【正文】 當(dāng)所選的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議配置好后，便可以將各網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的數(shù)據(jù)包發(fā)送到數(shù)據(jù)鏈路上。在此階段只對(duì)連接協(xié)議、認(rèn)證協(xié)議、連接質(zhì)量測(cè)試數(shù)據(jù)包進(jìn)行處理。信息域長(zhǎng)度最多為1500字節(jié)。默認(rèn)情況下是對(duì)所有的32個(gè)字符都進(jìn)行轉(zhuǎn)義。最后所有控制特性被服務(wù)器端同意丟棄。IPCP幀的格式與LCP也是類似的：一字節(jié)的代碼，然后是標(biāo)志，長(zhǎng)度，選項(xiàng)。系統(tǒng)通信部分采用TCP協(xié)議，各數(shù)據(jù)終端通過(guò)GPRS數(shù)字傳輸模塊與服務(wù)器建立連接，用戶終端提供列表和圖形等多種數(shù)據(jù)顯示方式，獨(dú)立的通信服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器則為系統(tǒng)提供了足夠的伸縮度。1992年4月美國(guó)的IBM和8個(gè)最大的蜂窩電話運(yùn)營(yíng)公司宣布聯(lián)合研發(fā)CDPD系統(tǒng)，他們模擬網(wǎng)覆蓋占美國(guó)的95%地區(qū)。GPRS采用分組交換技術(shù)，每個(gè)用戶可同時(shí)占用多個(gè)無(wú)線信道，同一無(wú)線信道又可以由多個(gè)用戶共享，資源被有效的利用。 作為網(wǎng)絡(luò)的核心，MSC還支持位置登記和更新、越區(qū)切換和漫游服務(wù)等多項(xiàng)功能。它也把外部數(shù)據(jù)網(wǎng)分組解壓并傳輸?shù)胶线m的數(shù)據(jù)網(wǎng)中，并收集發(fā)送到計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)上的計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)。3．GSM實(shí)體更新E: 相鄰區(qū)域的不同移動(dòng)交換中心之間的接口。F：MSC與移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器（EIR）之間的接口，用于交換相關(guān)的管理信息。1．用戶平面GGSN和SGSN之間傳送的數(shù)據(jù)分組核心是GTP數(shù)據(jù)，可能采用UDP或TCP傳輸。 分組尋呼信道（PPCH）：下行鏈路，用于為移動(dòng)終端通信尋呼移動(dòng)臺(tái)。一個(gè)PTCCH/D與幾個(gè)PTCCH/U搭配.GPRS數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)（三）GPRS原理2電子技術(shù) 20080126 10:40:21 閱讀535 評(píng)論0 在GPRS中，一個(gè)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行一次分組傳輸最多分到8個(gè)PDCH信道，但是也可能8個(gè)移動(dòng)臺(tái)復(fù)用同一個(gè)PDCH信道。在空閑模式中，沒(méi)有給TBF提供RR，移動(dòng)臺(tái)在分組公共控制信道上檢測(cè)相關(guān)尋呼子信道。移動(dòng)臺(tái)在PDP前后關(guān)系激活中使用一種方式，把自己與GPRS公共陸地移動(dòng)網(wǎng)的SGSN連接起來(lái)。2．SNDCP取得原始的IP分組后，根據(jù)MS保存的TLLI和NSAPI信息，加入包含TLLI和NSAPI信息的頭信息，然后將這些信息發(fā)送到SGSN。 網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的GPRS去激活與PDP前后關(guān)系去激活不同的是，網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的GPRS去激活是由SGSN發(fā)起的。字號(hào)：大中小AT命令集是計(jì)算機(jī)和調(diào)制解調(diào)器之間通信的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言，主要用來(lái)控制調(diào)制解調(diào)器的撥號(hào)、應(yīng)答等功能。但是，如果采用自定義的協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)，那么監(jiān)控系統(tǒng)的服務(wù)器上的軟件也必須支持這種自定義協(xié)議，這樣就限制了模塊的使用范圍。PPP提供了一種通過(guò)串行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接傳輸數(shù)據(jù)包的方法。 在接收中計(jì)算校驗(yàn)時(shí)可以將校驗(yàn)域也計(jì)算在內(nèi)，計(jì)算的結(jié)果應(yīng)該是固定值F0B8(16進(jìn)制)，有關(guān)該算法的具體實(shí)現(xiàn)，見文獻(xiàn)[26]。當(dāng)鏈路建立后，通信的一方可能需要進(jìn)行鑒權(quán)，然后使用NCP數(shù)據(jù)包來(lái)選擇和配置網(wǎng)絡(luò)層使用的協(xié)議。需要鑒權(quán)的主機(jī)在鏈路建立階段發(fā)送配置鑒權(quán)協(xié)議的選項(xiàng)。 將無(wú)法接受的選項(xiàng)的內(nèi)容修改為可以接受的值后按順序添加到數(shù)據(jù)域中，如果還有其它選項(xiàng)需要協(xié)商，也可以增加到數(shù)據(jù)域中。如果某些選項(xiàng)沒(méi)有進(jìn)行協(xié)商則認(rèn)為使用默認(rèn)值。默認(rèn)的，0x00到0x1F之間的所有值都要轉(zhuǎn)義，不過(guò)，經(jīng)過(guò)協(xié)商后可以去除部分需要轉(zhuǎn)義的值。 控制域控制域?yàn)橐粋€(gè)字節(jié)，內(nèi)容為16進(jìn)制0x03,對(duì)于包含其它內(nèi)容的數(shù)據(jù)幀應(yīng)該忽略。 標(biāo)志域標(biāo)志域?yàn)橐粋€(gè)字節(jié)，表示數(shù)據(jù)幀的開始或結(jié)束。其中的原因就是沒(méi)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的封裝協(xié)議?？傊谏蠄D所示的系統(tǒng)中，GPRS傳輸模塊是一個(gè)核心模塊，該模塊必須支持GPRS接入和TCP/IP協(xié)議棧。通過(guò)這些元素的引入，使得移動(dòng)臺(tái)可以通過(guò)無(wú)線接口與SGSN相連，并根據(jù)建立的PDP前后關(guān)系路由GGSN，然后通過(guò)GGSN來(lái)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，這些特性使得GPRS具有了接入互聯(lián)網(wǎng)的能力。keying)，它允許無(wú)線接口支持更高的速率。事實(shí)上，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率似乎總是比固定網(wǎng)絡(luò)要低。移動(dòng)臺(tái)刪除PDP前后關(guān)系，返回一個(gè)去激活PDP前后關(guān)系確認(rèn)（NSAPI）給SGSN，然后SGSN向GGSN返回刪除PDP前后關(guān)系確認(rèn)消息。 數(shù)據(jù)交換階段在連接SGSN和激活PDP前后關(guān)系后，移動(dòng)臺(tái)就能夠向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的分組數(shù)據(jù)。此時(shí)要發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，移動(dòng)臺(tái)要進(jìn)入準(zhǔn)備就緒狀態(tài)。TLLI對(duì)該移動(dòng)臺(tái)是專用的，并被協(xié)議棧中的邏輯鏈路層(TLLI)使用。準(zhǔn)備就緒狀態(tài)(Ready)在準(zhǔn)備就緒狀態(tài)，移動(dòng)臺(tái)連接GPRS移動(dòng)管理（GMM）并定位到小區(qū)一級(jí)。 BSS根據(jù)收到的這些信息，在PDCH上發(fā)送無(wú)線資源分配消息對(duì)資源請(qǐng)求做出回應(yīng)，該回應(yīng)作為移動(dòng)臺(tái)的PACCH上分組上行鏈路分配消息中的臨時(shí)塊流。移動(dòng)臺(tái)利用它發(fā)起上行鏈路傳輸，發(fā)送數(shù)據(jù)或信令信息。LLC為信令平面在無(wú)線接口上提供可靠的加密邏輯鏈路。在信令平面中，GTPc是隧道控制和管理協(xié)議，它用于創(chuàng)建、修改和刪除GSN之間的隧道，這些信令程序稱為分組數(shù)據(jù)協(xié)議（Packet Data Protocol, PDP）上下文請(qǐng)求、PDP上下文更新和PDP上下文刪除。Um:MS與GPRS移動(dòng)基站間的無(wú)線通信接口，此接口傳遞的信息包括無(wú)線資源管理、移動(dòng)性管理和接續(xù)管理等。 GPRS邏輯體系結(jié)構(gòu)從邏輯上來(lái)講，GPRS是在原來(lái)的GSM系統(tǒng)中增加了SGSN和GGSN兩個(gè)節(jié)點(diǎn)后形成的，如圖23所示。兩個(gè)內(nèi)部PLMN骨干網(wǎng)是使用邊界網(wǎng)關(guān)(Border Gateways,BG)和一個(gè)外部PLMN骨干網(wǎng)并經(jīng)Gp接口相連的，外部PLMN骨干網(wǎng)的選擇取決于包含有BG安全功能的漫游協(xié)定，BG不在GPRS的規(guī)范之列。 它主要完成移動(dòng)用戶與移動(dòng)用戶、移動(dòng)用戶與固定用戶之間的通信管理。另外，為了控制移動(dòng)臺(tái)開戶入網(wǎng)的安全性和鑒權(quán)，必須提高EIR和Auc數(shù)據(jù)庫(kù)的性能。GPRS作為第二代移動(dòng)通信技術(shù)GSM向第三代移動(dòng)通信（3G）的過(guò)渡技術(shù)，是由英國(guó)BT Cellnet公司早在1993年提出的，是GSM Phase2+ (1997年)規(guī)范實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容之一，是一種基于GSM的移動(dòng)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。20世紀(jì)90年代中期的疊加在模擬蜂窩網(wǎng)AMPS(Advaced Mobile Phone System, 高級(jí)移動(dòng)電話系統(tǒng))上的第一代公共數(shù)據(jù)網(wǎng)稱為蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)（Cellular Digital Packet Data, CDPD）,該網(wǎng)絡(luò)利用AMPS中的語(yǔ)音空閑信道傳輸分組數(shù)據(jù)，但是隨著第二代數(shù)字蜂窩網(wǎng)GSM的快速發(fā)展，CDPD在我國(guó)并沒(méi)有得到大范圍的推廣。本文采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的方法，在對(duì)GPRS技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)主要通信協(xié)議PPP、TCP/IP協(xié)議進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一個(gè)通用GPRS數(shù)字傳輸模塊。由于先前的發(fā)送被拒絕，服務(wù)器端發(fā)送一個(gè)回復(fù)，只包含IP地址。 LCP處理階段首先，第一個(gè)LCP數(shù)據(jù)包被服務(wù)器端發(fā)送后，從服務(wù)器端返回一個(gè)PPP拒絕包給除密碼認(rèn)證外的所有選項(xiàng)，接著服務(wù)器端強(qiáng)制認(rèn)證協(xié)議進(jìn)行協(xié)商(先前來(lái)自否定幀的PAP和CHAP都被發(fā)送)。(3)默認(rèn)情況下，如果字符的值小于0x20（例如ASCII控制字符），一般都要進(jìn)行轉(zhuǎn)義。在開始標(biāo)志后，緊跟2個(gè)HDLC常量：地址常量0xFF和控制常量0x03。 認(rèn)證階段在某些連接情況下，希望在允許網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議交換數(shù)據(jù)前對(duì)等實(shí)行認(rèn)證。使用可擴(kuò)展的鏈路控制協(xié)議(LCP)來(lái)建立、配置和測(cè)試數(shù)據(jù)鏈路。 （6）驗(yàn)證在（）端,。測(cè)試程序不請(qǐng)求選項(xiàng)7和8的服務(wù),也就是根據(jù)默認(rèn)的規(guī)定,發(fā)送的數(shù)據(jù)包含有PPP協(xié)議域和控制域。這種單片機(jī)在硬件構(gòu)成上已比較完善,使我們可以集中精力于TCP/IP協(xié)議的分析和軟件的實(shí)現(xiàn)。PPP處理錯(cuò)誤檢測(cè),支持多種協(xié)議,在連接時(shí)鐘允許商議IP地址,允許身份驗(yàn)證,以及在SLIP上所做的許多其他改進(jìn)。二、基于PPP協(xié)議單片機(jī)撥號(hào)上網(wǎng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)本方案選用的單片機(jī)是ADAM5510。選項(xiàng)2是必須支持的。 （5）IP包的處理在協(xié)商好PPP協(xié)議的各選項(xiàng)后,即可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸了。Command狀態(tài)的ATH指令掛斷目前的連接。嵌入式單片機(jī)PPP協(xié)議是在單片機(jī)中嵌入PPP協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的PPP數(shù)據(jù)傳輸，使它既可以作為PPP連接的客戶端，也可以作為獨(dú)立的PPP服務(wù)器端來(lái)使用。所有的配置選項(xiàng)都假定使用默認(rèn)值，除非在配置交換過(guò)程中被改變。此階段，接收到的所有非LCP數(shù)據(jù)包都將被丟棄。由于標(biāo)志字符的值是0x7E，因此當(dāng)該字符出現(xiàn)在信息字段中時(shí)， PPP需要對(duì)它進(jìn)行轉(zhuǎn)義。其中，C51系統(tǒng)是已經(jīng)植入PPP協(xié)議的51系列單片機(jī)，電話線部分也可以是某個(gè)網(wǎng)絡(luò)的一部分，甚至是Internet。單片機(jī)向PC機(jī)發(fā)送PAP數(shù)據(jù)包是在PC機(jī)發(fā)送對(duì)單片機(jī)LCP選項(xiàng)的確認(rèn)之后、PC機(jī)向單片機(jī)發(fā)送IPCP請(qǐng)求之前。 要移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展使得人類自由通信的夢(mèng)想接近實(shí)現(xiàn)，而這兩者的結(jié)合也為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了新的機(jī)遇。要使用GPRS進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，必須掌握GPRS的工作過(guò)程。到80年代中期，歐洲首先推出了泛歐數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)的體系。GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)是在GSM系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了完成數(shù)據(jù)通信的功能實(shí)體構(gòu)成的，這些改動(dòng)具體包括：增加服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)（SGSN）、網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)（GGSN）、計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)（CG）以及域名服務(wù)器（DNS）等，GPRS與GSM共用基站系統(tǒng)，但是增加了數(shù)據(jù)包控制單元（PCU）并對(duì)基站子系統(tǒng)進(jìn)行軟件升級(jí)?；究刂破骺刂朴苫臼瞻l(fā)信機(jī)、天線共用器和天線組成的無(wú)線部分以及各種接口組成的部分。SGSN的主要作用就是記錄移動(dòng)臺(tái)的當(dāng)前位置信息，并且在移動(dòng)臺(tái)和SGSN之間完成移動(dòng)分組數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，同時(shí)SGSN跟蹤相連的網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)（GGSN），并用此來(lái)確定哪些GGSN可以用來(lái)與IP網(wǎng)絡(luò)、企業(yè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、。外部PLMN骨干網(wǎng)是指位于不同的PLMN上的并與GSN和內(nèi)部PLMN骨干網(wǎng)互聯(lián)的IP網(wǎng)，如圖22所示。A類(ClassA)操作模式：MS申請(qǐng)有GPRS和其他GSM服務(wù)，而且MS能同時(shí)運(yùn)行GPRS和其它GSM服務(wù)。Gr: SNSG與HLR之間的接口，用于移動(dòng)應(yīng)用部分的擴(kuò)展。GTP提供報(bào)頭，此報(bào)頭加上UDP/TCP和IP報(bào)頭一起來(lái)確定目標(biāo)GSN，并且在目標(biāo)處處理分組。2．信令平面信令平面由用于控制和支持用戶平面功能的協(xié)議組成，如圖25所示。4）分組專用控制信道（Packet Data Control Channel,PDCCH） 分組上行鏈路分配首先移動(dòng)臺(tái)在PRACH信道上發(fā)送分組信道請(qǐng)求，信息包括：接入類型（一階段還是二階段接入）、標(biāo)識(shí)比特（隨機(jī)比特、優(yōu)先級(jí)比特）等。每一次完整的數(shù)據(jù)傳輸都分配一個(gè)臨時(shí)塊流標(biāo)識(shí)。空閑模式狀態(tài)(Idle)此時(shí)移動(dòng)臺(tái)不連接GPRS移動(dòng)管理，即在SGSN中沒(méi)有該移動(dòng)臺(tái)的鏈路信息，必須執(zhí)行一個(gè)GPRS連接過(guò)程才可以進(jìn)入GPRS連接狀態(tài)。 （4）SGSN向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送一條消息，通知移動(dòng)臺(tái)SGSN已經(jīng)為MS創(chuàng)建了一個(gè)前后關(guān)系。移動(dòng)臺(tái)發(fā)起的去激活過(guò)程移動(dòng)臺(tái)向SGSN發(fā)送一個(gè)去激活PDP前后關(guān)系請(qǐng)求（NSAPI）消息，并可能執(zhí)行安全功能，SGSN收到請(qǐng)求后向GGSN發(fā)送一個(gè)刪除PDP前后關(guān)系請(qǐng)求（TID）消息，GGSN刪除PDP前后關(guān)系并返回一個(gè)PDP前后關(guān)系響應(yīng)（TID）消息給SGSN,SGSN收到消息后向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送去激活PDP前后關(guān)系確認(rèn),并刪除自己保存的該移動(dòng)臺(tái)的PDP前后關(guān)系。，就必須一個(gè)用戶占用所有的8個(gè)時(shí)隙，并且沒(méi)有任何差錯(cuò)控制。MinimumShiftUMTS是在GSM系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)的，是歐洲開發(fā)的第三代移動(dòng)通信，雖然現(xiàn)在還沒(méi)有確定最后統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但是世界上已經(jīng)有很多國(guó)家在致力這方面的研究和開發(fā)，UMTS是基于IP協(xié)議的通信結(jié)構(gòu)體系，集成了語(yǔ)音、數(shù)據(jù)及多媒體網(wǎng)絡(luò)，可以在世界上任何地方為任何人提供通用的個(gè)人通信業(yè)務(wù)，包括電視會(huì)議、因特網(wǎng)接入和其他的寬帶業(yè)務(wù)。 如何控制GPRS ME接入互聯(lián)網(wǎng)在第二章中討論了GPRS的連接過(guò)程，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的GPRS連接過(guò)程已經(jīng)清楚。訂閱 轉(zhuǎn)義序列包括一個(gè)轉(zhuǎn)義字符7D，后面是原來(lái)的值與0x20異或的結(jié)果，即7E轉(zhuǎn)義為7D 5E。2．鏈路建立階段鏈路建立階段使用LCP協(xié)議協(xié)商通信過(guò)程中所需要的配置信息。 4. 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議階段當(dāng)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)協(xié)議階段后，首先必須使用特定的網(wǎng)絡(luò)配置協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議配置，比如如果網(wǎng)絡(luò)層使用IP協(xié)議，則使用IP控制協(xié)議（IP Control Protocol, IPCP）進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置，以獲得相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議信息。在本節(jié)我們將介紹PPP操作過(guò)程中的各個(gè)階段，其中涉及到的協(xié)議將在下文繼續(xù)說(shuō)明。 協(xié)議域協(xié)議域?yàn)閮蓚€(gè)字節(jié)，它表示PPP封裝的信息域內(nèi)的信息使用的協(xié)議。3．用于配置不同網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議簇（Network Control Protocols, NCPS）。從圖中可以看出，透明傳輸模塊必須支持PPP、IP和TCP/UDP協(xié)議。這樣的模塊又分為兩種，一種是單純的底層通信模塊，只支持AT命令，需要外部控制器來(lái)完成接入互聯(lián)網(wǎng)、封裝和處理發(fā)送與接收的數(shù)據(jù)；另一種是增加了應(yīng)用軟件，支持TCP/IP協(xié)議棧的通信模塊。本章主要討論這樣的一種GPRS數(shù)字傳輸模塊設(shè)計(jì)的動(dòng)機(jī)和基礎(chǔ)知識(shí)。GPRS分組通過(guò)不同的方向發(fā)送數(shù)據(jù)，最終達(dá)到相同的目的地，那么數(shù)據(jù)在通過(guò)無(wú)線鏈路傳輸?shù)倪^(guò)程中就可能發(fā)生一個(gè)或幾個(gè)分組丟失或出錯(cuò)的情況。但是，未經(jīng)授權(quán)的內(nèi)容也會(huì)發(fā)送給終端用戶，更糟糕的是用戶要為這些垃圾內(nèi)容付費(fèi)。 GPRS會(huì)發(fā)生丟包現(xiàn)象。5．GGSN收到信息后，去除分組頭，得到原始的IP分組數(shù)據(jù)，將該信息發(fā)送到外部分組網(wǎng)上，此時(shí)信息與用戶應(yīng)用程序發(fā)送的信息是完全相同的，數(shù)據(jù)被送到指定的目標(biāo)地址。SGSN和GGSN通過(guò)IP地址區(qū)分，兩者之間存在一對(duì)多的關(guān)系。此時(shí)SGSN的關(guān)系表如表21:幾個(gè)NSAPI可以與一個(gè)獨(dú)立的移動(dòng)臺(tái)相連。GPRS Mobile Manager(GMM)是指GPRS移動(dòng)性管理，該連接是通過(guò)GPRS附著規(guī)程實(shí)現(xiàn)的。但是，位圖并不總是要發(fā)送給移動(dòng)臺(tái)。訂閱 GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)接入及分組傳送過(guò)程 分組接入允許信道（PAGCH）：下行鏈路