GSMGPR基于SIM900A的应用与实现 - 图文

移动通信课程论文

GSM/GPRS原理与应用

——基于SIM900A的应用与实现

目录

1 GSM系统简介 ............................................................................................................... 2 1.1 GSM涵义.................................................................................................................... 2 1.2 GSM系统结构与功能 .................................................................................................. 2

1.2.1 移动台(MS)....................................................................................................... 3 1.2.2基站子系统 (BSS) .............................................................................................. 3 1.2.3网路子系统(NSS)................................................................................................ 3 1.2.4操作支持子系统(OSS) ........................................................................................ 4 1.3 GSM信道.................................................................................................................... 4

1.3.1物理信道与帧结构............................................................................................. 4 1.3.2 GSM逻辑信道 ................................................................................................... 5 2 GPRS系统简介............................................................................................................... 6 2.1 GPRS涵义 ................................................................................................................... 6 2.2 GPRS 网络结构 ........................................................................................................... 6

2.2.1 分组控制单元 PCU ........................................................................................... 7

2.2.2 服务GPRS支持节点 SGSN ................................................................................ 7 2.2.3 网关GPRS支持节点 GGSN................................................................................ 7 2.2.4 边界网关BG ..................................................................................................... 7 2.2.5计费网关CG与域名服务器DNS ......................................................................... 7 2.3 GPRS 技术优势 ........................................................................................................... 7

2.3.1资源利用率高.................................................................................................... 7 2.3.2传输速率高 ....................................................................................................... 8 2.3.3接入时间短 ....................................................................................................... 8 2.3.4支持IP协议和X.25协议.................................................................................... 8 2.4 GPRS 业务应用 ........................................................................................................... 8

2.4.1 GPRS典型应用一 ............................................................................................... 9 2.4.2 GPRS典型应用二 ............................................................................................. 10 3基于SIM900A的GSM/GPRS电路系统设计 ................................................................... 11 3.1 SIM900A模块简介..................................................................................................... 11 3.2 SIM900A硬件系统设计.............................................................................................. 11

3.2.1 SIM900A原理图............................................................................................... 12 3.2.2 SIM900A PCB图设计 ..................................................................................... 13 4基于SIM900A的SMS、TCP功能实现 ........................................................................... 15 4.1 SMS功能实现 ........................................................................................................... 15

4.1.1 SMS工作原理.................................................................................................. 15

4.1.2 SMS实现步骤.................................................................................................. 15 4.2 TCP数据传输功能实现 .............................................................................................. 16

4.2.1 TCP数据传输原理............................................................................................ 17 4.2.2 TCP数据传输实现............................................................................................ 17 附录1：CC2430控制SIM900A实现TCP相关主要程序 .................................................... 21

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综述

本文对GSM、GPRS系统做了简要介绍，讲解了GSM、GPRS系统的相关组成与功能。并选用SIM900A模块设计了一个硬件电路系统，该模块是双频GSM/GPRS模块，其内部集成了TCPIP协议。实践部分，本文利用PC机通过串口控制该SIM900A电路系统实现了SMS和TCPIP数据收发功能，并利用单片机与SIM900A进行了通讯实验，使其连续不断地发送数据，经实验测定其数据正确性基本为100%。文章最后给出了相关源代码。

关键字：GSM

GPRS SIM900A SMS TCP数据收发

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1 GSM系统简介

1.1 GSM涵义

GSM中文名称为：全球移动通信系统；英文名称为：Global system for mobile communications。GSM属于第二代移动通信技术，起源于欧洲的移动通信技术标准，又称“全球通”，取一部手机行遍全球之意，其实现手段为全球使用同一个移动电话网络标准。

我国于20世纪90年代引进该技术标准，进而取代了第一代移动通信技术标准-蜂窝模拟移动技术。GSM系统包括GSM 900：900MHz、GSM1800：1800MHz 及 GSM-1900：1900MHz等几个频段 。

1.2 GSM系统结构与功能

GSM系统由若干个子系统或功能实体组成。其中基站子系统（BSS）在移动台（MS）和网路子系统（NSS）之间提供和管理传输通路，特别包括了MS与GSM系统的功能实体之间的无线接口管理。NSS负责管理通信业务，保证MS与相关的供应能够通信网或与其他MS之间建立通信。MS、BSS和NSS组成GSM系统的实体部分。操作支持系统（OSS）提供运营部门一种手段来控制和维护这些实际运行部分。

图1.1 GSM系统结构

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1.2.1 移动台(MS)

公用GSM移动通信网中用户使用的设备叫做移动台，它是整个GSM系统中用户惟一接触的设备，移动台的类型包括手持台、车载台和便携台，其中手持台用户的比例最大。移动台必须提供与使用者之间的接口以及通过无线接口接入GSM系统的基本功能，其中主要包括话筒、扬声器、显示屏和按键等。此外，移动台另外一个重要的组成部分是用户识别模块-SIM卡，它是一张符合ISO标准的智慧卡。他包含所有与用户相关的和某些无线接口信息，其中包括鉴权和加密信息。使用GSM标注你的移动台都需要插入SIM卡，只有当处理异常的紧急情况的紧急呼叫可以在不用SIM卡的情况下操作。 1.2.2基站子系统 (BSS)

基站子系统是由基站收发信台BTS和基站控制器BSC两部分功能实体组成。基站子系统BSS是GSM系统中与无线蜂窝方面关系最直接的组成部分，它通过无线接口直接与移动台相接负责无线发送与接收和无线资源管理。另一方面，基站子系统与网路子系统NSS中的移动业务交换中心MSC相连。实现移动用户之间或移动用户与固定网路之间的通信连接传送系统信号和用户信息等。此外，为了对BSS进行操作维护管理还需要建立BSS与操作子系统OSS之间的通信连接。

基站收发信台BTS属于基站子系统的无线部分，由基站控制器BSC控制服务于某个小区的无线收发信设备完成BSC与无线信道之间的转换，实现BTS与移动台MS之间通过空中接口的无线传输及相关的控制功能。实际上一个基站控制器根据话务量需要可以控制十个BTS，BTS可以直接与BSC相连也可以通过基站接口设备BIE采用远端控制方式与BSC相连接。BTS主要分为基带单元、载频单元、控制单元三大部分。

基站控制器BSC属于基站子系统的控制部分，起着BSS的变换设备的作用。即各种接口的管理，承担无线资源和无线参数的管理。 1.2.3网路子系统(NSS)

网路子系统NSS主要包含有GSM系统的交换功能和用于用户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。它对GSM移动用户与其他通信网用户之间通信起着管理作用。NSS由一系列功能实体构成，整个GSM系统内部，即NSS的各功能实体之间和NSS与B生死之间都通过符合CCITI心灵系统No.7协议和GSM规范的7号信令网路互相通信。

网路的核心是移动业务交换中心MSC，它提供交换功能及面向系统其它功能实体如：基站子系统BSS，归属用户位置寄存器HLR 鉴权中心AUC 移动设备识别寄存器EIR 操作维护中心OMC 和面向固定网公用电话网PSTN 综合业务数字网ISDN 分组交换公用数据网PSPDN，电路交换公用数据网CSPDN的接口功能。把移动用户与移动用户，移动用户与固定网用户互相连接起来，移动业务交换中心MSC可从三种数据库。即归属用户位置寄存器 HLR 访问用户位置寄存器VLR 和鉴权中心 AUC。获取处理用户位置登记和呼叫请求所需的全部数据。反之MSC也根据其最新获取的信息请求更新数据库的部分数据MSC可为移动用户提供一

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