【正文】 大時(shí)，分組數(shù)據(jù)會(huì)有更大的選擇信道用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，因而阻塞率呈下降趨勢(shì)。由于同一時(shí)隙上復(fù)用更多的用戶(hù)，GPRS數(shù)據(jù)被成功傳輸?shù)母怕试龃?，阻塞率降低，因此有更大的吞吐量。一是測(cè)量具有載波多普勒頻移的GPS衛(wèi)星載波信號(hào)與接收機(jī)產(chǎn)生的參考載波信號(hào)之間的相位差，即載波相位測(cè)量。任一個(gè)軌道平面上的衛(wèi)星比西邊相鄰軌道平面上的相應(yīng)衛(wèi)星超前30度。載體上的G PS接收機(jī)天線在跟蹤GPS衛(wèi)星的過(guò)程中相對(duì)地球而運(yùn)動(dòng)，接收機(jī)用UPS信號(hào)實(shí)時(shí)地測(cè)得運(yùn)動(dòng)載體的狀態(tài)參數(shù)(瞬間三維位置和三維速度)。前者消息長(zhǎng)度比后者長(zhǎng)，后者比前者消息種類(lèi)少，可根據(jù)實(shí)際需要來(lái)選擇。4南緯或北緯(N/s)。移動(dòng)終端將GPS數(shù)據(jù)組成GPRS數(shù)據(jù)分組，通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)，上傳到信息管理中心服務(wù)器?！?，”為數(shù)據(jù)區(qū)分割符，“*”為校驗(yàn)和識(shí)別符:hh”為校驗(yàn)和，CR, CF為語(yǔ)句結(jié)束符。4. 1. 4 GPS定位數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)格式Jupiter CPS OEM接收機(jī)支持兩種數(shù)據(jù)格式:Zodiac二進(jìn)制消息格式和NMEAASCI工消息格式，前者的通信協(xié)議為9600bit/s、無(wú)校驗(yàn)、8位數(shù)據(jù)位、1位停止位。GPS信號(hào)接收機(jī)的任務(wù)是:能夠捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測(cè)衛(wèi)星的信號(hào)，并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行，對(duì)所接收到的GPS信號(hào)進(jìn)行變換、放大和處理，以便測(cè)量出GPS信號(hào)從衛(wèi)星到接收機(jī)天線的傳播時(shí)間，解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航電文，實(shí)時(shí)地計(jì)算出觀測(cè)站的三維位置，甚至三維速度和時(shí)間，最終實(shí)現(xiàn)利用GPS進(jìn)行導(dǎo)航和定位的目的。4. 1. 2 UPS的結(jié)構(gòu)組成GPS系統(tǒng)主要包括三大組成部分:空間星座部分、地面監(jiān)控部分和用戶(hù)設(shè)備部分。該系統(tǒng)利用導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)試和測(cè)距，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三位導(dǎo)航與定位能力。此時(shí)語(yǔ)音呼叫為0. 06個(gè)/so不同下分組平均傳輸這率于分組呼叫到達(dá)率的關(guān)系圖3. 10分組平均傳輸率曲線小結(jié):d取1時(shí)比d取4時(shí)的平均傳輸速率相對(duì)較高，這是因?yàn)閐取值較小時(shí)表明同一時(shí)隙上的用戶(hù)數(shù)較少，每一用戶(hù)獲得調(diào)度的機(jī)會(huì)增加，傳輸速率也隨之增加。當(dāng)時(shí)，GPRS的呼叫到達(dá)率，改變分配給GPRS專(zhuān)用信道m(xù)d的個(gè)數(shù)，觀察阻塞率的變化。如果沒(méi)有分配到任何信道，則新用戶(hù)進(jìn)入等待隊(duì)列或被阻塞(Blocked).當(dāng)一個(gè)語(yǔ)音呼叫到來(lái)時(shí)，如果分配給語(yǔ)音業(yè)務(wù)的信道數(shù)沒(méi)有超過(guò)最大值m，則盡可能給它分配信道，還可以強(qiáng)占已被數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占用的公用信道。因此網(wǎng)絡(luò)能靈活分配信道:一個(gè)移動(dòng)臺(tái)能占用一個(gè)TDMA幀中的一個(gè)至八個(gè)時(shí)隙。同步突發(fā)(SB)，用于移動(dòng)臺(tái)的時(shí)間同步。在數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)PACKET UPL工NKASSIGNMENT消息進(jìn)行資源再分配，MS收到該分配消息后，以PACKET CONTROLACKNOWEDGEMENT消息響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，然后再重新分配的資源上繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，直到發(fā)送最后一個(gè)數(shù)據(jù)塊。上行方向，多個(gè)用戶(hù)隨機(jī)接入共享信道，極有可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)的碰撞，因此需要有沖突檢測(cè)和差錯(cuò)恢復(fù)的控制協(xié)議，這些功能由MAC完成。LLC層通過(guò)不同的服務(wù)訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)(SAM)為L(zhǎng)ayer 3提供服務(wù)。GGSN和SGSN之間，PDP PDU經(jīng)過(guò)封裝后，利用隧道協(xié)議傳輸，GTP PDU頭中有GSN的地址，便于尋址。LLPDU再分割成多個(gè)RLC/MAC Block,最后形成的基本數(shù)據(jù)單元在連續(xù)4個(gè)數(shù)據(jù)突發(fā)中發(fā)送出去。接口中繼LLC分組數(shù)據(jù)單元。這是通過(guò)二者不同的協(xié)議結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。PDP Context中包括PDP類(lèi)型(例如IPV4)，分配給移動(dòng)臺(tái)的PDP地址()，請(qǐng)求的QOS，及其為訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)網(wǎng)提供接口的GGSN的地址等。然后SGSN向HLR發(fā)送“update location”消息，消息中包含SGSN地址及IMSI。移動(dòng)臺(tái)可以接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，如果移動(dòng)臺(tái)要向外部IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)，還需要激活一個(gè)PDP上下文。GPRS移動(dòng)管理和現(xiàn)有GSM系統(tǒng)移動(dòng)管理非常相似，都是用于跟蹤一個(gè)移動(dòng)臺(tái)在PLMN網(wǎng)內(nèi)的當(dāng)前位置。 GPRS的移動(dòng)性管理圖2. 3 GSM的呼叫建立在GSM系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)通過(guò)GMSC與固定電話網(wǎng)絡(luò)交換信息。因此GGSN中保存了正在為用戶(hù)提供服務(wù)的SGSN地址和用戶(hù)注冊(cè)信息。AUC可以不斷的向每一個(gè)用戶(hù)提供一組參數(shù)，該參數(shù)組可視為每個(gè)用戶(hù)相關(guān)的數(shù)據(jù)。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)。，多采用單時(shí)隙模型，或在分析多時(shí)隙傳輸時(shí)，沒(méi)有考慮一個(gè)時(shí)隙被多個(gè)用戶(hù)同時(shí)使用的情況。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(hù)數(shù)據(jù)。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)。這意味著在數(shù)年內(nèi)，通過(guò)便攜式電腦，GPRS用戶(hù)能以與ISDN用戶(hù)一樣快的速度上網(wǎng)瀏覽，同時(shí)也使一些對(duì)速率敏感的移動(dòng)多媒體應(yīng)用成為可能。移動(dòng)數(shù)據(jù)通信開(kāi)始進(jìn)入快速發(fā)展階段。通過(guò)在GSM數(shù)字移動(dòng)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(duì)GSM網(wǎng)絡(luò)的改動(dòng)。xxxxxx學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目 基于GPRS無(wú)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(hào) xxx專(zhuān)業(yè)班級(jí) xxx分 院 xxx指導(dǎo)教師 xxxxxxx年xxx月xxx日基于GPRS無(wú)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(dòng)通信也不例外。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(duì)GSM數(shù)據(jù)進(jìn)行旁路，支持移動(dòng)用戶(hù)利用分組數(shù)據(jù)移動(dòng)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(yǔ)音功能。(1 .1)Mobitex模型:該模型是根據(jù)瑞典分組無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)Mobitex上的車(chē)隊(duì)管理應(yīng)用的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)建立的。Slave只承載用戶(hù)數(shù)據(jù)。本文采用二維馬爾可夫模型，對(duì)仿真模型作如下改進(jìn):①每個(gè)呼叫申請(qǐng)的信道數(shù)為，包含多時(shí)隙和單時(shí)隙兩種可能。由兩部分組成:(DGPS數(shù)據(jù)的接收處理平臺(tái)，提取出需要的地理信息②GPRS網(wǎng)絡(luò)的的用戶(hù)通信程序，將GPS的數(shù)據(jù)或者控制信息通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送到移動(dòng)終端。在每次呼叫過(guò)程中，通過(guò)檢查系統(tǒng)提供的和用戶(hù)響應(yīng)的該組參數(shù)是否一致，來(lái)鑒別用戶(hù)身份的合法性。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(dòng)臺(tái)提供路由功能，它們還具有處理信令的功能。GMSC除了記錄收費(fèi)信息外，還根據(jù)MSISDN獲取移動(dòng)臺(tái)的HLR位置，并從HLR中獲取用戶(hù)漫游信息。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)。SGSN無(wú)需進(jìn)行尋呼就可以隨時(shí)向移動(dòng)臺(tái)傳送數(shù)據(jù)，移動(dòng)臺(tái)也可以隨時(shí)向SGSN發(fā)送數(shù)據(jù)。接著HLR向SGSN發(fā)送包含用戶(hù)注冊(cè)信息的“InsertSubscriber Data”消息，通知SGSN為此移動(dòng)臺(tái)建立MM Context. SGSN驗(yàn)證該RA是否允許移動(dòng)臺(tái)Attach，如果允許，則為移動(dòng)臺(tái)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”。PDP Context分別保存在移動(dòng)臺(tái)、SGSN及GGSN中。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(hù)信息傳遞，采用信息傳遞控制過(guò)程，例如，流量控制、差錯(cuò)檢測(cè)、差錯(cuò)糾正和錯(cuò)誤恢復(fù)等。在SGSN中該功能在G。編碼、收縮后的數(shù)據(jù)block 456bit.。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。這里為用戶(hù)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(mǎn)足不同QOS的數(shù)據(jù)應(yīng)用。2. 6. 3. 1 GPRS支持的三種媒質(zhì)接入方式。網(wǎng)絡(luò)在收到最后一個(gè)數(shù)塊后，將在PACKET UPLINK ACK中標(biāo)記是最后一次確認(rèn)。接入突發(fā)(AB)，用于隨機(jī)接入。而且，上下信道獨(dú)立分配，這有利于不對(duì)稱(chēng)數(shù)據(jù)傳輸，如瀏覽WEB頁(yè)面。如果被語(yǔ)音占用的GPRS用戶(hù)只占一個(gè)信道，那么可以進(jìn)行區(qū)內(nèi)切換，重新給它分配信道。圖中and由0變化到8個(gè)，VBR表示語(yǔ)音呼叫的阻塞率，PBR表示GPRS數(shù)據(jù)呼叫的阻塞率，TBR表示系統(tǒng)總的阻塞率。但是由于分組呼叫增加，阻塞率增加，所以分組的平均傳輸率的總趨勢(shì)是減小的。GPS是繼阿波羅登月計(jì)劃、航天飛機(jī)后的美國(guó)第三大航天工程。4. 1. 2. 1空間星座部分由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成GPS衛(wèi)星星座，亦即(21+3) GPS星座。靜態(tài)定位時(shí)，GPS接收機(jī)在捕獲和跟蹤GPs衛(wèi)星的過(guò)程中固定不變，接收機(jī)高精度地測(cè)量G PS信號(hào)的傳播時(shí)間，利用GPS衛(wèi)星在軌的已知位置，解算出接收機(jī)天線所在位置的三維坐標(biāo)。后者的通信協(xié)議為4800bit/s、無(wú)校驗(yàn)、8位數(shù)據(jù)位、1位停止位。數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)容分別為:1標(biāo)準(zhǔn)世界時(shí)UTC(hhmmss一時(shí)分秒格式)。信息管理中心與移動(dòng)臺(tái)都必須完成的基本功能:從一個(gè)串口接收一定波特率傳輸進(jìn)來(lái)的GPS數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過(guò)控制器提取有用的信息，然后將有用的數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，以規(guī)定的格式通過(guò)第二個(gè)串口交給GPRS模塊，將數(shù)據(jù)送上因特網(wǎng)發(fā)送。3緯度(ddmm.~一度分格式，其中dd為度，mm. mmmm為分)。選擇不同的數(shù)據(jù)格式所對(duì)應(yīng)的形式不同，消息長(zhǎng)度和內(nèi)容也不同。裝載UPS信號(hào)接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)物體叫做載體(如行駛的車(chē)輛等)。每個(gè)軌道平面內(nèi)的各衛(wèi)星之間的交角90度。為了獲得距離觀測(cè)量，主要采用兩種方法:一是測(cè)量GPS衛(wèi)星發(fā)射的測(cè)距碼信號(hào)到達(dá)用戶(hù)接收機(jī)的傳播時(shí)間，即偽距測(cè)量。如圖3. 11圖3. 11吞吐量曲線小結(jié):吞吐量隨著GPRS專(zhuān)用信道個(gè)數(shù)增大而增大。圖3. 6 d=3時(shí)的阻塞率改變GPRS分組呼叫的到達(dá)率和語(yǔ)音呼叫的到達(dá)率，觀察UM)分組呼叫的阻塞率。如果分配給語(yǔ)音業(yè)務(wù)的已達(dá)到最大值，則新來(lái)的語(yǔ)音呼叫將被阻塞。而GPRS系統(tǒng)空中接口的一個(gè)基本特點(diǎn)就是多用戶(hù)共享空中資源。GPRS無(wú)線塊是在空中接口傳輸用戶(hù)數(shù)據(jù)和信令的物理信道基本單位。網(wǎng)絡(luò)收到MS的尋呼響應(yīng)消息，開(kāi)始下行分組傳輸。USF由3比特表示，因此有8個(gè)取值。數(shù)據(jù)邏輯鏈路建立后，發(fā)送端就可以開(kāi)始發(fā)送LLPDU了。如圖2. 12所示:圖2. 12用戶(hù)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程GPRS支持外部網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)臺(tái)之間的透明傳輸，在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，在移動(dòng)臺(tái)、SGSN,GGSN中把數(shù)據(jù)包封裝起來(lái)，根據(jù)移動(dòng)臺(tái)、SGSN, GGSN中的PDP Context選擇路由傳輸數(shù)據(jù)包。分組數(shù)據(jù)在空中接口傳輸?shù)膬?yōu)先權(quán)和完整性受編碼方式選擇的控制。接口之間中繼符合PDP分組數(shù)據(jù)單元?！? GPRS隧道協(xié)議(GTP):該協(xié)議在GPRS骨干網(wǎng)內(nèi)部的GPRS支持節(jié)點(diǎn)采用隧道方式傳輸用戶(hù)數(shù)據(jù)和信令，GTP對(duì)信令消息和用戶(hù)數(shù)據(jù)NPDU添加GTP協(xié)議頭，封裝成GPDU之后，在SGSN和GGSN之間傳送。GGSN將PDP和IMSI兩種地址作映射，從而使GGSN可在移動(dòng)臺(tái)和外部數(shù)據(jù)網(wǎng)之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組。HLR收到應(yīng)答消息后，為移動(dòng)臺(tái)建立MM Context(如IMSI, MSISDN, SGSN地址等)，隨后向SGSN發(fā)送“Update Location Ack”消息。在READY狀態(tài)下，移動(dòng)臺(tái)只有在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)時(shí)才占用無(wú)線資源，移動(dòng)臺(tái)采用非連續(xù)的傳輸方式。路由區(qū)域可以被認(rèn)為是一個(gè)IP子網(wǎng)。根據(jù)用戶(hù)撥叫號(hào)碼，PSTN將地址信息傳送到位于移動(dòng)臺(tái)HPLMN中的GMSC中。圖2. 2顯示了新網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)與GSM各網(wǎng)絡(luò)間的接口。這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)體間相互通信，以及其它網(wǎng)絡(luò)實(shí)體的通信，是通過(guò)新增接口來(lái)完成，實(shí)現(xiàn)GPRS的新功能。移動(dòng)臺(tái)用MS表示，一個(gè)基站收發(fā)信臺(tái)(BTS )覆蓋的無(wú)線區(qū)域稱(chēng)為一個(gè)小區(qū)。③考慮了多用戶(hù)使用一個(gè)時(shí)隙的可能，每一信道復(fù)用的GPRS分組呼叫數(shù)最大為d，研究d不同的取值下的仿真結(jié)果。接入信道與用戶(hù)數(shù)據(jù)信道的安排要結(jié)合網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷和業(yè)務(wù)特性統(tǒng)籌考慮，使隨機(jī)接入階段和資源預(yù)留階段的信道資源都得到充分利用，避免在某個(gè)階段出現(xiàn)資源空閑，而另一個(gè)階段出現(xiàn)嚴(yán)重阻塞。上行:30+uniform (15, 15) bytes下行:115+uniform (57, 57) bytes ()Railway模型:該模型是根據(jù)鐵路業(yè)務(wù)的應(yīng)用情況統(tǒng)計(jì)得到的，概率分布近似為指數(shù)分布，平均分組長(zhǎng)度為170bytes，最大分組長(zhǎng)度為1000byteso文獻(xiàn)〔11]用c編寫(xiě)的軟件進(jìn)行仿真。在首次建立連接后，可以在其有效覆蓋范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)即時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù)，一旦有需求就可以立即發(fā)送或接收信息，不需要再撥號(hào)建立連接，可大幅度提高一些事務(wù)(如信用卡核對(duì)、遠(yuǎn)程監(jiān)控等)的效率，并可使已有的Internet應(yīng)用(如Email、網(wǎng)頁(yè)瀏覽等)操作更加便捷、流暢。人們希望在移動(dòng)狀態(tài)下，通過(guò)便攜式計(jì)算機(jī)或移動(dòng)手機(jī)也能進(jìn)行數(shù)據(jù)通信和接入因特網(wǎng)，這就形成了當(dāng)前移動(dòng)通信網(wǎng)發(fā)展的新趨勢(shì)。電路交換技術(shù)最基本的特點(diǎn)是:通話前必須為通話雙方分配一條固定帶寬的通信電路，通話期間，這部分帶寬由通話雙方獨(dú)享，不能再為別的用戶(hù)使用，這對(duì)頻率資源是一種極大的浪費(fèi)。GPRS(通用分組無(wú)線業(yè)務(wù))是第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)向第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)平滑過(guò)渡的主要方案。目錄摘要………………………………………………………………………………………………11 緒論………………………………………………………………………………………41. 1 GPRS的概念…………………………………………………………………………………41. 2 GPRS的產(chǎn)生背景……………………………………………………………………………51. 3 GPRS的技術(shù)優(yōu)勢(shì) …………………………………………………………………………51. 4 GPRS課題研究的發(fā)展…………………………………………………