPRS網(wǎng)絡(luò )連接其他網(wǎng)絡(luò )（如Internet）的關(guān)鍵設備； GGSN對接收自SGSN的分組數據進(jìn)行相應的處理后，發(fā)送到目的網(wǎng)絡(luò )中,如Internet或X.25網(wǎng)絡(luò )；而來(lái)自Internet的標識有移動(dòng)終端地址的IP包，由GGSN接收，再轉發(fā)到SGSN，繼而傳送到移動(dòng)終端上。
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