gprs模块与服务器通信原理分析

gprs模块与服务器通信原理分析,第1张

  GPRS是通用无线分组业务(General Packet Radio System)的缩写,是介于第二代和第三代之间的一种技术,通常称为2.5G。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。有了GPRS,用户的呼叫建立时间大大缩短,几乎可以做到“永远在线”。此外, GPRS是以营运商传输的数据量而不是连接时间为基准来计费,从而令每个用户的服务成本更低。

  GPRS的主要特点:

  相对原来GSM的电路交换数据传送方式,GPRS采用分组交换技术。由于使用“分组”技术,用户上网可以免受掉线的麻烦。此外,使用GPRS上网的方法与 WAP不同, 用WAP上网就如在家中上网,先“拨号连接”,而上网后便不能同时使用该电话线,但GPRS则较优越,下载资料和通话可以同时进行。

  从技术上来说,声音的传送(即通话)继续使用GSM,而数据的传送则使用GPRS,就把移动电话的应用提升到一个更高层次,而且不需重新组网,十分经济。 GPRS的用途十分广泛,包括通过手机发送及接收电子邮件、在Internet上浏览等。使用GPRS,数据可实现分组发送和接受,这意味着用户总是在线且按流量计费,降低了服务成本。

  GPRS的最大优势在于数据传输速度不是WAP所能比拟的。目前的GSM移动通信网的传输速度为每秒9.6K字节,GPRS手机在今年初推出时已达到 56Kbps的传输速度,到现在更是达到了115Kbps(此速度是常用56k modem理想速率的两倍)。除了速度上的优势,GPRS还有“永远在线”的特点,即用户随时与网络保持联系。举个例子,用户访问Internet时,点击一个超级链接,手机就在无线信道上发送和接受数据,主页下载到本地后,没有数据传送,手机就进入一种“准休眠”状态,手机释放所用的无线频道给其它用户使用,这时网络与用户之间还保持一种逻辑上的连接,当用户再次点击,手机立即向网络请求无线频道用来传送数据,而不像普通拨号上网那样断线后还得重新拨号才能上网。

  GPRS通信基本工作原理

  GPRS是在原有的基于电路交换(CSD)方式的GSM网络上引入两个新的网络节点: GPRS服务支持节点(SGSN)和网关支持节点(GGSN)。SGSN和MSC在同一等级水平,并跟踪单个MS的存储单元实现安全功能和接入控制,并通过帧中继连接到基站系统。GGSN支持与外部分组交换网的互通,并经由基于IP的GPRS骨干网和SGSN连通。图1给出了GPRS与Internet连接原理框图。

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  GPRS终端通过接口从客户系统取得数据,处理后的GPRS分组数据发送到GSM基站。分组数据经SGSN封装后,SGSN通过GPRS骨干网与网关支持接点GGSN进行通信。GGSN对分组数据进行相应的处理,再发送到目的网络,如Internet或X.25网络。

  若分组数据是发送到另一个GPRS终端,则数据由GPRS骨干网发送到SGSN,再经BSS发送到GPRS终端。

  PRS的协议模型

  Um接口是GSM的空中接口。Um接口上的通信协议有5层,自下而上依次为物理层、MAC(Media Access Control)层、LLG(Logical Link Control)层、SNDC层和网络层。Um接口的物理层为射频接口部分,而物理链路层则负责提供空中接口的各种逻辑信道。GSM空中接口的载频带宽为 200KHZ,一个载频分为8个物理信道。如果8个物理信道都分配为传送GPRS数据,则原始数据速率可达200Kbps。考虑前向纠错码的开销,则最终的数据速率可达164kbps左右;MAC为媒质访问控制层。MAC的主要作用是定义和分配空中接口的GPRS逻辑信道,使得这些信道能被不同的移动终端共享;LLG层为逻辑链路控制层。它是一种基于高速数据链路规程HDLG的无线链路协议;SNDC被称为子网依赖结合层。它的主要作用是完成传送数据的分组、打包,确定TCP/IP地址和加密方式;网络层的协议目前主要是Phasel阶段提供的 TCP/IP和L25协议。TCP/IP和X.25协议对于传统的GSM网络设备(如:BSS、NSS等设备)是透明的。

  GPRS的应用范围

  GPRS是在现有GSM网络上开通的一种新型的分组数据传输业务,在有GPRS承载业务支持的标准化网络协议的基础上,GPRS可以提供系列交互式业务服务:

  1、点对点面向连接的数据业务。为两个用户或者多个用户之间发送多分组的业务,该业务要求有建立连接、数据传送以及连接释放等工作程序。

  2、单点对多点业务。根据某个业务请求者的要求,把单一信息传送给多个用户。该业务又可以分为点对多点多信道广播业务、点对多点群呼业务和IP多点传播业务。

  3、点对点无连接型网络业务。各个数据分组彼此互相独立,用户之间的信息传输不需要端到端的呼叫建立程序,分组的传送没有逻辑连接,分组的交付没有确认保护,是由IP协议支持的业务。 GPRS除了提供点对点、点对多点的数据业务外,还能支持用户终端业务、补充业务、 GSM短消息业务和各种GPRS电信业务。

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