GPRS開發系列文章之入門篇

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GPRS開發系列文章之入門篇

要做GPRS方面的應用軟件開發,除了必備的一些程序設計知識之外,對計算機網絡通信這些專業術語的瞭解可是一個都不能少,本人並不是專職於移動開發,所以在搞開發時也遇到了很多困難。出於這種考慮,我也想寫個GPRS開發系列入門文章,服務於各位還正在搜索資料的同仁們(開發者抑或PDA愛好者等都行),同時歡迎各位移動開發的高手指點,共同提高。

接下來的文章依次爲:

GPRS開發系列文章之進階篇(主要講述evc/.NetCF下的開發類庫)
    GPRS開發系列文章之實戰篇(利用類庫進行client和server端開發)

注:第一次在首頁發文章,挺緊張的,如果內容不適合,我將第一時間轉到新手區去。
本篇文章的大致路線是這樣的,先介紹下一些具體概念,然後再解釋下GPRS是如何工作的,這裏並不涉及具體開發,主要了解業務邏輯。

n         入門概念篇

1.         GSM。GSM全名爲:Global System for Mobile Communications,中文爲全球移動通訊系統,俗稱"全球通",是一種起源於歐洲的移動通信技術標準,它採用電話交換的技術,是第二代移動通信技術,其開發目的是讓全球各地可以共同使用一個移動電話網絡標準,讓用戶使用一部手機就能行遍全球。我國於20世紀90年代初引進採用此項技術標準,此前一直是採用蜂窩模擬移動技術,即第一代GSM技術(2001年12月31日我國關閉了模擬移動網絡)。目前,中國移動、中國聯通各擁有一個GSM網,爲世界最大的移動通信網絡。GSM系統包括 GSM 900:900MHz、GSM1800:1800MHz 及 GSM1900:1900MHz等幾個頻段 。GSM(全球移動通信系統)是一種廣泛應用於歐洲及世界其他地方的數字移動電話系統。GSM使用的是時分多址的變體,並且它是目前三種數字無線電話技術(TDMA、GSM和CDMA)中使用最爲廣泛的一種。GSM將資料數字化,並將數據進行壓縮,然後與其它的兩個用戶數據流一起從信道發送出去,另外的兩個用戶數據流都有各自的時隙。。GSM實際上是歐洲的無線電話標準,據GSM MoU聯合委員會報道,GSM在全球有120億的用戶,並且用戶遍佈120多個國家。因爲許多GSM網絡操作員與其他國外操作員有漫遊協議,因此當用戶到其他國家之後,仍然可以繼續使用他們的移動電話。

美國著名通信公司Sprint的一個輔助部門,美國個人通信正在使用GSM作爲一種寬帶個人通信服務的技術。這種個人通信服務將最終爲愛立信、摩托羅拉以及諾基亞現在正在生產的手持機建立400多個基站。手持機包括電話、短信尋呼機和對講機。

GSM及其他技術是無線移動通信的演進,無線移動通信包括高速電路交換數據、通用無線分組系統、基於GSM網絡的數據增強型移動通信技術以及通用移動通信服務

2.         GPRS。GPRS是通用分組無線業務(General Packet Radio Service)的簡稱,它突破了GSM網只能提供電路交換的思維方式,只通過增加相應的功能實體和對現有的基站系統進行部分改造來實現分組交換,這種改造的投入相對來說並不大,但得到的用戶數據速率卻相當可觀。GPRS(General Packet Radio Service)是一種以全球手機系統(GSM)爲基礎的數據傳輸技術,可說是GSM的延續。GPRS和以往連續在頻道傳輸的方式不同,是以封包(Packet)式來傳輸,因此使用者所負擔的費用是以其傳輸資料單位計算,並非使用其整個頻道,理論上較爲便宜。

GPRS的傳輸速率可提升至56甚至114Kbps。而且,因爲不再需要現行無線應用所需要的中介轉換器,所以連接及傳輸都會更方便容易。如此,使用者既可聯機上網,參加視訊會議等互動傳播,而且在同一個視訊網絡上(VRN)的使用者,甚至可以無需通過撥號上網,而持續與網絡連接。

 

注意:GPRS並不是新一代的移動通信系統,GPRS只是一項加快數據傳輸的服務,在無線電波的傳遞上,還是以GSM的規格,所以可以說GPRS只是GSM的加強模型而並非新一代通信系統,也有人稱之爲2.5代通信系統

3.         電路交換(Circuit Switching是兩計算機或終端相通信時,使用的同一條實際物理鏈路,在通信中自始自終使用該貫路傳輸,且不允許其他計算機或終端同時共亨該鏈路。電路交換包括公用電話網,公用電報網和電路交換的公用數據網(CSPDN);

4.         分組交換網是繼電路交換網和報文交換網之後一種新型交換網絡,它主要用於數據通信。分組交換是一種存儲轉發的交換方式,它將用戶的報文劃分成一定長度的分組,以分組爲存儲轉發,因此,它比電路交換的利用率高,比報文交換的時延要小,而具有實時通信的能力。分組交換利用統計時分複用原理,將一條數據鏈路複用成多個邏輯信道,最終構成一條主叫、被叫用戶之間的信息傳送通路,稱之爲虛電路(V.C)實現數據的分組傳送。

5.         APN(Access Point Name),即接入點,在GPRS網絡中引入了APN的概念,用戶在激活網絡時一般將APN作爲參數,對應外部網絡的業務提供者。對於一個GGSN(類似路由或網關),APN和業務提供者有着特定的對應關係。用戶訪問外部網絡時,如果用戶不指明具體的APN,網絡側將指配給用戶一個缺省的APN,用戶也可以自行指定具體的APN。

6.         GGSNGateway GSN,網關GSN主要是起網關作用,它可以和多種不同的數據網絡連接,如ISDN、PSPDN和LAN等。有的文獻中,把GGSN稱爲GPRS路由器。GGSN可以把GSM網中的GPRS分組數據包進行協議轉換,從而可以把這些分組數據包傳送到遠端的TCP/IP或X.25網絡。

 

7.         SGSNServing GPRS Support Node,服務GPRS支持節點SGSN是GSM/GPRS/EDGE網絡的CN(Core Network,核心網)的網元。它負責在其服務區內轉發MS(Mobile Station,移動臺)與外部網絡之間的IP數據包。SGSN和MS之間的業務信息還要經過BSC(Base Staion Controller,基站控制器)和BTS(Base Transceiver Station,基站收發信臺)的傳輸

 

8.         VPN(Virtual Private Network虛擬專用網絡) 虛擬專用網(VPN)被定義爲通過一個公用網絡(通常是因特網)建立一個臨時的、安全的連接,是一條穿過混亂的公用網絡的安全、穩定的隧道。虛擬專用網是對企業內部網的擴展。

 

9.         CMNETCMWAP(China Mobile NetChina Mobile Wap.) CMNET和CMWAP是中國移動GPRS網絡的兩個不同APN(Access Point Name接入點名稱)。CMNET提供了NAT服務,使用該服務的手機可以直接訪問internet。CMWAP只提供了WAP代理和HTTP代理,手機上網能訪問的範圍有限,接入時只能訪問GPRS網絡內的IP(10.0.0.172 )。因此CMWAP主要用於手機WAP上網,CMNET則是用於PC,筆記本電腦,PDA等設備實現GPRS上網。兩者手機上網的方式沒有差別,如此劃分是中國移動對手機上網服務對象的定位不同,所以他們的應用範圍和自費標準不同;

 

10.     其他常見英文縮寫:

 

u       BSC 基站控制器 Base Station Controller

u       BSS 基站系統 Base Station System

u       BTS 基站收發系統 Base Transeiver System

u       CDMA1X 碼分多址 Code Division Multiple Access

u       DDN 數字數據網 Digital Data Network

u       DHCP 動態主機配置協議 Dynamic Host Configuration Protocol

u       DNS 域名系統 Domain Name System

u       ISDN 綜合數字業務網絡 Integrated Services Digital Network

u       ISP 互聯網業務提供商 Internet Service Provider

u       M2M Machine to Machine 或Mobile to Machine業務

u       NAT 網絡地址轉換 Network Address Translation

u       RTU 遠方終端單元 Remote Terminal Unit

u       SIM 用戶標識模塊 Subscriber Identify Module

u       SMS 短消息業務Short Message Service

u       TDMA 時分多址 Time Division Multiple Acess

 

n         GPRS連接Internet工作原理篇
    GPRS技術將通信網絡和計算機網絡結合在一起,向全IP網絡的方向發展。GPRS基站與SGSN設備之間的連接一般通過幀中繼連接,GGSN與 SGSN設備之間通過IP網絡連接。GGSN是GPRS網絡的網關和路由器。GGSN可以把GSM網中的GPRS分組數據包進行協議轉換,從而可以把這些分組數據包傳送到遠端的INTERNET或X.25網絡. (簡單表示如下)
   


    GGSN可以由具有網絡地址翻譯功能的路由器承擔內部IP地址與外部網絡IP地址的轉換。用戶可以訪問GPRS內部的網絡,也可以通過APN訪問外部的INTERNET.
如果用戶的IP地址是運營商分配的公有地址,則GGSN不參與用戶的論證和鑑權過程。用戶可以通過GGSN透明地接入到GPRS內部網絡或互聯網絡,這種方式稱爲透明方式.
    非透明方式主要是用戶通過GPRS網絡接入到企業網絡或ISP的情形。用戶MS的IP地址是由企業網絡或ISP分配的私有地址,用戶訪問該企業網絡或ISP時,GGSN需要企業網絡或ISP中的專用服務器對該用戶進行鑑權或論證。   

  在標識GPRS設備中,如手機MS的標識除了在GSM中使用IMSI,MSISDN等號碼外,還需要分配IP地址。網元設備SGSN,GGSN的標識既有7號信令地址,又有數據GGSN的IP地址,網元設備之間的通信採用IP地址,而網元設備與MSC、HLR等實體的通信採用信令地址。在GPRS系統中,有一個重要的數據庫記錄信息,即用戶PDP上下文(分組數據協議上下文),用於管理從手機MS到網關GGSN 及到ISP之間的數據路由信息。當MS訪問GPRS內部網絡或外部INTERINT網絡時,MS提出PDP上下文請求消息,MS可以與運營商簽約選擇固定服務的GGSN。或由SGSN選擇服務的GGSN,SGSN再向GGSN發建立PDP上下文請求消息。GGSN分配MS一個IP地址。在成功地建立和激活PDP上下文後,MS,SGSN和 GGSN都存儲了用戶的PDP上下文信息。有了用戶的位置信息和數據的路由信息,MS就可以訪問該網絡的資源。

用戶通過GPRS網絡接入到互聯網、企業內部網或ISP時,需要對用戶的身份、服務質量進行鑑權和數據加密等過程,用戶MS的動態IP地址的分配可以分別由運營商、企業網或ISP等實現,因此GPRS用戶的接入方式有透明接入和非透明接入兩種方式

 

  n         PDA開發機利用GPRS上網步驟(點擊“開始”-》“設置”—》“連接”)
如果您的開發機支持GPRS,那麼上網(Internet)可以有兩種接入點(APN)方式供選擇,一種是cmwap,一種是cmnet,他們的設置參數分別爲:(其中步驟爲)     

l         CMWAP方式

1)連接名稱:中國移動夢網(GPRS

2)數據承載方式: GPRS

3)接入點名稱: cmwap

4)用戶名:

5)密碼:

6)鑑定:普通

7)網關IP地址: 10.0.0.172

8)主頁:http://wap.monternet.com/

9)連接安全:

10)連接類型:永久

11)可選端口:80/8080/9201需要設置的主要參數:

          

l         CMNET 方式

1)連接名稱:中國移動互聯網(GPRS

2)數據承載方式: GPRS

3)接入點名稱: cmnet

4)用戶名:

5)密碼:

6)鑑定:普通

7)網關IP地址:

8)連接安全:

9)連接類型:永久

 

    注:本文除少數文字外,多數都來源於網絡,本人只做了整理以供學習和比較之用。

 

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