GPRS通信方式下直放站遠程升級設計與實現

劉雪蓮　黃濤

摘 要： 由于直放站的大量應用，直放站遠程升級也備受重視，主要研究基于GPRS通信方式下直放站遠程升級設計與實現，為直放站維護人員升級直放站軟件提供便利，節省人力，具有很大的實用價值。在闡述網管系統與直放站之間GPRS通信原理的基礎上，實現網管系統對直放站的遠程升級功能。

關鍵字： GPRS； 直放站； 網管系統； 遠程升級

中圖分類號： TN929.5?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2015）01?0041?03

Abstract： Due to the wide use of the repeater， its remote upgrade has been paid more attention than before. The design and implementation of the remote upgrade of repeater based on GPRS are studied in this paper， which will facilitate the maintainer of the repeater to upgrade the repeater system and economize on manpower， so this study has great practical value. Based on the GPRS communication principle between the network management system and repeater， the remote upgrade function of repeater was achieved.

Keywords： GPRS； repeater； network management system； remote upgrade

0 引 言

隨著無線通信的迅猛發展及在各行各業的大量應用，人們越來越依賴于無線通信，但是生活中還是存在很多信號難于覆蓋的盲區或弱區，如山區、地鐵、隧道、停車場、商場、電梯等這些地方。為了解決這些問題，實現信號“無縫”覆蓋，提高通話質量，直放站受到廣泛應用[1]。直放站一般部署在室外，并且分布范圍廣，有時需要成批地升級直放站的軟件。假如不能遠程更新直放站的軟件，維護人員就需要跑到實地去一臺臺地升級，費時費力，所以遠程升級功能具有很大的實用價值。現在網管系統與直放站之間有三大主流的通信方式：GPRS無線通信、IP有線通信、SMS短信息無線通信。由于GPRS通信方式相對于IP通信方式組網方便，不需要鋪設網線連接直放站與網管系統；相對于短信方式，速度快，且短信息實時性不好，信息長度有限，甚至有可能發生短信息丟失現象[2]，于是GPRS通信方式憑借自身的優勢，成為直放站網管系統的主流通信方式。

1 網管系統GPRS通信方式實現

在項目工程中，GPRS組網方式如圖1所示，每個直放站設備配置一個GPRS Modem，也就是GPRS調制解調器，類似于移動設備，它與直放站通過串口相連，可將直放站發來的數據組成GPRS包無線發送至基站。基站將收到的數據發送至SGSN，也就是GPRS服務節點，它是移動設備與GPRS網絡之間的接口，主要提供路由轉發、移動性管理、會話管理、鑒權和加密等功能[3]。SGSN再把數據發往GGSN，也就是網關GPRS支持節點，是GPRS網絡的網關和路由器，它可以把GSM網中的GPRS分組數據包進行協議轉換，其實質就是SGSN和GGSN利用GTP（GPRS隧道協議）對數據進行封裝[4]，從而可以把這些分組數據包傳送到Internet網絡，實現GPRS網絡與Internet網絡之間數據傳輸。最后數據再由Internet網絡發往直放站網管系統。而來自直放站網管系統帶有直放站地址的IP數據，先發至Internet網絡，再經過GGSN、SGSN、基站、GPRS Modem，最后到達直放站。以上就是直放站與網管系統之間數據的交互流程。

從上而知，對于直放站網管系統，與它直接連接的是Internet網絡，于是在編程實現GPRS通信方式時，可直接使用IP/TCP協議，將帶有直放站目標地址的數據包直接發向Internet網絡，或從Internet網絡接收表示發向本網管系統的數據，即可實現網管系統和直放站之間的GPRS通信。

2 升級通信報文格式及編碼

遠程升級總的來說就是網管系統與直放站進行通信，然后把升級文件傳給直放站，直放站在接收到完整的升級文件后進行重啟，重啟后直放站就會用最新的配置來運行。網管系統與直放站之間通信時嚴格遵守《2 GHz WCDMA數字蜂窩移動通信網模擬直放站設備網管接口技術要求》，按照協議進行數據報文編碼才能實現兩者之間無障礙通信。上述通信協議共有四層，從底至上依次是承載層、接入層、訪問層和監控控制層[5]。

根據上述協議，直放站遠程升級有兩種方式：MCP：B方式和FTP方式，這里采用MCP：B方式。當網管系統進行升級時，網管系統分為兩種運行模式：遠程升級模式和監控模式。監控模式主要用于采集直放站各項監控數據和接收告警上報，采用MCP：A協議，當遠程升級開始時，網管系統需要在監控模式下，查詢直放站遠程升級的各項參數，并在此模式下啟動切換到遠程升級模式的操作。在遠程升級模式下，網管系統將停止采集和告警等功能，進行升級文件的傳輸，此模式下采用MCP：B協議；當設備完成遠程升級后或由于各種原因而無法完成遠程升級時，網管系統要回到監控模式。在整個過程中，關鍵點就是要把設備從監控狀態切換到升級狀態，并且在此過程中要斷開與監控中心的連接轉而與升級中心進行連接。

MCP：A與MCP：B這兩種協議處于協議監控控制層，它們不同的地方在于MCP：B協議中表示長度的數據采用2 B無符號整型，而MCP：A中采用1 B無符號整型，并且在監控數據中，MCP：B對數據標示進行了重新分配，不使用MCP：A中已規定了的標示。數據標示的詳細信息可參見文獻[5]。

為保證數據的正確解析，多字節數據會采用“低字節在前，高字節在后”的編碼原則，而字符串不使用此原則，現對這兩種協議下數據組包編碼進行舉例說明。例如遠程升級開始時，會在監控模式下采用MCP：A協議將升級信息設置到設備，則其編碼如圖2所示（設直放站站點編號為00000000，設備編號為00）。

圖2詳細解釋如下：

1.起始標示；

2.接入層協議類型，0x03表示采用AP：C協議；

3.承載層協議類型，0x01表示采用VP：A協議；

4.直放站站點編號；

5.直放站設備編號；

6.通信包標示號，采用“低字節在前，高字節在后”的編碼原則，圖2此號為0x0003，表示第3個通信包；

7.訪問層VP交互標志，0x80表示正常的命令請求；

8.監控控制層協議，0x01表示MCP：A協議；

9.命令標示，0x03表示設置命令；

10.應答標示，0xFF表示此包為發出的命令，而非收到的應答；

11.監控數據，0x07表示數據長度，也就是11單元共有7個字節，0x3001為數據標示，采用了“低字節在前，高字節在后”的編碼原則，實為0x0130，表示監控中心IP地址（IPv4），且這個數據的高4位（也就是這個數據中的“0”）為錯誤標示代碼，表示在通信過程中的錯誤信息，如“0”為正常，“1”表示數據無法識別，“2”表示數據超出范圍等，詳見上述協議，0x AC150121為其值；

12.監控數據，此為監控中心IP地址端口號，其值為0x0BD5；

13.監控數據，此為PS域傳輸協議，其值0x02表示采用IP+TCP協議；

14.監控數據，此為通信方式，其值0x02表示通信方式為PS域方式，GPRS通信方式屬于PS域方式；

15.CRC校驗單元；

16.結束標示。

在升級模式下，采取MCP：B協議，網管中心向設備逐幀傳送數據包，其編碼如圖3所示（設直放站站點編號為00000000，設備編號為00）。

圖3詳細解釋如下（其中1、2、3、4、5、6、7、9、10、14、15見圖2詳細解釋）：

8.監控控制層協議，0x02表示MCP：B協議；

11.監控數據，0x0500表示數據長度，與MCP：A中的不同，MCP：B用2字節無符號整型表示長度，采用“低字節在前，高字節在后”的編碼原則，所以此數據表示11單元共有5個字節，0x0303為數據標示，也采用“低字節在前，高字節在后”的編碼原則，代表文件數據包應答，0x00表示成功接收，可以繼續接收下一個數據包；

12.監控數據，表示升級包文件數據塊序號，從0開始編號；

13.監控數據，表示文件數據塊，因數據塊較長，不全部顯示，這里用4F...C1表示。

3 升級流程

升級工作流程如圖4所示。

（1） 在監控模式下獲取直放站信息，并將升級通信相關參數設置到直放站。

（2） 將直放站從監控模式切換至升級模式。

（3） 開始升級，網管系統的升級模塊按照升級包的格式將升級包逐幀發給直放站，每發一幀數據給直放站，都要等待收到直放站的確認應答后，再發下一幀，直到將升級包全部成功發送給直放站。如果網管系統發了一幀數據給直放站，但在一定時間內未收到直放站的確認應答，則將數據重發，若重發三次還未收到應答，網管系統就會認為與直放站斷開連接，取消升級。

（4） 等升級包傳送完畢后，直放站重啟，使用新的程序，重新連接網管系統，升級結束。

4 升級實現

基于上述描述代碼框架，用Java語言對其進行編程實現，將升級過程各環節進行打印顯示，方便對升級過程進行監控，如圖5所示。

5 結 語

利用GPRS通信接入快、價格低廉、穩定可靠和實時性強等優點[6]，直放站的遠程升級可以非常可靠迅速的完成，方便直放站維護人員遠程批量升級直放站，實現智能化管理，節約了人力成本，提高了直放站網管系統的服務質量，具有很高的實用價值。

參考文獻

[1] 王冬，孫月.淺談直放站監控系統的應用技術[J].中國科技投資，2013（6）：223?225.

[2] 辛勝利.基于GPRS的通信設備監控系統設計[D].西安：西安電子科技大學，2005.

[3] 柴麗.SGSN?SERVER測試的研究和應用[D].北京：北京郵電大學，2004.

[4] 舒華英，胡一聞.移動互聯網技術及應用[M].北京：人民郵電出版社，2001.

[5] 中華人民共和國工業和信息化部.YD/T 2231?2011 2 GHz WCDMA數字蜂窩移動通信網模擬直放站設備網管接口技術要求[S].北京：人民郵電出版社，2011.

[6] 王春喜，何良.GPRS在CMMB基站遠程監控中的運用[J].電視技術，2011，35（14）：82?84.