【正文】 VLR訪問位置寄存器 GMSC網(wǎng)關(guān)MSC AUC鑒權(quán)中心圖2. 1 GSM的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)呼叫控制和網(wǎng)絡(luò)管理需要下列幾個(gè)數(shù)據(jù)庫:歸屬位置寄存器(HLR)，訪問位置寄存器(VLR)，驗(yàn)證中心(AUC)及設(shè)備識別器(EIR)o MSC/VLR的主要功能是完成呼叫交換，并控制移動臺的位置更新和越區(qū)切換過程。一個(gè)基站控制器(BSC)控制多個(gè)BTS,所有這些BTS和控制它們的BSC一起稱為基站子系統(tǒng)(BSS)。信息管理中心軟件部分主要由WINDOWS下的VC++ 6. 0的編程實(shí)現(xiàn)。基于GPRS業(yè)務(wù)的GPS數(shù)據(jù)的傳輸應(yīng)用系統(tǒng)由移動管理中心服務(wù)器、移動終端和GPRS網(wǎng)絡(luò)組成。仿真結(jié)果表明，采用本文的二維馬爾可夫模型，來分析GPRS網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)是可靠而且有效的。，探討了GPRS數(shù)據(jù)的阻塞率、傳輸速率、信道利用率、分組延遲與專用信道、與分組呼叫到達(dá)率的關(guān)系。，多采用單時(shí)隙模型，或在分析多時(shí)隙傳輸時(shí)，沒有考慮一個(gè)時(shí)隙被多個(gè)用戶同時(shí)使用的情況。例如：本論文主要目的在于研究GPRS的數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用，分析基于GPRS方式下傳送GPS數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性能。建立的系統(tǒng)分析模型為:有m個(gè)物理信道的系統(tǒng)，其中m，個(gè)由話音與GPRS共享，and個(gè)專用于GPRS業(yè)務(wù)。另一個(gè)方面，一味單純增加SPDCH的數(shù)目，當(dāng)增加到一定數(shù)量時(shí)，MPDCH會成為接入瓶頸，每個(gè)用戶獲得的吞吐量并不大，因此不必為用戶再多分配SPDCH GPRS的頻率資源、多址接入方式與GSM一樣。GPRS的信道分為MasterSlave兩種，master上安排有PRACH, PPCH, PAGCH等邏輯信道，既承載信令又承載用戶數(shù)據(jù)。資源是動態(tài)分配的，有數(shù)據(jù)要發(fā)送的用戶首先在系統(tǒng)安排的隨機(jī)接入信道上發(fā)出接入請求，系統(tǒng)接受用戶的請求后，將根據(jù)情況分配用戶請求的資源數(shù)，數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后系統(tǒng)又將資源收回，再給別的用戶使用。長分組業(yè)務(wù)和短分組業(yè)務(wù)的信道安排應(yīng)該是不同的，要靈活適應(yīng)于高層的業(yè)務(wù)特性，以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)性能最優(yōu)。作者研究了不同業(yè)務(wù)模型對上行呼叫連接三 研究得出的結(jié)論為，GPRS承載短分組時(shí)，吞吐量較低，信道大量浪費(fèi)在比特開銷和信令交換上。分組大小的概率分布近似為柯西分布Cauchy (0. 8, 1)，分組大小限定在(0,10kbyte)。有些是中等大小分組的中速到達(dá)服務(wù)，如鐵路業(yè)務(wù)模型。由于GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，所以它能提供工nternet和其它分組網(wǎng)絡(luò)的全球性無線接人。. 25協(xié)議，推動移動和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的融合。這意味著在數(shù)年內(nèi)，通過便攜式電腦，GPRS用戶能以與ISDN用戶一樣快的速度上網(wǎng)瀏覽，同時(shí)也使一些對速率敏感的移動多媒體應(yīng)用成為可能。對于分組交換模式，用戶只有在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)期間才占用資源，這意味著多個(gè)用戶可高效率地共享同一無線信道，從而提高了資源的利用率?；贕SM系統(tǒng)提出的GPRS方案，是迎合平滑過渡策略的最主要的方案。具有寬帶數(shù)據(jù)通信和多媒體通信能力是第三代移動通信的主要特征，這就要求網(wǎng)絡(luò)必須能夠提供快速分組交換能力。移動數(shù)據(jù)通信開始進(jìn)入快速發(fā)展階段。但隨著用戶量和業(yè)務(wù)量的激增，運(yùn)營商之間競爭將加劇，單一的語音業(yè)務(wù)的收益增長空間己經(jīng)越來越有限，發(fā)展移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)就成了移動通信運(yùn)營商的戰(zhàn)略發(fā)展方向。分組交換方式在通信之前不需要為通信雙方分配一條獨(dú)占的鏈路，可根據(jù)用戶需要以及網(wǎng)絡(luò)能夠提供的帶寬，為用戶動態(tài)分配網(wǎng)絡(luò)資源，從而極大地提高了網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率，因此，分組交換方式是數(shù)據(jù)通信的理想選擇。報(bào)文交換源于電報(bào)通信，其最大的貢獻(xiàn)在于提出了存儲轉(zhuǎn)發(fā)的概念。通過在GSM數(shù)字移動通信網(wǎng)中引入分組交換的實(shí)體組成GSMGPRS網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)以分組方式進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)，盡量減少對GSM網(wǎng)絡(luò)的改動。信息管理中心服務(wù)器的軟件由VC編程實(shí)現(xiàn)。論文在運(yùn)用排隊(duì)論知識得出公式解后，在信道動態(tài)分配情況下，研究了GPRS網(wǎng)絡(luò)的語音呼叫與數(shù)據(jù)呼叫的阻塞率、分組延遲、分組到達(dá)率等性能指標(biāo)，仿真結(jié)果驗(yàn)證了馬爾可夫模型的正確性和有效性，理論證明該模型對網(wǎng)絡(luò)參數(shù)優(yōu)化具有較好的輔助作用?；贕PRS方式的GPS定位信息傳輸系統(tǒng)，是高速移動數(shù)據(jù)通信成為移動通信發(fā)展趨勢的體現(xiàn)，具有實(shí)時(shí)在線、成本低廉、信息容量大、傳輸速率高、提供IP服務(wù)等優(yōu)點(diǎn)。xxxxxx學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目 基于GPRS無限通訊數(shù)據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用姓 名 xxx學(xué) 號 xxx專業(yè)班級 xxx分 院 xxx指導(dǎo)教師 xxxxxxx年xxx月xxx日基于GPRS無限通訊數(shù)據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用摘 要:隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展，許多傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)均不同程度上融合了傳輸數(shù)據(jù)的功能，目前以GSM, CDMA為主的數(shù)字蜂窩移動通信也不例外。論文首先介紹了GSM的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及GPRS在GSM結(jié)構(gòu)體系上的升級設(shè)備，然后論述了GPRS的移動性管理、會話管理、傳輸協(xié)議和數(shù)據(jù)傳輸。最后介紹了基于GPRS的GPS數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在分析了該應(yīng)用系統(tǒng)的歸一化時(shí)延后，探討了它的應(yīng)用前景。GPRS可以看作是原有的GSM電路交換系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的業(yè)務(wù)擴(kuò)充:由新增的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體對GSM數(shù)據(jù)進(jìn)行旁路，支持移動用戶利用分組數(shù)據(jù)移動終端接入工nternet或其他分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，原GSM網(wǎng)絡(luò)完成語音功能。報(bào)文交換的傳輸單元為整個(gè)報(bào)文，由于報(bào)文長度差異很大，轉(zhuǎn)發(fā)過程中用于臨時(shí)存儲報(bào)文的緩沖區(qū)的分配比較困難，而且長報(bào)文可能導(dǎo)致很大的時(shí)延。以TCP/工尸為核心的Internet是世界上最大的分組交換網(wǎng)絡(luò)，第三代移動通信的核心網(wǎng)也將采用分組交換方式。隨著Internet的發(fā)展，人們看到了數(shù)據(jù)通信的巨大潛力，移動與數(shù)據(jù)的結(jié)合已經(jīng)成為移動通信發(fā)展的趨勢。除此之外，人們最關(guān)注的問題當(dāng)然是第二代移動通信網(wǎng)絡(luò)如何接近到第三代。1. 3 GPRS的技術(shù)優(yōu)勢。GPRS用戶的計(jì)費(fèi)以通信的數(shù)據(jù)量為主要依據(jù)，GPRS用戶可能連接的時(shí)間長達(dá)數(shù)小時(shí)，卻只需支付相對低廉的連接費(fèi)用。GPRS支持工nternet上應(yīng)用最廣泛的IP協(xié)議和X. 25協(xié)議。GPRS加強(qiáng)了移動和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的融合。有些則是較大分組的偶而發(fā)送。(1 .1)Mobitex模型:該模型是根據(jù)瑞典分組無線數(shù)據(jù)網(wǎng)Mobitex上的車隊(duì)管理應(yīng)用的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)建立的。在產(chǎn)生相同輸入負(fù)載的前提下，顯然短分組的用戶請求要多于長分組，在接入信道數(shù)量相同的情況下，短分組的接入請求更容易發(fā)生碰撞，隨機(jī)接入階段成為短數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i。GSM屬于窄帶通信，它現(xiàn)在提供的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)只有9. 6kb i t/s，屬于電路交換方式。文獻(xiàn)〔7〕利用OPNET仿真平臺，比較了多時(shí)隙與單時(shí)隙方式下，GPRS吞吐量、時(shí)延、阻塞率的性能。Slave只承載用戶數(shù)據(jù)。在實(shí)際應(yīng)用中，運(yùn)營商既可以拿出單獨(dú)的頻率資源來提供GPRS業(yè)務(wù)，也可以是共享GSM的資源，即在每個(gè)200KHz載波的8個(gè)時(shí)隙信道中，固定留出一部分供GSM話音使用，一部分專用于GPRS業(yè)務(wù)，還有一部分供話音和數(shù)據(jù)共用，但話音業(yè)務(wù)的優(yōu)先級高于數(shù)據(jù)，有話音業(yè)務(wù)請求時(shí)，先滿足話音業(yè)務(wù)。話音業(yè)務(wù)具有強(qiáng)占GPRS業(yè)務(wù)的優(yōu)先級，也就是當(dāng)話音業(yè)務(wù)需要使用正在被GPRS使用的共享信道時(shí)，GPRS馬上終止傳輸，直到再出現(xiàn)可用信道。主要作了以下幾方面工作:，和GPRS的系統(tǒng)功能，在分析GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，深入研究了GPRS的會話管理及移動性管理的改善與提高。本文采用二維馬爾可夫模型，對仿真模型作如下改進(jìn):①每個(gè)呼叫申請的信道數(shù)為，包含多時(shí)隙和單時(shí)隙兩種可能。得出的結(jié)論與前人的研究成果是一致的:專用GPRS信道的增加使GPRS數(shù)據(jù)傳輸阻塞率減小。此模型在PC機(jī)上用matlab即可仿真實(shí)現(xiàn)，對比在某些價(jià)格昂貴的專用仿真軟件上搭建的仿真器，本文的模型建立及求解相對簡單，仿真時(shí)間短。移動終端由嵌入式系統(tǒng)構(gòu)成，CPU采用高性能芯片S3C4510B，軟件采用PC linux操作系統(tǒng)。由兩部分組成:(DGPS數(shù)據(jù)的接收處理平臺，提取出需要的地理信息②GPRS網(wǎng)絡(luò)的的用戶通信程序，將GPS的數(shù)據(jù)或者控制信息通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送到移動終端。位于各自小區(qū)的移動臺之間的業(yè)務(wù)通過移動交換中心(MSC)交換信息，而與固定網(wǎng)絡(luò)(如ISDN)的連接是通過移動交換中心網(wǎng)關(guān)(GMSC)控制的。其中，MY,主要負(fù)責(zé)呼叫的建立(包括鑒權(quán)程序)，呼叫控制和計(jì)費(fèi)等功能。在GSM系統(tǒng)中，允許每個(gè)用戶可以在整個(gè)GSM網(wǎng)內(nèi)漫游，但是移動用戶需要向其中一個(gè)國家的一個(gè)運(yùn)營者登記，簽約及付費(fèi)。在每次呼叫過程中，通過檢查系統(tǒng)提供的和用戶響應(yīng)的該組參數(shù)是否一致，來鑒別用戶身份的合法性。Gn/GP接口:SGSV與GGSN之間的接口，當(dāng)SGSN與GGSN位于不同的PLMN時(shí)為JP，否則為GnoGi接口:GGSN與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的接口。Ga接口:GGSN / SOSN與CGF(計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān))之間的接口。GGSN主要功能是在公共數(shù)據(jù)網(wǎng)和GPRS PLMN之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組。除了選路和數(shù)據(jù)傳輸功能外，GGSN和SGSN還收集收費(fèi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，同時(shí)為了能為任何位置的移動臺提供路由功能，它們還具有處理信令的功能。用戶數(shù)據(jù)和信令通過Gn和Gp接口在GSN之間傳送。而GGSN結(jié)點(diǎn)通過Gi接口與X. 25網(wǎng)和Internet相連。此外，為了使得GPRS分組交換業(yè)務(wù)和傳統(tǒng)的電路交換業(yè)務(wù)有效地融合在一起，將MSC/VLR的功能擴(kuò)展，與SGSN之間通過Gs接口交換信息。GMSC除了記錄收費(fèi)信息外，還根據(jù)MSISDN獲取移動臺的HLR位置，并從HLR中獲取用戶漫游信息。因此GMSC根據(jù)撥叫號碼計(jì)算出相應(yīng)的HLR位置，并向HLR發(fā)出請求。拜訪MSc根據(jù)查詢HLR所得到的信息與移動臺建立端到端連接。2. 2. 2 GPRS的移動性管理移動性管理(GMM)是無線網(wǎng)絡(luò)的重要環(huán)節(jié)，它的功能是實(shí)現(xiàn)對移動終端的位置管理，能夠?qū)S的當(dāng)前位置報(bào)告給網(wǎng)絡(luò)。不同的是，GPRS引用了一個(gè)新的和位置有關(guān)的概念:路由區(qū)域(RA)。2. 2. 2. 1移動管理狀態(tài)GPRS定義了三種移動管理狀態(tài):IDLE, STANDBY, READY。移動臺己完成GPRS連接，但是沒有傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，處于STANDBY狀態(tài)。此時(shí)，移動臺可以收發(fā)端消息:如果網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)了VLR和SGSN之間的接口，用戶還可以通過SGSN接收電路交換業(yè)務(wù)的尋呼消息。SGSN無需進(jìn)行尋呼就可以隨時(shí)向移動臺傳送數(shù)據(jù)，移動臺也可以隨時(shí)向SGSN發(fā)送數(shù)據(jù)。3. STANDBY狀態(tài)移動管理上下文已經(jīng)建立(即己經(jīng)執(zhí)行了GPRS連接過程)，網(wǎng)絡(luò)知道此時(shí)在哪個(gè)路由區(qū)域(定位精確到路由區(qū)域)。STANDY狀態(tài)中有一個(gè)移動臺可達(dá)定時(shí)器，從移動臺進(jìn)入STANDY狀態(tài)起，該定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，如果定時(shí)器超時(shí)，網(wǎng)絡(luò)就可以執(zhí)行“去連接”過程，移動臺進(jìn)入工DLE狀態(tài)，移動管理上下文被刪除。圖2. 5顯示了Attach過程。接著HLR向SGSN發(fā)送包含用戶注冊信息的“InsertSubscriber Data”消息，通知SGSN為此移動臺建立MM Context. SGSN驗(yàn)證該RA是否允許移動臺Attach，如果允許，則為移動臺建立MM Context(如IMSI, PMSI,路由區(qū)(RA), SGSN地址等)，并向HLR發(fā)送應(yīng)答消息“Insert Subscriber DataAck”。，為移動臺提供服務(wù)的SGSN發(fā)生改變。在類似上面情況的過程之后，還要執(zhí)行位置區(qū)域(LA)更新過程。當(dāng)ATANDBY狀態(tài)的定時(shí)器超時(shí)時(shí)，也會隱式執(zhí)行GPRS“去連接”過程。PDP Context分別保存在移動臺、SGSN及GGSN中。靜態(tài)地址是由用戶本地PLMN網(wǎng)絡(luò)管理員分配，而動態(tài)地址是在激活PDP Context時(shí)，由用戶本地PLMN網(wǎng)絡(luò)管理員或訪問網(wǎng)絡(luò)管理員負(fù)責(zé)分配。如果要求分配動態(tài)PDP地址，則將消息中的PDP地址域保留為空。如果用戶要求分配動態(tài)PDP地址，則在此消息中包含新分配的PDP地址。GPRS系統(tǒng)象大多數(shù)系統(tǒng)一樣，傳輸平面由分層的協(xié)議結(jié)構(gòu)組成，提供用戶信息傳遞，采用信息傳遞控制過程，例如，流量控制、差錯(cuò)檢測、差錯(cuò)糾正和錯(cuò)誤恢復(fù)等。TCP提供流量控制、對損失和被破壞的GTP分組數(shù)據(jù)單元的保護(hù)。SNDCP還有一個(gè)數(shù)據(jù)壓縮功能以提高信道效率。在acknowledged方式下，SNPDU實(shí)體將緩存NPDU，直到組成該NPDU的所有SNPDU被正確接收。在SGSN中該功能在G。BSSGP并不執(zhí)行差錯(cuò)糾正。GSM RF:空中無線接口。網(wǎng)絡(luò)層的用戶應(yīng)用數(shù)據(jù)在GPRS傳輸平臺上的數(shù)據(jù)封裝流程如圖2. 10所示。編碼、收縮后的數(shù)據(jù)block 456bit.。例如，方式1 (CSI)保護(hù)最強(qiáng)、有效載荷最少。圖2. 11編碼方式比較GPRS的每一種編碼方式都有自己的最佳適用范圍，應(yīng)根據(jù)無線條件動態(tài)地選擇，在下行方向由網(wǎng)絡(luò)控制，而上行方向則由移動臺控制。2. 6 GPRS的數(shù)據(jù)傳輸在移動管理上下文和PDP上下文建立之后，就可以在移動臺和外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間傳輸數(shù)據(jù)了。GTP PDU的頭部還包括隧道標(biāo)示，用于唯一地標(biāo)示一個(gè)PDP上下文。GM)骨干網(wǎng)內(nèi)USN利用GPRS隧道協(xié)議對IP或X. 25分組進(jìn)行封裝，然后將GTP協(xié)議數(shù)據(jù)單元插入TCP PDU或Or PDU中，而TCP PDU或Or PDU又是封裝在I P PDU中進(jìn)行傳輸。在SGSN和移動臺之間傳輸數(shù)據(jù)包，PDP，PDU被封裝在SNDCP協(xié)議數(shù)據(jù)單元中傳輸，利用臨時(shí)邏輯鏈路標(biāo)識(TLLI)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)訪問點(diǎn)標(biāo)識符(NSAPI)唯一確定PDP Context。為了支持GPRS用戶漫游，SGSN并不關(guān)心隧道中傳輸?shù)腜DP類型，可以傳輸SGSN并不支持的PDP類型的數(shù)據(jù)包。這里為用戶數(shù)據(jù)(SNPDU)提供服務(wù)的SAPI有四種，分別具有不同的LLC控制參數(shù)，可以滿足不同QOS的數(shù)據(jù)應(yīng)用。發(fā)端將在此重發(fā)該LLPDU，重傳次數(shù)不能超過預(yù)先設(shè)定的最大重傳次數(shù)N200。前者，RLC采取了選擇重傳ARQ。而在Unacknowledged mode下，不進(jìn)行重傳，接收方將出錯(cuò)的block剔除，