基于GPRS網絡的數據無線傳輸實現接口
摘 要：介紹了GPRS無線數據通信的工作原理及應用GPRS技術進行無線通信的設計方案、軟硬件的實現。嵌入式GPRS無線通信技術為數據傳輸業務提供了極大的便利，縮短了應用系統的開發周期，減小了開發難度和風險，具有很高的市場應用前景。關鍵詞：GPRS CMS91-900/1800 P89C669 AT命令集 TCP/IP 嵌入式
目前的無線網絡有GSM、GPRS、CDMA2000三種，GSM屬于2G網絡，會被后兩者迅速替代，所以不考慮接入到GSM網。 GPRS、CDMA2000采用的是2.5G網絡技術，是未來一段時間內中國國內將會普遍用到的。雖然說CDMA2000采用的是碼分多址技術，在理論上比GPRS更為先進，但是在實際情況下由于網絡條件等一些外來因素的影響，在國內表現并不如GPRS理想。所以還是考慮接入到GPRS網絡。
GPRS無線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務都可以應用，如城市配電網絡自動化、自來水、煤氣管道自動化、商業POS機、INTERNET接入、個人信息、股票信息、金融、交通、公安等。除了支持傳統的互聯網應用，GPRS也可使無線終端支持B2B、B2C 的電子商務和電子支付、股票交易、銀行轉帳等應用。GPRS同樣可以應用于公司內部網（INTRANET），基于IP的遠程LAN 接入，使無線終端成為LAN的延伸。但是，普通的GPRS模塊在使用時有些局限性，它沒有內嵌TCP/IP協議棧，需要用戶提供TCP/IP 的支持；就是說，需要在使用GPRS 模塊的上位機單片機系統中嵌入TCP/IP，這是一個復雜而繁瑣的工作，有時甚至超過了應用本身的工作量。基于提供一種簡便實用的GPRS 通訊解決方案的需求，作者開發了嵌入式GPRS移動無線通信模塊，它內嵌了TCP/IP協議棧，簡化了接口設計，實現了數據在用戶終端和服務器之間的透明傳輸，使用戶可以方便地應用GPRS 技術實現遠程的無線數據傳輸。
一、GPRS無線通信技術
1．GPRS網絡的構成
GPRS(General Packet Radio Service)是通用分組無線業務的簡稱。GPRS是GSM Phase2.1 規范實現的內容之一，能提供比現有 GSM 網 9.6kbit/s 更高的數據率。GPRS 采用與 GSM 相同的頻段、頻帶寬度、突發結構、無線調制標準、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，GSM 系統中的絕大部分部件都不需要作硬件改動，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 個主要組件
①GPRS 服務支持結點(SGSN, Serving GPRS Supporting Node)
②GPRS 網關支持結點(GGSN, Gateway GPRS Support Node)
③分組控制單元(PCU)
（2）對 GSM 的相關部件進行軟件升級。 GPRS 系統原理如圖1所示：
圖1 GPRS系統原理圖
2．GPRS通信過程
在GSM 基礎上增加網絡設備主要有：
PCU:通過對基站子系統（BSS）進行軟件升級，一種被稱為分組控制單元（Package Control Unit，PCU）的新型GPRS實體將被用來處理數據業務量，并將數據業務量從GSM話音業務量中分離出來。PCU增加了分組功能，可控制無線鏈路，并允許用戶接入同一無線資源。
SGSN:GPRS業務支持節點（Serving GPRS Support Node，SGSN）為用戶和GGSN提供分組路由和隧道等功能。GPRS分組從基站直接發送到SGSN節點，而不是通過移動交換中心MSC連接到語音網絡上。
GGSN:支持節點網關（Getway GPRS Support Node，GGSN是GPRS網絡連接其他網絡（如Internet）的關鍵設備； GGSN對接收自SGSN的分組數據進行相應的處理后，發送到目的網絡中,如Internet或X.25網絡；而來自Internet的標識有移動終端地址的IP包，由GGSN接收，再轉發到SGSN，繼而傳送到移動終端上。
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