[信息与通信]GPRS无线数据传输仪.doc

第1章 绪论 1.1 课题的背景简介 在我们生活的今天，移动通信和Internet是信息技术领域内两支突飞猛进的支柱产业。几乎一切与信息、通信、计算机相关的新技术，无不为这两大支柱产业所吸收和采纳。所以，21世纪人们生活的两大主题就是：移动通信和互联网。GPRS（General Packet Radio Service，通用分组无线业务）是在现有的GSM移动通信系统基础之上发展起来的一种移动分组数据业务。GPRS 通过在GSM 数字移动通信网络中引入分组交换功能实体，以支持采用分组方式进行的数据传输。GPRS 系统可以看作是对原有的GSM 电路交换系统进行的业务扩充，以满足用户利用移动终端接入Internet 或其它分组数据网络的需求近年来，随着科学技术的不断进步，以及人们对移动性信息需求的急剧上升，移动通信和因特网已跃然成为当今发展最快的两大行业。GPRS（通用分组无线业务）正是迎合GSM移动通信市场和全球因特网的迅猛发展和日益融合而推出的，它为GSM运营商由仅提供话音业务向提供综合信息服务业务领域拓展提供了重要的网络平台，并为GSM向第三代移动通信的过渡打下了基础。GPRS的特点： ――从无线部分到有线部分提供端到端的分组数　　据传输，一个GPRS终端用户可以同时占用8个无线信道，多个GPRS终端用户可以共享一个无线信道，无线部分可按需分配话音和分组信道，从而更为有效地利用资源。――向用户提供更高的接入速率（160kbit/s）和更短的接入时间。――终端用户可永远在线，无需拨号上网。――底层基于TCP/IP协议，可与Internet无缝连接。――可提供按时间，流量，内容等更加灵活的计费方式。――依靠GSM的广阔覆盖，可提供随时随地地数据接入。――具前后兼容能力。――作为一种为多种新兴移动数据业务提供服务的承载业务，可更为有效地提供短消息、WAP等业务。GPRS的技术实现GPRS是通用无线分组业务的缩写（General Packet Radio System）,是介于第二代和第三代之间的一种技术，通常也称为2.5G，目前通过升级GSM网络实现。它采用TDMA方式传输语音，采用分组的方式传输数据　　为了实现GPRS，需要在现有的GSM网络中引入三种新的逻辑网络实体：服务GPRS支持节点（SGSN）、网关GPRS支持节点（GGSN）和分组控制单元（PCU）。SGSN的基本功能是负责移动管理、寻呼、加密、数据压缩、通信计量和计费等。GGSN提供GPRS网络与外部分组数据网络之间的交互操作。在基站子系统中，PCU负责管理分组分段和规划、无线信道、传输错误检测和自动重发、信道编码方案、质量控制、功率控制等。 ----在GSM 系统中引入GPRS系统组网方式：一个完整的GPRS系统包括PCU(Packet Control Unit)、 SGSN(Service GPRS Support Node)、GGSN（Gateway GPRS Support Node）等三个主要的部分和计费系统、操作中心、防火墙、路由器等辅助部分。 ----一个由手机发起的GPRS通信过程为：手机―BTS― BSC―PCU―SGSN―GGSN―IP Network。----PCU 位于基站控制器的位置，可以作为BSC 的插卡，也可以独立地存在，由于PCU和BSC之间没有通用的接口协议，因此各个厂商必须将其BSC 上安装PCU 是实现GPRS 的前提。 ----PCU和SGSN 之间通过Gb接口相连，是标准接口， SGSN和GGSN之间通过Gn接口通信，SGSN和GGSN通过GPRS隧道协议进行封装。 ----GPRS是重叠在GSM网上的一个网络，其基站子系统是公用的，网络子系统是独立的，各个GSM设备厂商实现GPRS 的方案也是有差异的，但在逻辑关系上基本一致。 GPRS应用　　通过使用GPRS技术，传统的GSM可以在原有的网络上提供许多新的服务。与现在的电路交换数据服务不同的是，它是一种面向非连接的技术，平时用户并不需要一直占用无线资源，一旦有信息发送或接收需求时可以立即进行连接。与传统的电路交换数据服务相比，面向非连接是GPRS的主要优势之一，这种方式可以允许多个用户同时共享同样的带宽，因而大大提高了无线资源的利用率，这种特性对于远程信用卡认证等具有时间敏感性的关键应用是十分重要的。传统的电路交换方式能够得到的最高数据交换速率只有9.7kbps，而利用GPRS技术理论上最高能够达到171.2kbps。这个数字是现在的固定电信网络的数据传输速率的3倍，是当前GSM网络上电路交换数据服务速率的10倍。随着GPRS的出现，人们第一次能够真正通过移动设备享受完全的Internet访问功能。GPRS可以使终端同时进行话音通信业务和数据通