基于A(yíng)RM9芯片S3C2410a的GPRS數據終端設計

1 GPRS技術(shù)
1.1 GPRS工作原理
GPRS的英文全稱(chēng)是General Packet Radio Service，譯作“通用分組無(wú)線(xiàn)服務(wù)”，它是利用“包交換”(Packet-Switched)的概念發(fā)展起來(lái)的一套無(wú)線(xiàn)傳輸方式。所謂“包交換”就是將Data封裝成許多獨立的封包，再將這些封包一一傳送出去，形式上有點(diǎn)類(lèi)似郵局中的寄包裹。其作用在于只有當有資料需要傳送時(shí)才會(huì )占用頻寬，而且可以以傳輸的資料量計價(jià)，這對廣大用戶(hù)來(lái)說(shuō)是較合理的計費方式，因為像Interact這類(lèi)的數據傳輸大多數的時(shí)間頻寬是閑置的。
GPRS網(wǎng)絡(luò )是基于現有的GSM網(wǎng)絡(luò )來(lái)實(shí)現的，在現有的GSM網(wǎng)絡(luò )中需增加一些節點(diǎn)，如GGSN(Gateway GPRS Supporting Node，GPBS網(wǎng)關(guān)支持節點(diǎn))和SGS(Serving GSN，GPRS服務(wù)支持節點(diǎn))，GSN是GPRS網(wǎng)絡(luò )中最重要的網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)。GSN具有移動(dòng)路由管理功能，它可以連接各種類(lèi)型的數據網(wǎng)絡(luò )，并可以連到GPRS寄存器。GSN可以完成移動(dòng)終端和各種數據網(wǎng)絡(luò )之間的數據傳送和格式轉換。GSN可以是一種類(lèi)似于路由器的獨立設備，也可以與GSM中的MSC集成在一起。
GSN有兩種類(lèi)型：一種為SGSN(Serving GSN，服務(wù)GSN)，另一種為GGSN(Gateway GSN，網(wǎng)關(guān)GSN)。SGSN的主要作用是記錄移動(dòng)終端的當前位置信息，并且在移動(dòng)終端和GGSN之間完成移動(dòng)分組數據的發(fā)送和接收。GGSN主要是起網(wǎng)關(guān)作用，它可以和多種不同的數據網(wǎng)絡(luò )連接。如ISDN。PSPDN和LAN等。GGSN可以把GSM網(wǎng)中的GPRS分組數據包進(jìn)行協(xié)議轉換，從而可以把這些分組數據包傳送到遠端的TCP/IP或X.25網(wǎng)絡(luò )。GPRS工作時(shí)，通過(guò)路由管理來(lái)進(jìn)行尋址和建立數據連接，而GPRS的路由管理表現在以下3個(gè)方面：一是移動(dòng)終端發(fā)送數據的路由建立；二是移動(dòng)終端接收數據的路由建立；三是移動(dòng)終端處于漫游時(shí)數據路由的建立。對于第一種情況，當移動(dòng)終端產(chǎn)生了一個(gè)PDU分組數據單元，這個(gè)PDU經(jīng)過(guò)SNDC層處理，稱(chēng)為SNDC數據單元，然后經(jīng)過(guò)LLC層處理為L(cháng)LC幀，并通過(guò)空中接口送到GSM網(wǎng)絡(luò )中移動(dòng)終端所處的SGSN，SGSN把數據送到GGSN，GGSN把收到的消息進(jìn)行解裝處理，轉換為可在公用數據網(wǎng)中傳送的格式(如PSPDN的PDU)，最終送給公用數據網(wǎng)的用戶(hù)。為了提高傳輸效率，并保證數據傳輸的安全，可以對空中接口上的數據做壓縮和加密處理。在第二種情況中，一個(gè)公用數據網(wǎng)用戶(hù)傳送數據到移動(dòng)終端時(shí)，首先通過(guò)數據網(wǎng)的標準協(xié)議建立數據網(wǎng)和GGSN之間的路由。數據網(wǎng)用戶(hù)發(fā)出的數據單元(如PSPDN中的PDU)，通過(guò)建立好的路由把數據單元PDU送給GGSN。而GGSN再把PDU送給移動(dòng)終端所在的SGSN上，GSN把PDU封裝成SNDC數據單元，再經(jīng)過(guò)LLC層處理為L(cháng)LC幀單元，最終通過(guò)空中接口送給移動(dòng)終端。第三種情況是一個(gè)數據網(wǎng)用戶(hù)傳送數據給一個(gè)正在漫游的移動(dòng)用戶(hù)。這種情況下的數據傳送必須要經(jīng)過(guò)歸屬地的GGSN，然后送到用戶(hù)A端。

1.2 GPRS的協(xié)議模型
Um接口是GSM的空中接口。Um接口上的通信協(xié)議有5層，自下而上依次為物理層、MAC (Media Access Control)層、LLG(Logical LinkControl)層、SNDC層和網(wǎng)絡(luò )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200 kHz，一個(gè)載頻分為8個(gè)物理信道。如果8個(gè)物理信道都分配為傳送GPRS數據，則原始數據速率可達200 kb/s?？紤]前向糾錯碼的開(kāi)銷(xiāo)，則最終的數據速率可達164 kb/s左右。MAC為媒質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)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(dòng)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(wú)線(xiàn)鏈路協(xié)議。SNDC被稱(chēng)為子網(wǎng)依賴(lài)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(wǎng)絡(luò )層的協(xié)議目前主要是Phasel階段提供的TCP/IP和L25協(xié)議。TCP/IP和X.25協(xié)議對于傳統的GSM網(wǎng)絡(luò )設備(如：BSS，NSS等設備)是透明的。