GSM网络通信在车载定位系统中的应用(二)


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3. GPRS服务模式:
  GPRS 是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的英文简称,是在现有GSM 系统上发展出来的一种新的承载业务,目的是为GSM 用户提供分组形式的数据业务。它是一种新的移动数据通信业务,在移动用户和数据网络之间提供一种连接,给移动用户提供高速无线IP。GPRS 采用分组交换技术,每个用户可同时占用多个无线信道,同一无线信道又可以由多个用户共享,资源被有效的利用,数据传输速率高达160Kbps。使用GPRS技术实现数据分组发送和接收,用户永远在线且按流量计费,迅速降低了服务成本。GPRS 移动数据传输系统有很大的应用范围,几乎所有中低速率的数据传输业务都可以应用,如城市配电网络自动化、自来水、煤气管道自动化、商业POS 机、INTERNET 接入、个人信息、股票信息、金融、交通、公安等。
  GPRS服务模式的实现方法为:车载单元的GPRS通信模块将包括GPS信息在内的GPRS分组和专用APN信息经基站发送到GPRS服务支持节点(SGSN),SGSN与GPRS网关支持节点(GGSN)进行通信,GGSN对分组数据进行相应的处理,再经DDN专用数字电路或Internet路由至监控中心;来自监控中心标识有车载单元地址的分组数据包,由GGSN接收,再转发到SGSN,继而传送到车载单元。
GPRS服务模式的优点是数据传输速率可高达115kbit/s,而其链路建立时间非常短,可小于1s;按流量进行计费,通信成本低;从车载单元到GGSN有服务质量的保证;此外数据处理能力强,安全性高。但该服务模式网络开销较大,需自建路由器,申请专用APN和IP地址,安装RADIUS Server用作认证GPRS接入;若从安全性考虑采用DDN专线方式,还存在租用电路开销。
   (二) “点对点”服务模式
  所谓点对点服务模式,即车载定位系统中车辆间不经监控中心直接的通信。系统运用了GSM的短消息(SMS)功能来实现服务中心与受控目标之间的数据传输。在GSM 体系结构中,有一个通信管理层(CM),其功能是:应用户的要求,在用户之间建立连接,并能维持和释放这些呼叫。SMS就是属于CM层的附加功能。点对点的短消息业务是由短消息业务中心完成存储和转发功能的。短消息业务中心是在功能上与GSM网完全分离的实体。
  与点对中心服务模式对应,点对点服务模式也有三种通信方式:
  在第一种方式中,车载单元短信收发通信模块将包括GPS信息在内的短信和要发往的目的站一同发给短信服务中心SMSC,而SMSC直接把短信转发给另一个车载单元。
  在第二种方式中,车载单元短信通信模块将包括GPS信息在内的短信和要发往的目的站信息一同发给SMSC,再由通信服务中心转发,最后经DDN专用数字电路或Internet路由至相应的SMSC,最后由SMSC转发给目的车载单元短信通信模块。
在第三种方式中,车载单元的GPRS通信模块将包括GPS信息在内的GPRS分组和专用APN信息经基站发送到GPRS服务支持节点(SGSN),SGSN与GPRS网关支持节点(GGSN)进行通信,GGSN对分组数据进行相应的处理,再经DDN专用数字电路或Internet路由至目的GPRS服务支持节点(SGSN),继而传送到车载单元。
点对点服务模式可以使车辆之间不经过监控中心直接通信,减少了监控中心的数据运算量,使监控中心不用负担车辆间的数据通信,从而更好的服务于点对中心的服务模式。
  三、与集群系统的比较
  传统的集群系统在移动通信中占有相当大的份量,最初由几部普通步话机就可以组成一个无线电调度网,这种网在厂、矿等部门仍被大量采用,但网的功能过于简单。
(一)采用集群系统的车辆监控系统存在的问题:
(1)占用有限的频率资源,尤其对集群通信的FDMA体制而言其占用的频率点与监控容量成正比,而普通用户申请较多的频率点不仅困难而且消费很高。
(2)通信误码率较高集群系统采用大区制,单中心,这样在大城市中由于地形和建筑物等原因,通信盲区较多,多径效应严重,使监控的可信度大大降低。
(3)系统容量有限。对于集群系统而言,有限的频率资源是限制系统容量提高的瓶颈。
  (4)系统覆盖范围有限。集群通信系统属于专用移动通信网,某一部门独立建造和使用,覆盖范围较小。
  然而对于一个实际的车辆监控系统,优良的通信质量,较大的系统容量及充足的容量扩大冗余度和较大的系统覆盖范围是往往是系统必须的指标。而通过GSM数字蜂窝移动通信系统传输车辆定位信息则较好地解决了上述问题,是目前较有前景的一种设计方案。
(二)GSM相对于集群的优点
  GSM数字蜂窝移动通信系统(简称GSM系统)是依据欧洲通信标准化委员会制定的技术规范而设计研究的。它具有下列主要特点 :可提供国内和国际的自动漫游服务,覆盖范围广;具有加密和鉴权功能,保证信息的安全;具有灵活的组网结构,频率重复利用率高;系统的抗干扰能力强,通信质量高;随着大规模集成电路技术的发展和用户量的增加,用户终端(手持机,车载台)将会越来越小巧,功能越来越强而价格越来越低。
  GSM通信网用于GPS车载监控系统可以较好地解决以前所遇到的大部分问题:首先,GSM采用蜂窝式小区结构,在用户密集的地区采用小区制,提高了频率的利用效率,容量问题可以得到解决。其次就是通信盲区较少,多径效应也较小;而且由于GSM系统是数字通信体制,其通信质量远远好于模拟体制的集群通信系统。其应用于车载定位系统中时,通信误码率低,车辆监控的可信度大大提高;另外,随着GSM应用的不断扩展,其业务种类也越来越多,用户所得到的服务将越来越完善,服务费用也会越来越容易接受。
  结论:
  GSM网络通信在车载GPS定位管理系统中的应用将进一步解决车载GPS定位管理系统的数据传输“瓶颈”问题,有力推动车载GPS定位管理系统的市场应用和发展。许多公司互联技术公司的兴起及一些高校重点实验室的开发和研究为车载定位系统的发展和普及也起到了重要作用。例如东南大学移动通信国家重点实验室研究出了车载定位系统的相关配套软件,南京东大移动互联移动技术有限公司也已批量生产了定位系统中的车载系统模块,该模块在不同驱动程序初始化后可以应用于多种车辆,根据车载系统的不同要求通过软件程序灵活设置,与移动运营商联系申请入网后即可使用,而移动运营商通过GSM网络通信在车载定位系统中的应用将有效促进短信和GPRS数据增值业务的发展,适时地推出相应的GPS行业应用套餐,将培育出新的利润增长点,打造出短信和GPRS数据增值业务行业应用的精品工程。

 

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