GPRS是通用無線分組業務(General Packet Radio System)的縮寫,是介于第二代和第三代之間的一種技術,通常稱為2.5G。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。有了GPRS,用戶的呼叫建立時間大大縮短,幾乎可以做到“永遠在線”。此外, GPRS是以營運商傳輸的數據量而不是連接時間為基準來計費,從而令每個用戶的服務成本更低。
GPRS的主要特點:
相對原來GSM的電路交換數據傳送方式,GPRS采用分組交換技術。由于使用“分組”技術,用戶上網可以免受掉線的麻煩。此外,使用GPRS上網的方法與 WAP不同, 用WAP上網就如在家中上網,先“撥號連接”,而上網后便不能同時使用該電話線,但GPRS則較優越,下載資料和通話可以同時進行。
從技術上來說,聲音的傳送(即通話)繼續使用GSM,而數據的傳送則使用GPRS,就把移動電話的應用提升到一個更高層次,而且不需重新組網,十分經濟。 GPRS的用途十分廣泛,包括通過手機發送及接收電子郵件、在Internet上瀏覽等。使用GPRS,數據可實現分組發送和接受,這意味著用戶總是在線且按流量計費,降低了服務成本。
GPRS的最大優勢在于數據傳輸速度不是WAP所能比擬的。目前的GSM移動通信網的傳輸速度為每秒9.6K字節,GPRS手機在今年初推出時已達到 56Kbps的傳輸速度,到現在更是達到了115Kbps(此速度是常用56k modem理想速率的兩倍)。除了速度上的優勢,GPRS還有“永遠在線”的特點,即用戶隨時與網絡保持聯系。舉個例子,用戶訪問Internet時,點擊一個超級鏈接,手機就在無線信道上發送和接受數據,主頁下載到本地后,沒有數據傳送,手機就進入一種“準休眠”狀態,手機釋放所用的無線頻道給其它用戶使用,這時網絡與用戶之間還保持一種邏輯上的連接,當用戶再次點擊,手機立即向網絡請求無線頻道用來傳送數據,而不像普通撥號上網那樣斷線后還得重新撥號才能上網。
GPRS通信基本工作原理
GPRS是在原有的基于電路交換(CSD)方式的GSM網絡上引入兩個新的網絡節點: GPRS服務支持節點(SGSN)和網關支持節點(GGSN)。SGSN和MSC在同一等級水平,并跟蹤單個MS的存儲單元實現安全功能和接入控制,并通過幀中繼連接到基站系統。GGSN支持與外部分組交換網的互通,并經由基于IP的GPRS骨干網和SGSN連通。圖1給出了GPRS與Internet連接原理框圖。
GPRS終端通過接口從客戶系統取得數據,處理后的GPRS分組數據發送到GSM基站。分組數據經SGSN封裝后,SGSN通過GPRS骨干網與網關支持接點GGSN進行通信。GGSN對分組數據進行相應的處理,再發送到目的網絡,如Internet或X.25網絡。
若分組數據是發送到另一個GPRS終端,則數據由GPRS骨干網發送到SGSN,再經BSS發送到GPRS終端。
PRS的協議模型
Um接口是GSM的空中接口。Um接口上的通信協議有5層,自下而上依次為物理層、MAC(Media Access Control)層、LLG(Logical Link Control)層、SNDC層和網絡層。Um接口的物理層為射頻接口部分,而物理鏈路層則負責提供空中接口的各種邏輯信道。GSM空中接口的載頻帶寬為 200KHZ,一個載頻分為8個物理信道。如果8個物理信道都分配為傳送GPRS數據,則原始數據速率可達200Kbps。考慮前向糾錯碼的開銷,則最終的數據速率可達164kbps左右;MAC為媒質訪問控制層。MAC的主要作用是定義和分配空中接口的GPRS邏輯信道,使得這些信道能被不同的移動終端共享;LLG層為邏輯鏈路控制層。它是一種基于高速數據鏈路規程HDLG的無線鏈路協議;SNDC被稱為子網依賴結合層。它的主要作用是完成傳送數據的分組、打包,確定TCP/IP地址和加密方式;網絡層的協議目前主要是Phasel階段提供的 TCP/IP和L25協議。TCP/IP和X.25協議對于傳統的GSM網絡設備(如:BSS、NSS等設備)是透明的。
GPRS的應用范圍
GPRS是在現有GSM網絡上開通的一種新型的分組數據傳輸業務,在有GPRS承載業務支持的標準化網絡協議的基礎上,GPRS可以提供系列交互式業務服務:
1、點對點面向連接的數據業務。為兩個用戶或者多個用戶之間發送多分組的業務,該業務要求有建立連接、數據傳送以及連接釋放等工作程序。
2、單點對多點業務。根據某個業務請求者的要求,把單一信息傳送給多個用戶。該業務又可以分為點對多點多信道廣播業務、點對多點群呼業務和IP多點傳播業務。
3、點對點無連接型網絡業務。各個數據分組彼此互相獨立,用戶之間的信息傳輸不需要端到端的呼叫建立程序,分組的傳送沒有邏輯連接,分組的交付沒有確認保護,是由IP協議支持的業務。 GPRS除了提供點對點、點對多點的數據業務外,還能支持用戶終端業務、補充業務、 GSM短消息業務和各種GPRS電信業務。
GPRS模塊通過花生殼與服務器通信
這里用的內網動態域名解析軟件就是花生殼,想了解其他的內網動態域名解析軟件可去百度查找。首先要去花生殼網站(http://hsk.oray.com/)注冊一個自己的賬號,這個賬號以后就相當于自己服務器的域名了,然后下載花生殼客戶端安裝在要作為服務器的電腦上(安裝詳情可百度搜索),然后打開登錄賬號,網上關于花生殼的使用方法很多如http://www.gezila.com/tutorials/11124.html(隨便搜的)這里不再贅述。對于建立服務器部分本人也不是很懂,但是可以用網絡調試助手軟件來測試一下花生殼是否能夠正常,并且能查看一下GPRS模塊是否上傳了數據,需要注意的如下:
花生殼設置部分如上圖,其中應用名稱可以按自己的想法隨便更改,內網主機這一欄應該填寫當前自己電腦的IP地址(如127.0.0.1),映射類型就選擇端口映射,端口號可以自己填寫(如8282),下一步就是設置網絡調試助手。
如上圖,協議類型選擇TCP Server,本地IP地址就填寫當前自己電腦的IP地址(應該與花生殼填寫的一致),本地端口號與上面花生殼的相同即可,點擊連接,至此簡易的“服務器”就算是建完了,如果收到的了數據則會在側欄里顯示出來,這個就和串口調試助手基本一樣了。下面再介紹一下GPRS模塊部分。
GPRS模塊數據上傳
這里的上傳就是指上傳到上面所說的“服務器”中,首先來看一張通信原理圖,
與上面的通信原理圖相似,只是多了一個域名解析服務器,通過內網動態域名解析軟件(花生殼)和域名解析服務器將非公網IP的電腦映射到Internet中,這樣就可以在互聯網中找到自己做服務器的那臺電腦了。 這里的GPRS模塊選用的是SIM900A(比較常用),可用單片機的串口與其連接,通過AT命令就可以實現上網傳輸數據的功能了。這里用到了AT命令主要有這幾條:
(1)AT+CGCLASS=“B”
(2)AT+CGDCONT=1,“IP”,“CMNET”
(3)AT+CLPORT=“TCP”,“2000”
(4)AT+CIPSTART=“TCP”,“yangjin********.oicp.net”,“21785”
(5)AT+CIPSTART=“TCP”,“42.96.164.52”,“80”
(6)AT+CIPSEND 其中的
AT+CGCLASS=“B”是設置移動終端的類別為B類, AT+CGDCONT=1,“IP”,“CMNET”是配置協議 AT+CLPORT=“TCP”,“2000”注冊端口號
AT+CIPSTART=“TCP”,“yangjin********.oicp.net”,“21785”是利用域名和端口號連接服務器上傳數據
AT+CIPSTART=“TCP”,“42.96.164.52”,“80”則是用固定IP和端口號上傳數據,(4)(5)兩條命令任選一個,這里用的就是(4)利用域名和端口號連接服務器上傳數據,其中的域名就在花生殼上注冊的賬戶名后面加上“.oicp.net”,其中的端口號是自動分配的,如下圖所示端口號就是“21785”。
最后AT+CIPSEND是發送指令,當發送命令后SIM900A模塊返回“》”就可發送數據字符串了比如“123456”接著發送“→”(十六進制為0x1A)模塊就會發送“》”后面的字符串了,如果聯網成功“服務器”將會接收到字符串,如下圖,詳細的指令請參考SIM900A的AT指令集。
評論
查看更多