文献综述（或调研报告）：
GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务，网络数据的传输是基于TCP/IP协议栈。目前，嵌入式设备使用的GPRS模块一般都有内置TCP/IP协议栈，使用AT指令操作，但是不可避免的，内置协议栈导致灵活性下降。外置TCP/IP协议栈主要有UC-TCP/IP和LWIP等，其中LWIP是开源协议栈。LWIP已经广泛使用在各种嵌入式设备的网卡上，但是作为GPRS模块外置协议栈相对较少。
GPRS的移动终端分为三类。A类终端：MS可以同时传送GSM语音与传送GPRS数据。B类终端：MS可以同时以GSM和GPRS方式在网络登记。MS可以自动转换使用GPRS服务或是GSM服务，但不能同时传送语音与传送数据。所以当MS在传送资料的时，若收到来电呼叫，会暂停传送资料，接听电话后在继续传送数据。C类终端：功能是只能传送GPRS数据。此类终端例如用于笔记本电脑的PCMCIA GPRS上网卡。无论哪一类终端，传送GPRS数据都需要TCP/IP协议栈的支持，事实上，随后发展的3G和4G网络，网络数据传输也是依靠TCP/IP协议栈。
TCP/IP协议栈是一个协议簇，从上到下分为应用层，传输层，网络层和接口层。TCP协议和IP协议是最著名的两个协议，分别属于传输层和网络层。应用层包括所有和应用程序协同工作，利用基础网络交换应用程序专用的数据的协议。如HTTP,FTP等协议。传输层的协议，保证端到端可靠性和保证数据按照正确的顺序到达。每一个应用层（TCP/IP参考模型的最高层）协议一般都会使用到两个传输层协议之一： 面向连接的TCP传输控制协议和无连接的包传输的UDP用户数据报文协议，并且服务器应用程序经常与一个公开的端口号相联系。网络层解决在一个单一网络上传输数据包的问题。IP包从源地址发往目的地址，地址的标识就是IP地址，目前以IPV4地址为主，随着IPV4地址的枯竭，IPV6地址正在逐渐被推广使用。网络接口层实际上并不是因特网协议组中的一部分，但是它是数据包从一个设备的网络层传输到另外一个设备的网络层的方法。这个过程能够在网卡的软件驱动程序中控制，也可以在专用芯片中控制。这将完成如添加报头准备发送、通过实体媒介实际发送这样一些数据链路功能。另一端，链路层将完成数据帧接收、去除报头并且将接收到的包传到网络层。接口层是硬件相关的，接口层以上的协议是非硬件相关的。
早期的GPRS模块都没有内置TCP/IP协议栈,开发人员需要自行在控制程序中设计或者移植TCP/IP协议栈,实际上相当于把GPRS模块当作一个modem,GPRS模块对网络数据进行透传。在家庭宽带上网过程中，调制解调器（modem）是一个很重要的环节。网络数据是通过电话线进入个人家庭网络，modem在这一过程中对数据进行调制解调，因此在PC端看来，数据流就是纯粹的比特流。在GPRS上网过程中，无内置TCP/IP协议栈的GPRS模块就是扮演调制解调器这一角色。
随着通信技术的发展，GPRS模块在硬件上就集成了TCP/IP协议栈。通过内嵌的协议栈，开发人员不再需要关心TCP/IP协议栈的具体实现，不需要了解ip包的组成，直接使用AT命令就能进行数据传输。然而内置协议栈有限的AT命令降低了TCP/IP协议栈在使用过程中的灵活性。不过市场上大部分的GPRS模块如G510，SIM900等都提供了拨号上网命令ATD，通过该命令，可以接入外置协议栈，从而控制数据传输的整个过程。
外置TCP/IP协议栈的实现难点在于协议栈本身非常复杂。因此采用成熟的开源代码是一个很好的选择。LWIP是一个轻量级的TCP/IP协议栈，非常适合嵌入式设备使用。LWIP支持多种协议，包括PPP,TCP,UDP等等。LWIP主要用在网卡设备方面，应用在GPRS设备上比较少。在GPRS拨号上网过程中，PPP协议是关键的一步，拨号上网之后有握手验证过程，这个验证过程通过PPP协议来实现。
使用外置TCP/IP协议栈LWIP上网的大致流程如下：GPRS模块通过ATD命令拨号之后，随即用LWIP的PPP协议对接验证，验证完成之后运营商会分配一个动态IP地址给GPRS模块。获得动态IP标志着GPRS模块就已经在互联网上注册成功。在连接成功的基础上，利用LWIP协议栈，可以使用TCP、UDP等协议进行网络数据传输。
参考文献：
[1] LuoQinyun, ZhaoJinguo, Chen Min. Research of TCP/IP Protocol Stack Based on Embedded System[J]. International Conference on Computer Research amp; Development, 2011, 3:412-415
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