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1、北京理 _ 大学硕十学位论文 摘 要 本论文论 述了连接G S M / G P R S 协议 栈第三层和移动台上 层软件实体的A T 命令解 释 器设计与实 现方法。论文由两个部分 共四 章组成。 第一部分主要介绍了G S M / G P R S系统的背景知识。包括系 统的 简介以 及协议栈 第三 层中的各 功能模块进行了 较详 细的 介绍。 这是因为第三层的 各模块处在整个协议 栈的 “ 发动机”位置而且它直接与解释器相连。 第二部分介绍了 A T命令相关的一些概念，包括命令语法约定、参数组成等。解 释器的设 计采用了传统的面向结构的设 计方法。 以 一条命令的 实现为例， 介绍了 设计 的
2、方法和过程。根据软件工程的系统化设计方法，建立了一系列模型如系统模型、数 据 流模型、 数据结构 模型、系 统结 构模型等。 最后对本课题中的问题进行了总结。 关键词 G S M / G P R S 协议栈A T 命令解 释器软件工程面向结构方法 尸 。 ， _ 叨 t u o l l 北京理 人学硕十学位论文 Ab s t r a c t T h i s t h e s i s d e s c r i b e s t h e i m p l e m e n t a t i o n o f a n A T c o m m a n d i n t e r p r e t e r w o r k
3、i n g a s a c o n n e c t e r b e t w e e n t h e u p p e r l a y e r o f t h e m o b i l e s t a t i o n s o ft w a r e e n t i t i e s a n d t h e t h i r d l a y e r o f t h e G S M/ G P R S p r o t o c o l s t a c k . T h e t h e s i s i s d i v i d e d i n t o t w o p a rt s t h a t a r e f o r
4、 m e d b y f o u r c h a p t e r s . T h e f i r s t p a r t o f t h e t h e s i s p r e s e n t s t h e b a c k g r o u n d k n o w l e d g e o f G S M / G P R S s y s t e m . S p e c i f i c a l l y d e s c r i b e s t h e f u n c t i o n a l m o d u l e s i n t h e t h i r d l a y e r o f t h e p
5、 r o t o c o l . T h e s e m o d u l e s a r e t h e “ e n g i n e “ o f t h e s t a c k a n d a r e c o n n e c t e d t o t h e i n t e r p r e t e r . T h e s e c o n d p a rt p r e s e n t s t h e d e s i g n o f t h e i n t e r p r e t e r t o g e t h e r w i t h c o n c e p t s a n d r e g u l
6、a t i o n s o f A T c o m ma n d s . T h e d e s i g n i s b a s e d o n a “ s t r u c t u r e - o r i e n t e d “ a p p r o a c h . We u s e t h e i m p l e me n t a t i o n o f a n A T c o mm a n d a s a n e x a m p l e t o s h o w t h e w h o l e d e s i g n p r o c e s s a n d t h e o r y . A c
7、c o r d i n g t o s o f t w a re e n g i n e e r i n g m e t h o d s , m o d e l s s u c h a s t h e s y s t e m m o d e l s , d a t a fl o w m o d e l s , d a t a s t r u c t u r e m o d e l s , s y s t e m s t r u c t u r e m o d e l s e t c . a r e s e t u p F i n a l l y , a s u m ma ry o f t h
8、e w h o l e s u b j e c t i s g i v e n . Ke y Wo r d s P r o t o c o l s t a c k , A T C o mma n d I n t e r p r e t e r , S o f t w a r e E n g i n e e r i n g , S t r u c t u r e - o r i e n t e d 北京理 _ 人学硕十学位论文 第一章 概述与背景 在过去的二十年间，iR 界电信发生了巨大而深刻的变化。数字程控交换技术的普 遍使用，综合业务数字网的开发成功，以及对智能网的研究探索，莫定了个人通信发
9、 展的网 络基础。 移动通信特别是 蜂窝小区技术的迅速发展， 将为用户彻底摆脱 终端设 备的束缚、实现完整的个人移动性提供可靠的传输手段和接续方式。而超大规模的集 成电 路和 贴片工艺技术的 成功发展， 又 为袖珍式终端设备的制造和推 广开辟了 美好的 前景。无线通信己经摆脱了应急的、辅助的、小容量的旧概念，而跃居成为电信领域 中发展速度最快、最受人欢迎、最灵活方便的先进通信技术的支柱之一。 众所周知， 移动通信的主要 目的是实现任何时间、任何地点和任何通信对象间的 通信。设备间的高速、 可靠通信是依靠通信协议来实现的。而协议又是通过软件来实 现的。由此可见，软件是实现移动通信的核心。事实上软
10、件是当今信息技术搭建在硬 件技术这一 “ 骨架”之上的 “ 灵魂” 以G S M ( G l o b a l S y s t e m o f M o b i l e C o m m u n i c a t i o n ， 全球移 动通信系统) 和被称为 二 代半的G P R S ( G e n e r a l P a c k e t R a d i o S e r v i c e ，通用分组无线 服务) 作为移动通信由 模拟过渡到数字蜂窝移动通信系统的重要代表，G S M 网络整体结构可以参照图一。 H LR 困 A h百 5一 A 黑B a s e S ta tio n 、 ， .Ne t
11、w o r k S u b s 州 e a l S IM S u b s c r ib e r Id e n ti ty M o d u le B S C B a s e S t a tio n C o n t r o lle r M S C M o b ile s e r v ic e s S w it c h in g C e n t e r ME M o b ile E q u ip m e n t H L R H o m e L o c a t io n R e g is t e r E I R E q u ip m e n t Id e n ti ty R e g is t e r
12、B T S B a s e T r a n s c e iv e r S t a t io n V L R V is it o r L o c a tio n R e g is t e r A u C A u t h e n t ic a tio n C e n t e r 图，GS M 网络的系统结构图 北京理 ! _ 大学硕 七 学位论文 1 . 1本课题研究重点 移动台软件中，f : 层应 用通过发出 A T命令来调 用 G S M / G P R S相关 服务。A T 命 令解释器 ( A C I - - A T C o m m a n d I n t e r p r e t e r
13、， 又称为应用 控制接口 - 一 - A p p l i c a t i o n C o n t r o l I n t e r f a c e )起着承上启 卜 的作用:向上负责处理服务的请求 ( A T命令) ，向下 将 解析后的指令以 原语的 方式交给协议 栈， 同时包 含有出 错处理。 从软件封装的角 度 看，A l ， 命令解释器实际上是为上层应用提供了调用下层协议栈提供的功能接口。如 同 一 个A P I ( A p p lic a tio n P r o g r a m m in g I n te r fa c e ， 应 用 编 程 接 口 ) 。 A T 命 令 提 供 了
14、数 据 终端设备( T e r m i n a l E q u i p m e n t ，以下简 称 T E ) 控制 G S M I G P R S移动通信模块( M o b i l e T e r m i n a l ，以 下简称MT ) 的 文本接口 ， 通过A T 命令T E 可以 在一定 程度上控制M T , 并得到成功或失败的反馈。整个系统的抽象结构如一 F 图: m 睁 B a n 叼Q U SE R 压 APP L I CAT I O N S N ET WO R K 图表2系统抽象结构图 所有的 A T命令应该适用于以下 实际的物理连接: T A ( T e rmi n a l
15、 A d a p t e r ，以 下简称T A ) , M T 和T E 分别 为独立的实体 T A与M T 为一整体， T E 为单 独的另 一个实 体 T A与T E为 ， 整体， M T 为单 独的另 一个实体 T A, MT和 丁 E为个招体 命令 丁 能出现在 丁 E和 T A的连接 一卜 ， ，但实际大部分命令得到的是 MT的信息， 而 不是T A的。 T E 与T A的 接l 一 1 I0 1 以是数 据缆线， P C M C I A , I r D A( 红外) 或蓝牙 技术 ( B l u e t o o t h ，以下 简称B T ) T A同 M T依赖于 MT的接t
16、a 本课题研究的重点是移 动台 ( M S , M o b i l e S t a t i o n ) 软件系统内 的人 T 命令 解释器 的设计一与实现。 北 京理 . _ 大学 硕十学位论文 A T 命令集在 E T S 的G S M / G P R S 协议族中已 有规定。 但并不是所有的都是 必须 的，事实上很大一部分是可 选的，由协议开发人员根据实际需要，兼顾可扩展性选择 加以实现。工作流程如 卜 图: 图表 3 ACI 工作流程图 山于协议中推荐的常用A T命令有数 卜 条， 还有 一 岭自己定义的命令， 限于篇幅， 北京理 _ 大学硕十学位论文 本论文在从整体说明解释器的设计之后，从软件工程方法的角度，只以其中的几条为 例具体 说明A T命令的实现。 如上所述，A T命令的实际上就是协议栈功能的一层抽象，因此本论文前半部分 着重介绍一 些 G S M / G P R S协议相关的 理论背景， 后半部分讨论命令 解释器的 设计问 题 。 2 . 移动通信系统的发展背景 移动通信可分为陆 地、 水上 和航空 移动 通信三大类， 其中
