GPRS無線通信系統(tǒng)的原理與設(shè)計(jì)及其應(yīng)用特點(diǎn)的介紹

　　近年來，通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是無線通信技術(shù)的發(fā)展，使得電力系統(tǒng)的自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高，GSM網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)后，技術(shù)人員很快把GSM模塊嵌入到各種儀器儀表中（如多功能電能表、故障測(cè)錄儀、抄表系統(tǒng)和用電負(fù)荷監(jiān)控等），從而使這些儀器儀表具有遠(yuǎn)程通信功能。

　　GPRS是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)，支持TCP/IP協(xié)議，可以與分組數(shù)據(jù)網(wǎng)（Internet等）直接互通。GPRS無線傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用范圍非常廣泛。幾乎可以涵蓋所有的中低業(yè)務(wù)和低速率的數(shù)據(jù)傳輸，尤其適合突發(fā)的小流量數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。

　　本文設(shè)計(jì)的GPRS無線通信模塊，內(nèi)嵌入了TCP/IP協(xié)議，采用工業(yè)級(jí)的GPRS模塊，適用于單片機(jī)數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)沒有TCP/IP協(xié)議棧，但使用串口通信的情況。

　GPRS通信原理及應(yīng)用特點(diǎn)

　　◇ GPRS簡(jiǎn)介

　　GPRS是通用無線分組業(yè)務(wù)（General Pacpet Radio System）的縮寫，是介于第二代和第三代之間的一種通信技術(shù)，通常稱為2.5G.GPRS采用與GSM相同的頻段、頻帶寬度、突發(fā)結(jié)構(gòu)、無線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)頻規(guī)則以及相同的TD-MA幀結(jié)構(gòu)。因此，在GSM系統(tǒng)的基礎(chǔ)上構(gòu)建GPRS系統(tǒng)時(shí)，GSM系統(tǒng)的絕大部分部件都不需要作硬件改動(dòng)，只需要作軟件升級(jí)，有了GPRS，用戶的呼叫建立時(shí)間大大縮短，幾乎可以做到“永遠(yuǎn)在線”。此外，GPRS是以營(yíng)運(yùn)商傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量而不是連接時(shí)間為基準(zhǔn)來計(jì)費(fèi)，從而令每個(gè)用戶的服務(wù)成本更低。

　　◇ 基本工作原理

　　GPRS是在原有的基于電路交換（CSD）方式的GSM網(wǎng)絡(luò)上引入兩個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)：GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)（SG-SN）和網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)（GGSN）。SGSN和MSC在同一等級(jí)水平，并跟蹤單個(gè)MS的存儲(chǔ)單元實(shí)現(xiàn)安全功能和接入控制，并通過幀中繼連接到基站系統(tǒng)，GGSN支持與外部分組交換網(wǎng)的互通，并經(jīng)由基于IP的GPRS骨干網(wǎng)和SGSN連通。圖1給出了GPRS與Internet進(jìn)行連接的原理框圖。

　　GPRS終端通過接口從客戶系統(tǒng)取得數(shù)據(jù)，處理后的GPRS分組數(shù)據(jù)發(fā)送到GSM基站，分組數(shù)據(jù)經(jīng)SGSN封裝后，SGSN通過GPRS骨干網(wǎng)與網(wǎng)關(guān)支持接點(diǎn)GGSN進(jìn)行通信，GGSN對(duì)分組數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，再發(fā)送到目的網(wǎng)絡(luò)，如Internet或X.25網(wǎng)絡(luò)。

　　若分組數(shù)據(jù)是發(fā)送到另一個(gè)GPRS終端，則一般將數(shù)據(jù)由GPRS骨干網(wǎng)發(fā)送到SGSN，再經(jīng)BSS發(fā)送到GPRS終端。