msc的gprs无线通信系统设计
gprs无线通信系统设计方案
gprs无线通信系统设计方案汇报人：2023-11-20contents•GPRS无线通信系统概述•GPRS系统结构和工作原理目录•GPRS无线通信系统设计方案•GPRS无线通信系统实现与测试•GPRS无线通信系统的应用和优化GPRS无线通信系统01概述可与GSM语音业务同时进行，互不干扰。
提供高效的、低成本的无线分组数据业务。
支持中、低速率数据传输，适用于间断的、突发性的或频繁的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。
定义：GPRS（General Packet Radio Service）即通用分组无线业务，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。
功能GPRS系统定义和功能GPRS是在GSM基础上发展而来，是2G向3G过渡的技术，为之后的EDGE和WCDMA等技术的发展奠定了基础。
演进路径由于其覆盖面广、数据传输速度快、网络信号稳定等特点，GPRS 在车载定位、远程监控、移动支付等领域得到了广泛应用。
市场应用GPRS在无线通信中的地位与GSM比较GSM主要提供语音业务，而GPRS主要提供数据业务。
GSM的数据传输速率较低，而GPRS可提供更高的数据传输速率。
与3G比较GPRS是2.5G技术，数据传输速率和网络覆盖范围不及3G。
数据业务为主。
与4G、5G比较GPRS在数据传输速率、时延、业务类型等方面远不及4G和5G。
4G、5G提供了更高的数据传输速率、更低的时延和更丰富的业务类型，如高清视频、虚拟现实、增强现实等。
GPRS系统结构和工02作原理网络子系统（NSS）包括GPRS服务支持节点（SGSN）、网关GPRS支持节点（GGSN）等，负责提供GPRS服务的核心网络部分。
包括GPRS基站（GBS），负责无线信号的收发。
即GPRS终端设备，如手机、数据卡等。
描述MS与GGSN之间的连接参数和配置信息。
基站子系统（BSS）移动台（MS）分组数据协议（PDP）上下文GPRS系统结构GPRS工作原理*附着与分离01MS在进行GPRS业务前，需先完成在GPRS网络中的注册，即附着流程，当MS不需要使用GPRS业务时，会发起分离流程。
GPRS通信模块中无线传输系统的协议设计
李 姣
【 摘要 】 目前的消 防通信 指挥系统 能完成火警受理、话 音数据和 图像通信 等功能。但 是消防员在现场救援 时却为信 息孤 岛 ，在执行救 护任务 时，各级指 挥员无法
单片机登陆Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 网关 （ Ｇ Ｇ Ｓ Ｎ ） 与 网 定 义为 ０ Ｘ ７ Ｄ 。 基 于 上 述 的 情 况 ， 构 建 一 个 无 线 传 （ ５ ） 报 文总 长度 输 系 统 极 为重 要 。利 用 嵌入 式 系 统和 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 关协商Ｌ Ｃ Ｐ 、Ｐ Ａ Ｐ 、Ｉ Ｐ Ｃ Ｐ 协 议 。Ｌ Ｃ Ｐ 、Ｐ Ａ Ｐ 报文 总长度＝ １ （ 报文头） ＋ １ （ 命令符） 网络 ，实 现监 控 系统 中的Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 无 线 数据 终 与 Ｉ Ｐ Ｃ Ｐ 协 议 的 帧 结 构 最 常 用 的 是 请 求 Ｒ Ｅ Ｑ ）、 同 意 （ Ａ Ｃ Ｋ ）和 拒 绝 （ Ｎ Ａ Ｋ ）三 十 １ （ Ｓ Ｉ Ｍ 卡 号 长度 ） ＋ ｎ （ Ｓ Ｉ Ｍ 卡号 ） ＋ １ （ Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 编 端 。通 过 采集 、传 输 、控 制 消 防员 的生 命 （ Ｇ Ｓ Ｎ 各 为 一方 进 行 协商 ，任 号） ＋ １ （ 终 端编 号 ） ＋ １ （ 消 防 员编 号 ） ＋ ｌ （ 控 制 体特 征 和 环境 信 息 ， 实现 远程 监 测 后 台服 种 。单 片机 与Ｇ Ｅ Ｑ 帧 请 求 某 方 面 的配 符） ＋ ｍ （ 数据） ＋ ２ （ Ｃ Ｒ Ｃ 校验） ＋ ｌ （ 报文尾 ） ＝ １ ０ ＋ ｎ ＋ ｍ 务 。根 据 无 线 网的 结 构和 功 能 设计 通信 协 何 一 方 都 可 以发 送 Ｒ ３ ． 自定义 协议 指 令和 命令 字定 义 议 。 协议 设 计 主要 是 应用 层 自定义 设 计 ， 制 ， 另一 方 觉 得 配 置 不 接 受 回应 Ｎ Ａ Ｋ 帧， 为便 于 查 找 ，按 功 能分 类 ，分 别 描述 根 据 需 求 自定 义 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 协 议 和 数 据 结 构 定 接 受 则 回应Ａ Ｃ Ｋ 帧 。过 程 如下 ： 义 。通过 自定 义协 议 报 文格 式 ，制 定 出一 （ １ ） 在 拨 号 成 功 连 接 后 ，Ｇ Ｇ Ｓ Ｎ 首 先返 各 协 议指 令 和命 令 字 的含 义 。采用 一 条 请 个 完 善 的协 议 ，确 保 系 统 稳 定 可 靠 地 工 回 一 个 Ｐ Ａ Ｐ Ｒ Ｅ Ｑ 数据帧。发送一个空Ｌ Ｃ Ｐ 求 ，多 条 返 回的 形 式 。控 制 符 按 照 成 功 ／ 作 ，是本 系 统 研制 工 作 中 一个 十 分 重要 的
蜂窝无线通信系统简介
二、蜂窝无线通信系统简介
CDMA1X网络结构 在原有的话音电路交换基础 上增加了相应的分组业务处 理单元 IS95A标准(还属于 2G技术)，随即升级为 CDMA1X(2.5G)， CDMA1X实际应该属于2.75G 的网络，除了在数据传输速 率上达不到3G的要求电路域 和分组域之间只是在BSC有 接口电路域和分组域结构清 晰，网络结构简单
在ITU的建议里，主要提供的业务有 语音业务；典型的对称业务，上，下行链路的信息速率都是16Kbit/s,属 于电路交换。 短消息；数据速率为14Kbit/s,属于分组交换。 交换数据；属于电路交换业务，上，下行数据速率都是64Kbit/s。 非对称多媒体业务；分为中速和高速两种，中速上行64 Kbit/s，下行 384 Kbit/s；高速上行2M Kbit/s，下行128 Kbit/s。 交互式多媒体业务；上下行数据流量相等。用于音频，视频应用传输， 电路交换，128 Kbit/s。 IMT-2000的主要含义为，工作在2000MHz频段上，能够承载的数据传 输速率在2Mbit/s。
对于第二代移动通信系统来说，无论是从GSM到GPRS网络的 升级，还是新建立的CDMA1X网络，根本的目地都是为2G网络 逐步过渡到第三代移动通信系统做准备。
第三代移动通信系统很早被提出，其原始驱动力来源于人们对数据业务服务 能力的需求，最主要的是特征是带宽和无线信号传输质量。而传统的2G技术 不能满足高带宽数据业务传输的需求，因此世界上普遍开展了关于第三代移 动通信系统的研究。 80年代后期，ITU提出要建立一种在世界范围内具有一致的频谱和无线接口标 准的新一代移动通信系统。ITU将该系统的标准定义为IMT-2000。虽然，IMT2000仍然是一个蜂窝式网络，但它目的是将各种不同的服务覆盖区—宏小区， 微小区和微微小区地面蜂窝系统，无线接入系统以及卫星通信系统都综合在 一起，从而能够实现真正的全球漫游和全球服务。 同时IMT-2000将为多种业务的融合和分配提供一个平台，无论他们是移动业 务还是固定业务，语音或是数据业务，电信服务还是计算机应用服务。
GPRS无线远程集中抄表系统设计方案
GPRSc线远程集中抄表系统设计方案前沿科技、概述《GPR无线远程集中抄表系统》是利用中国移动提供的GPR无线数传业务，结合当前供电部门的实际情况开发的远程自动集中抄表分析系统。
由于它施工简便，远行成本低廉，性能可靠，自动化程度高，投资回报快，深受广大用户欢迎。
它是实现抄表自动化的发展趋势，必将代替传统的工作效率低下的手工抄表。
采用该集中抄表系统和采用传统的手工抄表相比有很多优势：第一，工作效率上得到极大的提高。
集中抄表系统可实现每小时上报定点抄表数据，并且能保证数据准确、可靠，因为它采用了多种校验算法。
同时它给数据分析提供了前提和基础。
这是手工抄表无法实现的，手工抄表不仅周期长，抄表时一致性差，抄表数据的准确性较差（人工抄录经常会出现笔误），不能确保每次都能给数据分析提供可靠、准确的基础数据。
第二，在数据分析方面可以达到一个崭新的水平，可每小时自动计算输入输出线路的线损率，并考核各计量装置（电能表）是否走字异常。
及时发现故障及时排除，可最大限度减少因故障造成的损失。
它的使用彻底解决了人工抄表时，工作效率低、人力物力消耗量大、电量考核滞后等弊病。
第三，在线损率、用户的用电量出现异常时，该系统具有自动分析报警功能，这可及时发现非法用电和盗窃电等情况，以便及时采取措施杜绝此类现象发生。
第四，该系统的运行成本很低，每个计量点平均按40 块表计算，每一小时定时上报一次抄表数据（总、峰、平、谷电量和A、B、C相的累计缺相时间），每天的数据传输量为48KB（2KB/h*24h=48KB）,每个计量点每月的数据传输量为1440KB（48KB 天*30天/月）,其传输费用为24.2元（按天津中国移动轻松卡GPRS 的第二种收费方式计算，20 元+4.2 元）。
因此，该抄表系统可见少大量的抄表费用（如，可大大减少手工抄表时所用的人力物力，出车等费用等）。
二、系统设计构想1、系统组成（远程抄表系统示意图）本系统包括GPRS6线远程集中抄表部分和用电分析部分(1) GPR无线远程集中抄表系统该系统包括GPRS6线远程集中抄表中心和GPRS6线集抄终端两部分，如图1所示。
GPRS无线通信系统设计策划方案
MSC1210的GPRS无线通信系统设计引言近年来,通信技术和网络技术的迅速进展,特不是无线通信技术的进展,使得电力系统的自动化程度进一步提高。
GSM网络出现后，技术人员专门快把GSM模块嵌入到各种仪表仪器中，如多功能电能表、故障测录仪、抄表系统和用电负荷监控等，从而使这些仪表仪器具有远程通信功能。
GPRS是在现有GSM系统上进展出来的一种新的数据承载业务,支持TCP/IP协议，能够与分组数据网（Internet等）直接互通。
GPRS无线传输系统的应用范围特不广泛，几乎能够涵盖所有的中低业务和低速率的数据传输，尤其适合突发的小流量数据传输业务。
本文设计的GPRS无线通信模块，内嵌了TCP/IP协议，采纳工业级的GPRS模块，适用于单片机数据采集传输系统没有TCP/IP协议栈，但使用串口通信的情况。
1 GPRS通信原理及应用特点1.1 GPRS简介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采纳与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，用户的呼叫建立时刻大大缩短，几乎能够做到“永久在线”。
此外， GPRS是以营运商传输的数据量而不是连接时刻为基准来计费，从而令每个用户的服务成本更低。
1.2 差不多工作原理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操纵，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。
GPRS网络建设方案及设计
图1G PR S 系统的基本结构G PR S 网络建设方案及设计邱1刘鑫2（1重庆邮电大学重庆400065）（2广东通信产业服务有限公司汕头515000）摘要首先对G R PS 系统基本结构进行了简单介绍。
其次，根据广东汕头G PR S 网络建设工程，详细说明了G PR S 网络的设计方案。
详细阐述了汕头G PRS 网络连接方案、数据配置以及对现有网络的升级方案。
最后对G RPS 网络建设方案进行了总结。
关键词G PR S网络建设现网升级1G PR S 系统基本结构G PR S 系统的主要组成包括下述功能单元:（1）分组控制单元（PCU ）:主要用于完成RLC/M AC 功能和与G b 接口的转换；（2）服务GPR S 支持节点(SGSN ):执行移动性管理、安全功能和接入控制和路由选择等功能;（3）网关GPR S 支持节点(G G SN ):负责提供GPR S P LM N 与外部分组数据网的接口，并提供必要的网间安全机制（如防火墙）。
GG SN 与HLR 之间的G c 接口可选接口，用于GG SN 向H LR 查询M S 的路由信息；（4）边界网关（B G ）：边界网关用于PLM N 间G PR S 骨干网的互连，它应具有基本的安全功能，此外还可以根据运营商之间的漫游协定增加相关功能；（5）计费网关（CG ）：计费网关通过Ga 接口与G PR S 网络中的计费实体如G SN 等通信，用于收集各G SN 发送的计费数据记录并进行计费；（6）域名服务器(DN S):负责提供G PRS 网内部SGSN 、GGSN 等网络节点的域名解析以及APN 的解析。
从上面的G PR S 网络结构图可看出，GPR S 网络建设包括两大方面，第一是核心网部分的建设，包括SGSN 、G GSN 、B G 、C G 、DN S ；第二部分是现网升级部分，就是包括交换子系统、基站子系统、操作维护系统的软、硬升级方案和G b 接口连接方案。
基于GSM／GPRS无线报警系统的设计
１ 系统 硬 件 设 计
基于 Ｇ Ｍ Ｇ Ｒ 无线报警 系统框 图如 图 ｌ Ｓ ／ ＰＳ 所示 。该系统包 括无线 报警传感 器、 制处理模块、 控 ＧＭ Ｇ Ｒ Ｓ ／ Ｐ Ｓ模 块 等 。
无线报警传感器主要包括红外报警器 、 Ｊ烟雾报警器 、 可燃气气体泄漏报警器、 紧急按钮 、 门） 窗（ 磁报警器等 。每一种无线报警传感器都是 由传感器 、 信号处理电路、 无线发射电路等构成 。红外传感器 可 安装 在室 内需 要监 控 位 置 ， 当有 人非 法 进入 时 ， 过无 线 发 射 电路 触 发 主 机 报 警 ； 通 烟雾 传 感 器 可安装
中。 上 电 ， 各传 感 器分 别 采 集信 号后 ， 声光 报 警 ， 定 手 机上 可接 收 短 信 ，电脑屏 幕 上 有 警 有 设 情 显 示 ， 明 达到 了设 计要 求 。 表 ［ 关 键 词 ］ 报 警 ； 无 线传 感 器 ； 控 制 处理 模 块 ； 全 球 移 动 通 信 系统／通 用 分 组无 线
在 客厅 或厨 房位 置 ， 当住 户 发 生火 灾 时 ， 头探 测 到烟雾 ， 过无 线发 射 电路 触发 主机 报警 ； 燃气气 体 探 通 可
泄漏传感器可安装在厨房或浴室 ， 一旦有燃气泄漏 ， 通过无线发射 电路触发主机报警 ； 紧急按钮 ， 当家中 有紧急事情发生如重病 ， 或有盗贼闯入， 需要求助时按动紧急按钮 ， 通过无线发射 电路触发主机报警 ； 窗 （ 磁传感器可安装在需监控 的门框或 窗户上 ， 门） 当有人非法打开大 门或窗门时， 即通过无线发射 电路 触发主机报警。无线发射接收 电路可选用 ３５发射接收模块＿ 。为了区分报警 器的类型 ， １ ３ Ｊ 每一个报警 器可设有不 同的编码 。编码 由“ 地址码 ” “ ＋ 身份码” 构成 ，地址码 ” “ 表示不同的安 防系统 ， 身份码” “ 表
GPRS无线通信系统设计方案(doc 8页)
GPRS无线通信系统设计方案(doc 8页)MSC1210的GPRS无线通信系统设计引言近年来,通信技术和网络技术的迅速发展,特别是无线通信技术的发展,使得电力系统的自动化程度进一步提高。
GSM网络出现后，技术人员很快把GSM模块嵌入到各种仪表仪器中，如多功能电能表、故障测录仪、抄表系统和用电负荷监控等，从而使这些仪表仪器具有远程通信功能。
GPRS是在现有GSM系统上发展出来的一种新的数据承载业务,支持TCP/IP协议，可以与分组数据网（Internet等）直接互通。
GPRS无线传输系统的应用范围非常广泛，几乎可以涵盖所有的中低业务和低速率的数据传输，尤其适合突发的小流量数据传输业务。
本文设计的GPRS无线通信模块，内嵌了TCP/IP协议，采用工业级的GPRS模块，适用于单片机数据采集传输系统没有TCP/IP协议栈，但使用串口通信的情况。
1 GPRS通信原理及应用特点1.1 GPRS简介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嵌入式GPRS无线通信模块主要由嵌入TCP/IP的单片机（MSC1210Y5）、GPRS模块、SIM卡座、外部接口和扩展数据存储器等部分组成。
图2是系统的硬件框图。
MSC1210控制GPRS模块接收和发送信息，通过标准RS232串口和外部控制器（比如数据采集端）进行数据通信。
用软件实现中断，完成数据的转发。
2.1.1 单片机模块单片机采用美国德州仪器公司最新推出的基于8051内核的MSC1210Y5。
该芯片具有很强的数据处理能力，时钟频率为33 MHz，指令运行速度实际上与运行在99 MHz时钟频率下的标准8051内核相当。
基于ARM和GPRS的无线数据通信系统设计
嵌入式系统专业：电子信息科学与技术班级：学号：学生姓名：基于ARM和GPRS的无线数据通信系统设计随着网络应用的迅速普及，消费电子、计算机、通信一体化趋势日趋明显，嵌入式系统已成为研究与应用的热点。
GPRS技术基于TDMA方式的GSM系统实现，是在GSM网路技术上发展起来的系统，它充分利用了GSM系统的无线结构，通过进一步在GSM网络中增加数据设备提供高速数据应用，从而保证采用GSM系统实现从2G到2.5G的平滑过渡，实现从电路方式业务到话音/分组方式业务的转变。
新的ARM芯片不断问世以及这些芯片的价格下降，嵌入式产品开始潜移默化的取代早期的一些单片机，并在社会各行各业中占有越来越重要的位置，嵌入式产品也由此成为众多工程师选择开发高端产品的芯片首选。
与此同时，中国移动于2002年5月正式开通GPRS网络（2．5G移动通信技术），由于GPRS网络支持TCP／IP协议，这使得无线数据传输变得更加轻松，而且相对价格比SMS（短消息）等要便宜许多。
因此，综合嵌入式LINUX技术和GPRS网络来实现无线数据采集与传输具有非常诱人的前景，必将受到越来越多的重视。
中国成为“世界制造中心”甚至“设计中心”的趋势，必然导致对小型数字控制系统的需求越来越大。
在嵌入式系统开发方面，最核心的就是微处理器芯片和嵌入式操作系统。
其中ARM已经给出了理想的一个答案，而在嵌入式操作系统方面，从上世纪80年代开始，出现了各种各样的商用嵌入式操作系统百家争鸣的局面，比较著名的有WindRiver公司的VX Works、PSOS和Windows CE等等，这些操作系统大部分是为专有系统而开发的。
近年来，我国嵌入式系统应用产品日益丰富，市场呈现快速增长趋势，尤其在家电、电子、汽车、通信、交通、金融、网络、监控、工业自动化等领域应用更加广泛，发展嵌入式系统技术和产业已经成为贯彻“信息化带动工业化，工业化促进信息化”的方针，使我国产品由“中国制造”向“中国创造”迈进的突破口。
GPRS数据传送服务的无线通信控制器设计
GPRS 数据传送服务的无线通信控制器设计 摘要数据传送服务作为网络的一种新业务，已得到越来越多的系统运 营商和系统开发商的重视。
以网络作为数据无线传输网络，可以开发出多种前景极其乐观的各类 应用。
本文提出一个基于数据传送服务的通信控制器的设计，并详细阐述该 控制器的实现原理。
关键词通用分组无线业务协议协议栈引言能用分组无线业务是在现 有的系统上发展出来的一种新的承载业务，目的是为用户提供分组形式的 数据业务。
基于这种业务的各种应用也蓬勃发展起来。
以网络作为数据无线传输网络，可以开发出多种前景极其乐观的各类 应用，如无线数据的双向传送、无线远程检测和控制等。
典型的应用有工业控制、 环境保护、 道路交通、 商务金融、 移动办公、 零售服务等等。
范文先生网收集整理允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收 数据，需不需要利用电路交换模式的网络资源；从而提供了一种高效、低 成本的无线分组数据业务，特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量 的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。
本文设计的无线通信控制器以下简称控制器，内嵌了协议栈，采用工 业级的模块；适用于主机没有协议栈，但使用串口通信的情况，例如单片 机数据采集传输系统。
1 网络数据的收发终端设备通过串行方式接到控制器上并与基站通道， 但与电路交换或数据呼叫不同。
数据分组是从基站发送到节点，而不是通过移动交换中心连接到语音 网络上。
与网关支持节点进行通信。
对分组数据进行相应的处理，再发送到目的网络，如或 25 网络，见 图 1。
来自、标识有移动台地址的包，由接收，再转发到，继而传送到移动 台上。
控制器工作时，用户上位系统向控制器发送工作指令和数据，数据由 模块进行了协议转换， 打成数据包， 再由 35 模块以数据包的形式发送到。
由于网络工作方式是以地址导址为基础的，所以目标服务器端并非接 入控制器与终端设备进行连接，只需要简单接入，并具备公网分配的地址 即可。
GPRS系统的网络结构
GPRS系统的网络结构2.1 GPRS网络总体结构GPRS网络是在现有GSM网络中增加 GGSN和SGSN 来实现的，使得用户能够在端到端分组方式下发送和接收数据。
其系统结构如图2-1所示。
图2-1 GPRS系统结构图中，笔记本电脑通过串行或无线方式连接到GPRS蜂窝电话上;GPRS蜂窝电话与GSM基站通信，但与电路交换式数据呼叫不同，GPRS分组是从基站发送到GPRS服务支持节点(SGSN)，而不是通过移动交换中心(MSC)连接到语音网络上。
SGSN与GPRS网关支持节点(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，如因特网或X.25网络。
来自因特网标识有移动台地址的IP 包，由GGSN接收，再转发到SGSN，继而传送到移动台上。
SGSN是GSM网络结构中的一个节点，它与MSC处于网络体系的同一层。
SGSN通过帧中继与BTS相连，是GSM网络结构与移动台之间的接口。
SGSN的主要作用是记录移动台的当前位置信息，并且在移动台和GGSN之间完成移动分组数据的发送和接收。
GGSN通过基于IP协议的GPRS骨干网连接到SGSN，是连接GSM网络和外部分组交换网(如因特网和局域网)的网关。
GGSN主要是起网关作用，也有将GGSN称为GPRS路由器。
GGSN可以把GSM网中的GPRS分组数据包进行协议转换，从而可以把这些分组数据包传送到远端的TCP/IP或X.25网络。
SGSN和GGSN利用GPRS隧道协议(GTP)对IP或X.25分组进行封装，实现二者之间的数据传输。
图2,2给出了GPRS网络结构的接入与参考点的简图。
图2-2 GPRS总体结构及接入接口和参考点GGSN到外部分组网络是通过Gi参考点连通的，而其他GPRS网络是通过Gp接口连通的。
另外，从MS端到GPRS网络有两个接入点，Um接口用于无线通信接入而R参考点用于信息的产生或接收。
移动终端MT(例如手机)通过Um接口接入GPRS PLMN，R则是MT和TE(如笔记本电脑)之间的参考点。
基于GPRS的无线数传模块的设计论文
1绪论1.1 引言GPRS是一种基于第二代移动通信系统GSM(全球移动通信系统)的无线分组交换技术，特别适用于间断、突发性或频繁、少量的数据传输，也适用于偶尔的大量数据传输。
现有的中国移动BSS(基站子系统)提供全面的GPRS网络覆盖，GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源，从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。
将GPRS与嵌入系统、Internet网络结合，组建无线数字测控网络。
它充分利用已有公共网络资源，节省了网络建设及维护成本，而且GPRS按流量收费，适合于智能终端的数据传输，降低了系统运营成本，使系统在具有一定实时性前提下可以保证系统可靠运行。
1.2 研究背景在过去的几年中，GSM被证明是最成功的商用移动系统，截至2010年3月，全球GSM用户数已突破30亿。
随着市场需求的增加和技术的成熟，移动通信必然要朝着3G方向发展，以向人们提供高速丰富的数据多媒体业务，在GSM中增加了相应部分，即GPRS系统，也就是通常所说的2.5G系统。
近年来，大量的无线数据业务应运而生，像车辆定位监控系统、机房无线远程监控系统、智能家居等。
这类业务往往是在一个主要的控制中心管理下，多个终端设备以无线方式与控制中心进行信息交互，终端设备除了具有无线接入之外，还要求有比较强的数据处理能力，比如数据采集、输出处理、判断警告等。
随着通信技术、电子技术飞速进步，智能化建设不断发展，越来越多的设备都有了联网的需求，并且有大量的数据需要即时传输，很多场合需要有线连接的方式已不能满足人们的需要，而GPRS无线数传模块为无线接入产品提供了一个广阔的平台。
现在市场上针对此类的应用已推出了一些，但这些产品往往功能比较单一，比如资料的透传仅仅把终端作为一个无线通信设备来使用，而不考虑其他数据处理功能，将所有资料运算功能全部放在上端的监控处理系统里面进行，这样就造成了数据通信量的增加和上位机软件的繁忙。
任务4：移动通信系统的组成
GPRS的特点
1、应用上的特点 (1)高速数据传输 速度10倍于GSM，更可满足您的理想需求，还可以稳定地传送大 容量的高质量音频与视频文件，可谓不一般的巨大进步。 (2)永远在线 由于建立新的连接几乎无需任何时间(即无需为每次数据的访问建 立呼叫连接)，因而您随时都可与网络保持联系，举个例子，若无 GPRS的支持，当您正在网上漫游，而此时恰有电话接入，大部分情 况下您不得不断线后接通来电，通话完毕后重新拨号上网。这对大多 数人来说，的确是件非常令人恼火的事。而有了GPRS，您就能轻而 易举地解决这个冲突。 (3)仅按数据流量计费 根据传输的数据量来计费，而不是按上网时间计费也就是说，只 要不进行数据传输，哪怕您一直“在线”，也无需付费。做个“打电 话”的比方，在使用GSM+WAP手机上网时，就好比电话接通便开始 计费；而使用GPRE+WAP上网则要合理得多，就像电话接通并不收 费，只有对话时才计算费用。总之，它真正体现了少用少付费的原则 。 2、技术上的特点 数据实现分组发送和接收，按流量计费；56～115Kbps的传输速度.
GPRS 系统组成
SGSN：业务支持结点。 主要负责移动性管理,监测本地区 内移动台对于分组数据的传输和接 收。此外它还定位和识别移动台的 状态并收集关键的呼叫信息,控制 移动寻呼和短消息等电路交换业务 的加密、压缩与交互。 GGSN：网关支持结点。 GGSN能利用各种物理和隧道协议上 的IP,直接与互联网连结。GGSN还 可以用作防火墙,以保证所有的输 入和输出数据都是经过授权的,增 加了网络的安全性。GPRS只接受来 自被鉴权的、加密的和隧道式连结 的业务,所有出入GRPS网络的业务 活动都被安全地记录下来。
）
CDMA系统的优势
5、话音激活
GPRS无线子系统的相关内容
媒体接入方式●固定方式：采用固定比特映射确定分配周期内中分配块MS使用的无线块由BSS事先分配好，在指配消息中以资源位表的形式通知MS。
若无线块使用完毕但还有数据需要传送，则需由BSS再次分配无线块。
●动态方式：MS根据USF来确定在每个PDCH上分配的块MS使用的无线块是由BSS临时分配的。
BSS在给MS指配无线资源时，为MS指配几个无线信道及每个无线信道对应的USF值，MS收到指配消息后即开始监听所指配信道的下行无线块中的USF值，如果该值与指配的USF相同，则MS就在相应的上行无线块上传送数据。
●扩展动态(可选的)：MS以一个USF来确定在多个PDCH上分配给的块资源分配机制与动态分配一致，只是MS使用的时隙个数可能超过其多时隙能力。
MS 在收到其中一个信道的USF值后，即可在该信道以及在编号比该信道大的其他信道上传送数据。
支持GPRS的所有网络都支持动态媒体接入模式和固定接入模式，扩展动态媒体接入模式是可选的。
MS应该支持动态媒体接入模式和固定媒体接入模式MS的多时隙能力●GPRS系统可以利用MAC层功能为一个用户提供多时隙的工作方式，但是响应的MS终端必须具有支持多时隙方式工作的能力●多时隙MS的类型☯类型1：不具有同时收发功能(多时隙能力：1～12，19～29)☯类型2：可以同时收发(多时隙能力：13～18)●MS的多时隙能力分类☯多时隙能力等级1－29；等级数越大，多时隙能力越强−1～12(类型1 手机)，同一方向上可支持1 ～4个时隙−13～18(类型2 手机)，同一方向上可支持3 ～8个时隙−19 ～29 (类型1 手机)功率控制●功率控制有利于提高频谱利用率、提高系统容量和减少MS耗电●由于在分组数据传送过程中没有连续的双向连接，GPRS的功率控制更加复杂●上行功率控制分为开环、闭环功率控制●一般在近期支持上行链路的开环控制，逐步支持上行闭环控制和下行链路功率控制寻呼处理●在GPRS系统中，寻呼包括分组寻呼和联合寻呼☯分组寻呼−当有下行数据要传送给MS时，SGSN需要发起分组寻呼，用以准确定位MS−如果BSS系统配置有PCCCH信道，则该消息直接在PPCH上发送−如果系统没有配置PCCCH，则PCU通过Pb接口将该消息转发给BSC, 由BSC在PCH上进行发送−MS在收到分组寻呼消息后，将发起上行临时块流TBF（Temporary BlockFlow）建立流程，然后将寻呼响应包在空中接口以数据形式发送给PCU，PCU将其转发给SGSN，SGSN收到寻呼响应后，经过一定的处理后，就可以开始传送下行数据。
GPRS无线通信系统中的MSC1210应用设计
GPRS无线通信系统中的MSC1210应用设计
佚名
【期刊名称】《电子元器件应用》
【年(卷),期】2006(8)9
【摘要】引言近年来，通信技术和网络技术的迅速发展，特别是无线通信技术的发展，使得电力系统的自动化程度进一步提高。
GSM网络出现后，技术人员很快把GSM模块嵌入到各种仪表仪器中（如多功能电能表、故障测录仪、抄表系统和用电负荷监控等），从而使这些仪表仪器具有远程通信功能。
【总页数】4页(P25-27,33)
【正文语种】中文
【中图分类】TN92
【相关文献】
1.GPRS无线通信系统在配网自动化中的应用 [J], 卓宝成;王军
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m s c的g p r s无线通信系统设计集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]MSC1210的GPRS无线通信系统设计引言近年来,通信技术和网络技术的迅速发展,特别是无线通信技术的发展,使得电力系统的自动化程度进一步提高。
GSM 网络出现后，技术人员很快把GSM模块嵌入到各种仪表仪器中，如多功能电能表、故障测录仪、抄表系统和用电负荷监控等，从而使这些仪表仪器具有远程通信功能。
GPRS是在现有GSM系统上发展出来的一种新的数据承载业务,支持TCP/IP协议，可以与分组数据网（Internet等）直接互通。
GPRS无线传输系统的应用范围非常广泛，几乎可以涵盖所有的中低业务和低速率的数据传输，尤其适合突发的小流量数据传输业务。
本文设计的GPRS无线通信模块，内嵌了TCP/IP协议，采用工业级的GPRS模块，适用于单片机数据采集传输系统没有TCP/IP协议栈，但使用串口通信的情况。
1 GPRS通信原理及应用特点GPRS简介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。
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。
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。
2 嵌入式GPRS通信系统的实现GPRS模块的硬件设计嵌入式GPRS无线通信模块主要由嵌入TCP/IP的单片机（MSC1210Y5）、GPRS模块、SIM卡座、外部接口和扩展数据存储器等部分组成。
图2是系统的硬件框图。
MSC1210控制GPRS模块接收和发送信息，通过标准RS232串口和外部控制器（比如数据采集端）进行数据通信。
用软件实现中断，完成数据的转发。
2.1.1 单片机模块单片机采用美国德州仪器公司最新推出的基于8051内核的MSC1210Y5。
该芯片具有很强的数据处理能力，时钟频率为33 MHz，指令运行速度实际上与运行在99 MHz时钟频率下的标准8051内核相当。
32 KB Flash程序存储器，256 B 内部RAM和1024 B片上SRAM，2 KB启动ROM，支持串行和并行的在系统编程。
双数据指针DPTR0和DPTR1可加快数据块的移动速度。
其主要实现过程如下：①通过AT指令初始化GPRS无线模块，使之附着在GPSR 网络上，获得网络运营商动态分配的GPRS终端IP地址，并与目的终端建立连接。
②通过串口0扩展MAX232标准串口和外部控制器（例如数据采集端）连接，外部控制器端接出标准串口，按照约好的协议可很容易利用本设计的控制器进行通信。
③复用和，也就是串口1分别和GPRS模块的TXD0和RXD0连接，P1口的其他6个端口分别接到GPRS模块对应的剩余RS232通信口，通过软件置位完成对MC35的初始化和控制GPRS模块的收发数据。
2.1.2 扩展数据存储器部分MSC1210的Flash存储器可全部作为Flash程序存储器，也可以全部作为数据Flash程序。
因为要嵌入实时操作系统和网络协议，需要一定的空间，因此将其全部用作程序存储器，而通过74HC573作为地址锁存器，扩展6264作为外部数据存储器，8 KB的数据存储空间足够程序正常运行。
图3给出了MSC1210与数据存储器之间的硬件连接图。
2.1.3 GPRS无线数传模块GPRS无线模块作为终端的无线收发模块，把从单片机发送过来的IP包或基站传来的分组数据进行相应的处理后再转发。
GPRS模块采用德国Simens公司生产的MC35模块。
MC35模块主要由射频天线、内部Flash、SRAM、GSM基带处理器、匹配电源和一个40脚的ZIF插座组成。
GSM基带处理器是核心部件，其作用相当于一个协议处理器，用来处理外部系统通过串口发送AT指令。
射频天线部分主要实现信号的调制和解调，以及外部射频信号与内部基带处理器之间的信号转换。
匹配电源为处理器基射频部分提供所需的电源。
MC35外围电路如图4所示。
AS2815将外部电压转换成 V工作电压。
启动电路由三极管和上电复位电路组成，模块上电后，为使之正常工作，必须在15脚加至少为100 ms的低电平信号。
启动后，15脚信号应保持高电平。
MC35在ZIF连接器上为SIM卡接口预留的引脚数为6个，要注意的是，CCIN引脚用来检测SIM卡座是否插有SIM 卡。
当插入SIM卡，该引脚置为高电平时，系统方可进入正常工作。
SYNC引脚有两种工作模式：一种是指示发射状态时的功率增长情况，另一种是指示MC35的工组状态。
本设计中使用后一种模式，LED熄灭时，表明MC35处于关闭或睡眠状态；当LED为600 ms亮/600 ms熄时，表明SIM卡没有插入或MC35正在进行网络登陆；当LED为75 ms亮/3 s熄时，表明MC35已登陆进网络，处于待机状态。
单片机通信程序设计软件中的所有代码都用C语言编写,在Keil环境中编译。
Keil是Keil Software公司为8051及其兼容产品提供的专门开发工具，它支持在系统调试。
Keil中C51编译器很好地集成了RTX多任务实时操作系统，编写程序时,需在源代码头加入“＃incluede ”。
所有代码调试通过后经由TI Downloader下载到存储器中。
目前，绝大多数基于GPRS网络应用系统所使用的GPRS模块不支持TCP/IP协议。
也就是说，要想工作在相同的网络层面上,其内部传输的数据必须都要采用相同的协议，所以除了利用GPRS模块的功能外，必须在单片机系统中嵌入按TCP/IP和PPP协议标准编写的程序，从而使设计的终端设备能够方便的应用GPRS数据分组业务。
2.2.1 TCP/IP协议的嵌入有很多种方法可以完成协议转换，本设计利用在嵌入式实时操作系统RTX51中移值部分IP和PPP协议来增强系统的可扩展性和产品开发的可延续性。
TCP/IP协议是一个标准协议套件，可以用分层模型来描述。
数据打包处理数据时，每一层把自己的信息添加到一个数据头中，而这个数据头又被下一层中的协议包装到数据体中。
数据解包处理程序接收到GPRS数据时，把相应的数据头剥离，并把数据包的其余部分当作数据体对待。
考虑到嵌入式系统的特点，本设计采用了系统开销较小的IP+UDP协议来实现GPRS通信。
主机发送的UDP数据报文经GPRS通道传送给GPRS通信模块， GPRS通信模块负责对数据报进行解析，解析后的数据按照一定的波特率串行传送给用户终端。
2.2.2 数据处理数据包在主机和GPRS服务器群中传输使用的是基于IP的分组，即所有的数据报文都要基于IP包。
但明文传送IP 包不可取，故一般使用PPP协议进行传输。
模块向网关发送PPP报文都会传送到Internet网中相应的地址，而从Internet传送过来的应答帧也同样会根据IP地址传送到GPSR模块,从而实现采集数据和Internet网络通过GPRS模块的透明传输。
要注意的是，GSM网络无静态IP地址，故其他通信设备不能向它提出建立连接请求，监控中心必须拥有一个固定的IP，以便监测终端可以在登陆GSM网络后通过该IP找到监控中心。
关于这一点，很容易解决，只需在电信申请相应的服务就可以了。
GPRS模块登陆上GSM网络后，自动连接到数据中心，向数据中心报告其IP地址，并保持和维护数据链路的连接。
GPRS监测链路的连接情况，一旦发生异常，GPRS模块自动重新建立链路，数据中心和GPRS模块之间就可以通过I地址通过UDP/IP协议进行双向通信，实现透明的可靠数据传输。
3 上位机监控中心的设计监控中心的功能是实现GPRS信息的接收和保存。
设计语言采用Microsoft公司的Visual C++编程语言，C＋＋语言应用灵活，功能强大，并对网络编程和数据库有强大的支持。
由于通过GPRS，中心监控部分可以直接访问互联网，所以监控部分并不需要再设置GPRS模块。
中心只需通过中心软件帧听网络，接收GPRS无线模块传来的UDP协议的IP包和发送上位机控制信息，以实现与GPRS终端的IP协议通信。
接收到的信息要保存到中心的数据库中,以备查历史记录。
数据库采用Access,VC编制的界面窗口通过ADO访问Access中的数据。
需要说明的是，笔者是通过Socket接收网络终端信息的。
Socket接口是TCP/IP网络的API，Socket接口定义了许多函数和例程，程序员可以利用它来开发TCP/IP网络上的应用程序。
VC中的MFC类提供了CAsyncSocket这样一个套接字类，用它来实现Socket编程非常方便。
本设计中采用数据报文式的Socket，它是一种无连接的Socket，对应于无连接的UDP服务应用。
CAsyncSocket类用DoCallBack函数处理MFC消息，当一个网络事件发生时，DoCallBack函数按照网络事件类型：FD_REA D、FD_WRITE、FD_ACCEPT和FD_CONNECT分别调用OnReceive、OnSend、OnAccept和OnConnect函数，驱动相应的事件，完成网络数据通信过程。
4 结论本文采用嵌入式TCP/IP协议，通过高速8位单片机实现GPRS业务的数据传输功能，具有外围电路少，电路简单，系统成本低等优点。
通过标准RS232串口和外部控制器连接，只需按照预先规定的协议就可互相通信，通用性较强。
系统软件均使用C语言编写，稍加改动就可以在各种控制器上实现，可移植性也较强。