GPRS数据传输技术及其在ITS中的应用
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摘要
随着信息化社会的发展，移动通信已经渗透到日常生活的每一个细节，现有的话音业务已不能满足各种信息通信的需求，移动数据通信业务作为一种新兴的业务得到日益广泛的应用。由中国移动运营的GPRS网络正是在这种大环境下诞生并发展壮大起来的。作为新型移动分组数据承载业务，其速率可达到115kbps，它允许业务用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源。同时，GPRS网络的底层是基于TCP／IP协议，能够与Internet无缝连接。
而GPRS数据通信业务的主要应用领域之一的智能交通系统(ITS)也得到日新月异的发展。交通状况是衡量一个城市信息化的重要指标之一，2008年北京奧运会和2010年上海世博会的召开是对中国主要大城市的一次考验。上海信息化委员会正在筹备长三角定位导航信息基础设施的建设工作。本课题就是在这种大背景下进行的一项先期研究工作。
本论文主要研究了GPRS数据传输方式，并就它的一个主要应用领域——智能交通系统的基本结构、主要功能和实现方式上进行了初步探讨。构建了导航定位系统车载设备、在PC机上实现了导航定位系统服务中心的基本功能。
论文第一章首先探讨了几种无线数据传输方式和国内外智能交通系统发展状况，随后介绍了论文的选题背景及做的主要工作；在第二章中研究了课题所需的主要技术，包括GPRS数据传输技术、GPS定位技术和DSP(数字信号处理)技术等关键技术；第三章介绍了基于GPRS／DSP的车辆导航定位系统的服务中心工作原理和车载终端的工作原理；论文开发并实现了车辆导航定位系统的车载终端设备，包括GPS定位信息接收、处理和通过GPRS网络传输的实现，另外，论文还实现了服务中心的基本功能，这是在论文第四章中所作的主要工作；最后，在第五、六、七章中，论文分析了开发实验中存在的问题及解决方法，论文还需要进一步做的工作以及得出的结论。
本论文完成了导航定位系统车载设备样机的研制工作，实现了服务中心的基本功能；成功的利用GPRS网络进行数据传输，并就GPS定位信息的数据处理方法上进行了理论探讨，达到了预期的目的。
With the development of the information-society, the mobile-communication has penetrated each aspect of the life. The present Voice-Service can't meet the demand of the communication. The mobile data communication was widely used as a new service. GPRS (General Packet Radio Service) Network managed by China Mobile is developed in this environment. GPRS data transmission rate is up to 115kbps, it permits subscriber to receive and transfer data in P2P (Peer to Peer) packet-transfer mode without needing the network sources in circuit-switch mode. Otherwise the low layer of the GPRS is based on TCP/IP protocol and can connect the Internet without leak.
ITS (Intelligent Traffic System), one of the most popular application of GPRS data service, is also widely used. Traffic status is one of the most important scale of a city. With the celebration of Olympic Games 2008 and Expo 2010, the two main city of China will face the test of traffic status. Shanghai Informatization Committee is preparing to construct the long-triangle Navigation system. This item is the pre-study work under this background.
The thesis mainly studies the mode of GPRS data transmission, and discuss the basic structure, main function and realization way of ITS, moreover construct the Vehicle terminal equipment and Service center of the navigation system.
The first chapter discusses several wireless transmission modes and the development national and international, and then introduces the background of the thesis. In the second chapter, the thesis studies the main technique needed by the task, which consist the key technique, such as GPRS data transmission mode, GPS position technique and DSP (digital signal process) technique etc. The third chapter introduces the principle of the Vehicle Navigation Position System. In addition the thesis develops and realizes the Vehicle terminal equipment of the Vehicle Navigation Position System, which be composed of receiver, procession and transmission of GPS position information. These work is studied in forth chapter. At last, in fifth, sixth and seventh chapter, the thesis analyses the problem occurred in practice and development and gives the solution. Otherwise, the thesis gives the next step on the research and gets a conclusion of the work.
The thesis accomplishes the study work of The Navigation Location System
vehicle sample device and realizes the basic function of Service Center. Furthermore we succeed in transmitting data via GPRS network, and discussing the data process method of GPS location information. In a word, the thesis gets what we wanted.
而GPRS数据通信业务的主要应用领域之一的智能交通系统(ITS)也得到日新月异的发展。交通状况是衡量一个城市信息化的重要指标之一，2008年北京奧运会和2010年上海世博会的召开是对中国主要大城市的一次考验。上海信息化委员会正在筹备长三角定位导航信息基础设施的建设工作。本课题就是在这种大背景下进行的一项先期研究工作。
本论文主要研究了GPRS数据传输方式，并就它的一个主要应用领域——智能交通系统的基本结构、主要功能和实现方式上进行了初步探讨。构建了导航定位系统车载设备、在PC机上实现了导航定位系统服务中心的基本功能。
论文第一章首先探讨了几种无线数据传输方式和国内外智能交通系统发展状况，随后介绍了论文的选题背景及做的主要工作；在第二章中研究了课题所需的主要技术，包括GPRS数据传输技术、GPS定位技术和DSP(数字信号处理)技术等关键技术；第三章介绍了基于GPRS／DSP的车辆导航定位系统的服务中心工作原理和车载终端的工作原理；论文开发并实现了车辆导航定位系统的车载终端设备，包括GPS定位信息接收、处理和通过GPRS网络传输的实现，另外，论文还实现了服务中心的基本功能，这是在论文第四章中所作的主要工作；最后，在第五、六、七章中，论文分析了开发实验中存在的问题及解决方法，论文还需要进一步做的工作以及得出的结论。
本论文完成了导航定位系统车载设备样机的研制工作，实现了服务中心的基本功能；成功的利用GPRS网络进行数据传输，并就GPS定位信息的数据处理方法上进行了理论探讨，达到了预期的目的。
With the development of the information-society, the mobile-communication has penetrated each aspect of the life. The present Voice-Service can't meet the demand of the communication. The mobile data communication was widely used as a new service. GPRS (General Packet Radio Service) Network managed by China Mobile is developed in this environment. GPRS data transmission rate is up to 115kbps, it permits subscriber to receive and transfer data in P2P (Peer to Peer) packet-transfer mode without needing the network sources in circuit-switch mode. Otherwise the low layer of the GPRS is based on TCP/IP protocol and can connect the Internet without leak.
ITS (Intelligent Traffic System), one of the most popular application of GPRS data service, is also widely used. Traffic status is one of the most important scale of a city. With the celebration of Olympic Games 2008 and Expo 2010, the two main city of China will face the test of traffic status. Shanghai Informatization Committee is preparing to construct the long-triangle Navigation system. This item is the pre-study work under this background.
The thesis mainly studies the mode of GPRS data transmission, and discuss the basic structure, main function and realization way of ITS, moreover construct the Vehicle terminal equipment and Service center of the navigation system.
The first chapter discusses several wireless transmission modes and the development national and international, and then introduces the background of the thesis. In the second chapter, the thesis studies the main technique needed by the task, which consist the key technique, such as GPRS data transmission mode, GPS position technique and DSP (digital signal process) technique etc. The third chapter introduces the principle of the Vehicle Navigation Position System. In addition the thesis develops and realizes the Vehicle terminal equipment of the Vehicle Navigation Position System, which be composed of receiver, procession and transmission of GPS position information. These work is studied in forth chapter. At last, in fifth, sixth and seventh chapter, the thesis analyses the problem occurred in practice and development and gives the solution. Otherwise, the thesis gives the next step on the research and gets a conclusion of the work.
The thesis accomplishes the study work of The Navigation Location System
vehicle sample device and realizes the basic function of Service Center. Furthermore we succeed in transmitting data via GPRS network, and discussing the data process method of GPS location information. In a word, the thesis gets what we wanted.
引文
1. 《TMS320C54X Assembly Language Tools》 Ti DSP User's Guide
2. 《TMS320C54X Optimizing C Compiler》Ti DSP User's Guide
3. 《TMS320C5XX C Source Debugger》Ti DSP User's Guide
4. 《TMS320C54X DSP Mnemonic Instruction Set》Ti Reference Set Volume 2
5. 《TMS320C54X DSP Algebraic Instruction Set》Ti Reference Set Volume 3
6. 《 TMS320C54X DSP Application Guide》 Ti Reference Set Volume 4
7. 《 TMS320VC5402 FIXED-POINT DIGITAL SIGNAL PROCESSOR》Ti DataSheet
8. 《 MC35 Hardware Interface Description》, version 04.00, 2002.40
9. 《 MC35 AT Command Set》, version 04.00, 2002.4o
10. 《GSM08.14 version6.0.0:GPRS SGSN interface》, 1998.
11. 《 GSM09.60 version6.4.1:GPRS Tunnelling Protocol》, 1997.
12. 《GSM03.60 version7.3.0:GPRS Service Description》, 1998.
13. 《ETSI TS 101 348 version 7.10.0:GPRS and PDN》, 2003.
14. 《MC35 GPRS Startup User Guide》, version 01.01, 2001.11.
15. 《Teaching DSP through the Practical Case—Study of an FSK Modem》
16. 《Application and ArehitectureModeling for Parallel Execution of Jacobi-type《Algorithms》Bart Kienhuis University of California
17. 《The Design of Polyphase-based IIR Multiband Filters》Artur Krukowski,Izzet Kale,Richard C.S.Morling
18. 《Embedded Systems Architecture Co-Design and its Validation Extended abstract》 Roman Gumzej, University of Maribor, Faculty of Electrical Engineering and Computer Science
19. 《Hardware/Software Architectures for Real-Time Caching》Bruce Jacob Electrical & Computer Engineering, University of Maryland, College Park
20.《Design and Verification of Third Generation Wireless Communication Systems》 Michael R. Sturgill, Guy Cortez, Ran Avinun, Siavash M. Alamouti 《Computer Networks》Second Edition Larry L. Peterson Bruce S. Davie
21. 《High-Accuracy GPS Semikinematic Positioning: Modeling and Results》 M.Elizabeth Cannon, Journal of Institute of Navigation, 1990, Vol.37, No.1: 53～64
22.《GPS modeling for designing aerospace vehicle navigation systems》Dougherty J J,EL-Sherief H, Simon D J. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic systems, April 1995,31 (2)
23. 《A current statistical model and adaptive algorithm for estimating maneuvering targets》Zhou Hongren, Kumar K S P. AIAA. Journal of Guidance, Control and Dynamics, 1984,7
24. 《Sensorless Control with Kalman Filter on TMS320 Fixed-Point DSP》Texas Instruments Europe, July 1997.
25．戴明桢 周建江 编《TMS320C54X DSP结构、原理及应用》
26．王金龙 沈良 任国春等编著《无线通信系统的DSP实现》人民邮电出版社2002年4月第一版
27．张雄伟 陈亮 徐光辉编著《DSP集成开发与应用实例》电子工业出版社2002年6月
28．张贤达 著《现代信号处理》清华大学出版社2002年10月 第二版
29．陈明编著《通信与信息工程中的随机过程》东南大学出版社 2001年8月第一版
30．邹鲲 袁俊良 龚享铱编著《MATLAB 6.X信号处理》清华大学出版社 2002年5月
31．孙孺石等著《GSM数字移动通信工程》人民邮电出版社
32．胡捍英等著《第三代移动通信系统》人民邮电出版社
33．宋万杰 罗丰 吴顺君 编著《CPLD技术及其应用》西安电子科技大学出版社
34．苏涛等编著《DSP实用技术》西安电子科技大学出版社
35．韩康榕《DSP系统中的外部存储器设计》微型机与应用2002年第三期
36．张弓 朱兆达 吕波《多重滑窗算法在DSP上的并行实现》数据采集与处理 2002年第六期
37．徐龙祥等《一种基于DSP的高速数据采集与处理系统》南京航空航天大学学报2000年2月
38．《数字数据通信技术分册》北京邮电大学出版社 2002年6月第一版
39．《接入技术分册》北京邮电大学出版社 2002年6月第一版
40．张其善 吴今培 杨东凯 著，《智能车辆定位导航系统及应用》，科学出版社，2002．4。
41．付建萍 于银辉，《智能交通系统的应用研究》，吉林大学学报，2002．11。
42．Elliott D.Kaplan著 邱致和 王万义 译，《GPS原理与应用》，电子工业出版社，2002．8。
43．张飞舟，范跃祖，孙先仿．车辆组合导航技术．系统工程与电子技术．2000．Vol．22，No．6．
44．吴秋平 GPS动态跟踪精度的研究 导航1997．Vol．6，P.20-23
45．李少华．全球卫星导航定位系统发展现状与动态．电脑开发与应用．1997，Vol．10，No．3.
46．李相银 曾连荪 潘扣林《基于GPRS的车辆导航定位系统关键技术研究》中国数据通信 2004年第一期
47. http://www.mc21st.com
48. http://www.its.gov.cn
49. http://www.sh.chinamobile.com
50. http://www.ti.com
51. http://www.motorola.com.cn
52. http://www.dspdsp.com
53. http://www.laogu.com
54. http://www.embed.com.cn
2. 《TMS320C54X Optimizing C Compiler》Ti DSP User's Guide
3. 《TMS320C5XX C Source Debugger》Ti DSP User's Guide
4. 《TMS320C54X DSP Mnemonic Instruction Set》Ti Reference Set Volume 2
5. 《TMS320C54X DSP Algebraic Instruction Set》Ti Reference Set Volume 3
6. 《 TMS320C54X DSP Application Guide》 Ti Reference Set Volume 4
7. 《 TMS320VC5402 FIXED-POINT DIGITAL SIGNAL PROCESSOR》Ti DataSheet
8. 《 MC35 Hardware Interface Description》, version 04.00, 2002.40
9. 《 MC35 AT Command Set》, version 04.00, 2002.4o
10. 《GSM08.14 version6.0.0:GPRS SGSN interface》, 1998.
11. 《 GSM09.60 version6.4.1:GPRS Tunnelling Protocol》, 1997.
12. 《GSM03.60 version7.3.0:GPRS Service Description》, 1998.
13. 《ETSI TS 101 348 version 7.10.0:GPRS and PDN》, 2003.
14. 《MC35 GPRS Startup User Guide》, version 01.01, 2001.11.
15. 《Teaching DSP through the Practical Case—Study of an FSK Modem》
16. 《Application and ArehitectureModeling for Parallel Execution of Jacobi-type《Algorithms》Bart Kienhuis University of California
17. 《The Design of Polyphase-based IIR Multiband Filters》Artur Krukowski,Izzet Kale,Richard C.S.Morling
18. 《Embedded Systems Architecture Co-Design and its Validation Extended abstract》 Roman Gumzej, University of Maribor, Faculty of Electrical Engineering and Computer Science
19. 《Hardware/Software Architectures for Real-Time Caching》Bruce Jacob Electrical & Computer Engineering, University of Maryland, College Park
20.《Design and Verification of Third Generation Wireless Communication Systems》 Michael R. Sturgill, Guy Cortez, Ran Avinun, Siavash M. Alamouti 《Computer Networks》Second Edition Larry L. Peterson Bruce S. Davie
21. 《High-Accuracy GPS Semikinematic Positioning: Modeling and Results》 M.Elizabeth Cannon, Journal of Institute of Navigation, 1990, Vol.37, No.1: 53～64
22.《GPS modeling for designing aerospace vehicle navigation systems》Dougherty J J,EL-Sherief H, Simon D J. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic systems, April 1995,31 (2)
23. 《A current statistical model and adaptive algorithm for estimating maneuvering targets》Zhou Hongren, Kumar K S P. AIAA. Journal of Guidance, Control and Dynamics, 1984,7
24. 《Sensorless Control with Kalman Filter on TMS320 Fixed-Point DSP》Texas Instruments Europe, July 1997.
25．戴明桢 周建江 编《TMS320C54X DSP结构、原理及应用》
26．王金龙 沈良 任国春等编著《无线通信系统的DSP实现》人民邮电出版社2002年4月第一版
27．张雄伟 陈亮 徐光辉编著《DSP集成开发与应用实例》电子工业出版社2002年6月
28．张贤达 著《现代信号处理》清华大学出版社2002年10月 第二版
29．陈明编著《通信与信息工程中的随机过程》东南大学出版社 2001年8月第一版
30．邹鲲 袁俊良 龚享铱编著《MATLAB 6.X信号处理》清华大学出版社 2002年5月
31．孙孺石等著《GSM数字移动通信工程》人民邮电出版社
32．胡捍英等著《第三代移动通信系统》人民邮电出版社
33．宋万杰 罗丰 吴顺君 编著《CPLD技术及其应用》西安电子科技大学出版社
34．苏涛等编著《DSP实用技术》西安电子科技大学出版社
35．韩康榕《DSP系统中的外部存储器设计》微型机与应用2002年第三期
36．张弓 朱兆达 吕波《多重滑窗算法在DSP上的并行实现》数据采集与处理 2002年第六期
37．徐龙祥等《一种基于DSP的高速数据采集与处理系统》南京航空航天大学学报2000年2月
38．《数字数据通信技术分册》北京邮电大学出版社 2002年6月第一版
39．《接入技术分册》北京邮电大学出版社 2002年6月第一版
40．张其善 吴今培 杨东凯 著，《智能车辆定位导航系统及应用》，科学出版社，2002．4。
41．付建萍 于银辉，《智能交通系统的应用研究》，吉林大学学报，2002．11。
42．Elliott D.Kaplan著 邱致和 王万义 译，《GPS原理与应用》，电子工业出版社，2002．8。
43．张飞舟，范跃祖，孙先仿．车辆组合导航技术．系统工程与电子技术．2000．Vol．22，No．6．
44．吴秋平 GPS动态跟踪精度的研究 导航1997．Vol．6，P.20-23
45．李少华．全球卫星导航定位系统发展现状与动态．电脑开发与应用．1997，Vol．10，No．3.
46．李相银 曾连荪 潘扣林《基于GPRS的车辆导航定位系统关键技术研究》中国数据通信 2004年第一期
47. http://www.mc21st.com
48. http://www.its.gov.cn
49. http://www.sh.chinamobile.com
50. http://www.ti.com
51. http://www.motorola.com.cn
52. http://www.dspdsp.com
53. http://www.laogu.com
54. http://www.embed.com.cn
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