基于ARM9芯片S3C2410a的GPRS数据终端设计
为了满足GPRS数据终端的低成本、小型化和移动灵活等要求，采用ARM9芯片S3c2410a对GPRS数据终端进行控制。本文在S3C2410a中移植的是Linux操作系统，通过Linux操作系统可方便快捷地进行数据的传输和网络终端的控制；同时改善了系统性能，提高了系统可靠性，并使系统的扩展和开发性能进一步得到提高。
1 GPRS技术
1.1 GPRS工作原理
GPRS的英文全称是General Packet Radio Service，译作“通用分组无线服务”，它是利用“包交换”(Packet-Switched)的概念发展起来的一套无线传输方式。所谓“包交换”就是将Data封装成许多独立的封包，再将这些封包一一传送出去，形式上有点类似邮局中的寄包裹。其作用在于只有当有资料需要传送时才会占用频宽，而且可以以传输的资料量计价，这对广大用户来说是较合理的计费方式，因为像Interact这类的数据传输大多数的时间频宽是闲置的。
GPRS网络是基于现有的GSM网络来实现的，在现有的GSM网络中需增加一些节点，如GGSN(Gateway GPRS Supporting Node，GPBS网关支持节点)和SGS(Serving GSN，GPRS服务支持节点)，GSN是GPRS网络中最重要的网络节点。GSN具有移动路由管理功能，它可以连接各种类型的数据网络，并可以连到GPRS寄存器。GSN可以完成移动终端和各种数据网络之间的数据传送和格式转换。GSN可以是一种类似于路由器的独立设备，也可以与GSM中的MSC集成在一起。
GSN有两种类型：一种为SGSN(Serving GSN，服务GSN)，另一种为GGSN(Gateway GSN，网关GSN)。SGSN的主要作用是记录移动终端的当前位置信息，并且在移动终端和GGSN之间完成移动分组数据的发送和接收。GGSN主要是起网关作用，它可以和多种不同的数据网络连接。如ISDN。PSPDN和LAN等。GGSN可以把GSM网中的GPRS分组数据包进行协议转换，从而可以把这些分组数据包传送到远端的TCP/IP或X.25网络。GPRS工作时，通过路由管理来进行寻址和建立数据连接，而GPRS的路由管理表现在以下3个方面：一是移动终端发送数据的路由建立；二是移动终端接收数据的路由建立；三是移动终端处于漫游时数据路由的建立。对于第一种情况，当移动终端产生了一个PDU分组数据单元，这个PDU经过SNDC层处理，称为SNDC数据单元，然后经过LLC层处理为LLC帧，并通过空中接口送到GSM网络中移动终端所处的SGSN，SGSN把数据送到GGSN，GGSN把收到的消息进行解装处理，转换为可在公用数据网中传送的格式(如PSPDN的PDU)，最终送给公用数据网的用户。为了提高传输效率，并保证数据传输的安全，可以对空中接口上的数据做压缩和加密处理。在第二种情况中，一个公用数据网用户传送数据到移动终端时，首先通过数据网的标准协议建立数据网和GGSN之间的路由。数据网用户发出的数据单元(如PSPDN中的PDU)，通过建立好的路由把数据单元PDU送给GGSN。而GGSN再把PDU送给移动终端所在的SGSN上，GSN把PDU封装成SNDC数据单元，再经过LLC层处理为LLC帧单元，最终通过空中接口送给移动终端。第三种情况是一个数据网用户传送数据给一个正在漫游的移动用户。这种情况下的数据传送必须要经过归属地的GGSN，然后送到用户A端。
1.2 GPRS的协议模型
Um接口是GSM的空中接口。Um接口上的通信协议有5层，自下而上依次为物理层、MAC (Media Access Control)层、LLG(Logical LinkControl)层、SNDC层和网络层。Um接口的物理层为射频接口部分，而物理链路层则负责提供空中接口的各种逻辑信道。GSM空中接口的载频带宽为200 kHz，一个载频分为8个物理信道。如果8个物理信道都分配为传送GPRS数据，则原始数据速率可达200 kb/s。考虑前向纠错码的开销，则最终的数据速率可达164 kb/s左右。MAC为媒质访问控制层。MAC的主要作用是定义和分配空中接口的GPRS逻辑信道，使得这些信道能被不同的移动终端共享。LLG层为逻辑链路控制层。它是一种基于高速数据链路规程HDLG的无线链路协议。SNDC被称为子网依赖结合层。它的主要作用是完成传送数据的分组、打包，确定TCP/IP地址和加密方式。网络层的协议目前主要是Phasel阶段提供的TCP/IP和L25协议。TCP/IP和X.25协议对于传统的GSM网络设备(如：BSS，NSS等设备)是透明的。
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