GPRS/CDMA1X无线通信平台通信技术

摘 要 介绍一种基于gprs/GSM无线通信的高可靠通信方法，该方法针对无线网络通信质量差以及终端数量庞大

等问题，通过自定义通信协议，采用有限状态记忆点对点通信技术和上下文相关容错处理技术，提高通信的稳定性、可靠性和及时性。

关键词 无线通信；GPRS/cdma1x；误码；延时

中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）022-101-1

随着GPRS/CDMA1X技术的快速发展，基于GPRS/CDMA1X无线通信平台的应用技术越来越成熟，并广泛应用于远程数据采集如移动商务、远程监测等领域。在以卷烟零售为代表的零售业具有零售点数量大、地域广、规模杂等特点，而GPRS/CDMA1X无线网络具有覆盖范围广、安装方便、使用费低廉等特点，因此，普遍采用GPRS/CDMA1X无线通信平台作为互连介质进行数据交换。但与有线网络相比，GPRS/CDMA1X无线网络的通信质量和带宽都要差很多。例如，当终端数量很大时，由于服务器要维持系统的连接，系统开销明显增加，响应时间明显下降，甚至出现连接中断或服务器瘫痪等现象，因此用GPRS/CDMA1X无线网络实现信息采集，必须要解决好通信服务器和终端设备连接的可靠性、通信的稳定性等问题，才能保证数据采集的准确性和及时性。近几年，针对基于GPRS/CDMA1X的无线通信的可靠性、稳定性问题，设计者从系统架构和网络连接方面提出了很多解决方法，在系统架构方面采用多台通信服务器来减少每台服务器连接的终端；在网络连接方面采用动态IP地址的连接方式即采用UDP协议。尽管这些方式对系统稳定性起到一定作用，但还是存在许多不足，如采用多台服务器提高了成本，采用UDP协议连接降低了数据采集的正确率。随着GPRS/CDMA1X无线通信技术的应用越来越成熟，其通信的稳定可靠为更多的研究者所关注。本文针对基于GPRS/CDMA1X的无线通信稳定可靠性问题，提出一种以UDP/IP协议为基础的有限状态记忆点对点通信技术，可以有效地提高系统数据采集的稳定可靠性。

1 基于GPRS/CDMA1X无线通信技术的可靠性分析

基于GPRS/GSM 无线通信平台的通信可靠性问题主要集中在两个方面：终端数量庞大（有时达到几万台）、与有线网络相比GPRS/GSM无线网络的通信质量和带宽较差。

1.1 终端数量庞大

目前全国有烟草持证零售客户约450万户，其中每个大城市（直辖市、省会城市）的烟草公司有4～6万户卷烟零售店，中等城市约3万多户，其它城市也在2万户左右，数量相当庞大。以中等城市为例，当3万多台零售终端通过GPRS/GSM无线网络连接到管理中心通信服务器时，网络的稳定性和可靠性将成为卷烟销售业务的瓶颈，一旦网络出现异常，将会影响中心的数据统计，严重时将直接影响销售业务的正常进行。另外，由于IP地址资源有限，C/S或B/S网络架构很难满足要求。

1.2 GPRS/GSM无线网络通信质量差

与有线网络相比，GPRS/GSM无线网络的通信质量和带宽都要差很多，有时出现报文丢失、延误或出错等情况，只有解决好管理中心通信服务器和终端设备数据传输的可靠性问题，才能保证通信的准确性和及时性。C/S或B/S是信息管理系统传统的网络架构，终端通过TCP/IP协议与服务器保持稳定连接，以保证数据传输的正确性，但当终端数量很大时，由于服务器要维持系统的连接，系统开销明显增加、响应时间明显下降，甚至出现连接中断或服务器瘫痪等现象。若通过UDP/IP协议与服务器连接，由于UDP/IP为不可靠连接，在传输时数据可能丢失或延误。

2 有限状态记忆点对点通信技术

有限状态记忆点对点通信以UDP/IP协议为基础，自定义报文结构，通过设置有限空间的收发缓冲区、容错处理技术，实现业务数据准确和可靠地传输。

2.1 报文结构

报文结构由UDP首部、应用控制协议及数据三大部分组成。应用控制协议是自定义的控制协议。数据为需要传输的数据内容。

2.2 收发缓冲区结构

终端发送缓冲区空间大小固定为M：M=IC式中，I为可存储发送报文的总数；C为发送的报文数据结构长度。终端的接收缓冲区固定大小为N的一段地址空间，接收数据时将接收数据顺序写入缓冲区中；读缓冲区时，一次将缓冲区的所有数据读完。当缓冲区已满而又未被读走时缓冲区不再接收数据。

通信服务器的发送缓冲区空间大小固定，为每台终端分配一个JC（其中J为可存储发送报文总数，C为发送报文数据结构长度）的固定大小的空间，通信服务器连接K个终端，则缓冲区大小为：N=KJC通信服务器的接收缓冲区大小固定，接收数据时将接收数据顺序写入缓冲区中，若缓冲区满则不再接收数据，直到缓冲区数据被读走后再接收新的数据，这样服务器不会因为接收数据过大而导致处理速度慢或瘫痪，若数据丢失，终端会再次传送。

2.3 容错处理技术

容错处理技术利用有限空间的发送缓冲区记忆报文的发送情况，实现报文的容错处理。发送程序将需要发送的数据读入发送缓冲区中发送，当发送报文得到应答时，在缓冲区中删除该报文，对没有得到接收成功应答的报文间隔固定时间采集无法正常进行；以UDP/IP协议为连接方式的，终端采用动态IP连接，虽然解决了因终端数量庞大引起中心通信服务器开销大的问题，但UDP/IP方式为不可靠，连接可能会导致传输数据的丢失。有限状态记忆点对点通信方式解决了以UDP/IP协议为连接方式引起的传输数据丢失的问题，同时提高了系统的稳定性和可靠性。

参考文献

[1]张正，张其善.基于GPRS的车载信息平台的研制与关键技术[J].北京航空航天大学学报，2005，01.