所謂2G就是指第二代移動(dòng)通信技術(shù)，它與第一代模擬蜂窩移動(dòng)通信相比具有這些特征：第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)采用了數(shù)字化，具有保密性強(qiáng)，頻譜利用率高，能提供豐富的業(yè)務(wù)，標(biāo)準(zhǔn)化程度高等特點(diǎn)，使得移動(dòng)通信得到了空前的發(fā)展，從過去的補(bǔ)充地位躍居通信的主導(dǎo)地位。國(guó)內(nèi)目前應(yīng)用的第二代蜂窩系統(tǒng)為歐洲的GSM系統(tǒng)以及北美的窄帶CDMA系統(tǒng)，文章以GSM網(wǎng)絡(luò)為實(shí)例描述2G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。

1GSM移動(dòng)通信的原理

GSM移動(dòng)通信起源于上世紀(jì)八十年代初期，當(dāng)時(shí)的歐洲電信聯(lián)盟研制了一種能夠覆蓋整個(gè)歐洲的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，也就是現(xiàn)今人們稱之為2G的移動(dòng)通信系統(tǒng)GSM通信網(wǎng)絡(luò)。經(jīng)過近三十年的發(fā)展，現(xiàn)在的GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)遍布全球，也就是我們所說的全球通。在我國(guó)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)就是以GSM系統(tǒng)為基礎(chǔ)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

其通信的原理是基于TDMA的數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)，主要由基站子系統(tǒng)、移動(dòng)臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、操作支撐系統(tǒng)、位置區(qū)識(shí)別和基站識(shí)別色碼幾部分構(gòu)成。

1.1基站子系統(tǒng)

基站子系統(tǒng)英文縮寫為BSS，是為基站（BTS）所在的服務(wù)區(qū)無線收發(fā)信的設(shè)備。由基站控制器和基站發(fā)信臺(tái)兩部分構(gòu)成，基站控制器（BSC）是具有對(duì)一個(gè)或若干個(gè)基站進(jìn)行控制和相呼應(yīng)控制的功能，基站子系統(tǒng)是由基站控制器與相應(yīng)的基站構(gòu)成。基站子系統(tǒng)覆蓋著一定的無線區(qū)域，由移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）控制著與移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的管理設(shè)備。移動(dòng)臺(tái)是由移動(dòng)設(shè)備和用戶識(shí)別模塊兩部分構(gòu)成，其移動(dòng)設(shè)備有移動(dòng)終端、終端適配功能和終端設(shè)備功能部件構(gòu)成。

基站發(fā)信臺(tái)（BTS）是為所在小區(qū)的無線收發(fā)信設(shè)備所服務(wù)的，受控于基站控制器，屬于基站子系統(tǒng)的無線部分，實(shí)現(xiàn)基站發(fā)信臺(tái)與移動(dòng)臺(tái)無線通信的功能。基站發(fā)信臺(tái)由基帶單元、再貧單元和控制單元構(gòu)成。基站發(fā)信臺(tái)中存儲(chǔ)這編碼算法A5和密鑰KC，用于解密接收到的密文形式的數(shù)據(jù)。

1.2網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)縮寫為NSS，主要包含GSM系統(tǒng)的交換功能和用戶數(shù)據(jù)系統(tǒng)新管理功能、安全性所必須的數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能。NSS是將移動(dòng)通信用戶之間以及移動(dòng)通信網(wǎng)與其他通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理作用的功能。NS由一系列功能的實(shí)體構(gòu)成，整個(gè)GSM系統(tǒng)內(nèi)部，即NSS的各功能實(shí)體之間和NSS與NSS之間都通過符合源CCITT信令系統(tǒng)No.7協(xié)議和GSM規(guī)范的7號(hào)信令網(wǎng)絡(luò)互相通信，各個(gè)通信的功能如表2所示。

操作支撐子系統(tǒng)（OSS）主要是操作維護(hù)系統(tǒng)中的各個(gè)功能實(shí)體，根據(jù)廠家的實(shí)現(xiàn)方式一般分為交換子系統(tǒng)的操作維護(hù)中心(OMC-S)和無線子系統(tǒng)的操作維護(hù)中心(OMC-R)兩部分。GSM網(wǎng)絡(luò)通信可以通過MSC實(shí)現(xiàn)與多種網(wǎng)絡(luò)的互通，包括PSTN、ISDN、PLMN和PSPDN。在檢測(cè)位置更新和切換的需求時(shí)，要使用位置區(qū)識(shí)別，用于識(shí)別移動(dòng)通信網(wǎng)中的一個(gè)位置區(qū)。基站識(shí)別色碼(BSIC)是采用相同的載頻利用相鄰不同基站發(fā)信臺(tái)(BTS)來進(jìn)行區(qū)分的。主要用在識(shí)別不同國(guó)家的邊界地區(qū)上面，因?yàn)椴煌膰?guó)家所采用不同的載頻。一般BSIC由六個(gè)比特編碼構(gòu)成，例如NCC－PLMN色碼是用來唯一識(shí)別相鄰國(guó)家不同的PLMN，而BCC－BTS色碼是用來唯一識(shí)別采用相同載頻的相鄰BTS。

2GSM移動(dòng)通信模塊在現(xiàn)場(chǎng)控制單元中的應(yīng)用由于2G移動(dòng)通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，全國(guó)各地都遍布了GSM基站，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面極其廣泛，利用GSM移動(dòng)通信技術(shù)設(shè)計(jì)一套現(xiàn)場(chǎng)控制模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)單元所在的物體進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控是十分有價(jià)值的。圖1為基于GSM模塊設(shè)計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)單元監(jiān)控模塊。

現(xiàn)場(chǎng)單元監(jiān)控模塊由三部分構(gòu)成，第一部分為通信模塊，由GSM數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和GPS模塊構(gòu)成；第二部分為監(jiān)控模塊的數(shù)據(jù)處理單元，主要有單片機(jī)和轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成；第三部分為輸入和輸出區(qū)域，主要由液晶顯示屏和鍵盤構(gòu)成。

整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制單元可以由人通過遠(yuǎn)程輸入手機(jī)信息通過移動(dòng)通信的2G網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送消息給現(xiàn)場(chǎng)單元的GSM模塊接收信號(hào)，當(dāng)GSM模塊接收到數(shù)據(jù)指令后通過轉(zhuǎn)換電路將數(shù)據(jù)或命令發(fā)通過串口發(fā)送到單片機(jī)中，單片機(jī)根據(jù)指令運(yùn)行相應(yīng)的程序從而達(dá)到控制現(xiàn)場(chǎng)單元的目的。當(dāng)然也可以由人直接的通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)到單片機(jī)中，單片機(jī)將其運(yùn)行的結(jié)果通過液晶顯示屏顯示出來。利用2G的移動(dòng)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)單元的遠(yuǎn)程控制，節(jié)約了人工維護(hù)的成本。

3結(jié)束語

2G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，使得移動(dòng)通信技術(shù)很快遍布全球，其在現(xiàn)場(chǎng)單元中的應(yīng)用。可以通過GSM模塊收發(fā)數(shù)據(jù)來控制現(xiàn)場(chǎng)單元，從而達(dá)到監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)單元所在物體的運(yùn)行狀態(tài)等參數(shù)。現(xiàn)場(chǎng)單元的維護(hù)人員就不必每天去巡視設(shè)備的運(yùn)行情況，通過一條短信就能查看去運(yùn)行質(zhì)量，節(jié)約了大量的維護(hù)費(fèi)用，具有十分重要的價(jià)值。