2G移动通信在现场单元的应用

所谓2G就是指第二代移动通信技术，它与第一代模拟蜂窝移动通信相比具有这些特征：第二代移动通信系统采用了数字化，具有保密性强，频谱利用率高，能提供丰富的业务，标准化程度高等特点，使得移动通信得到了空前的发展，从过去的补充地位跃居通信的主导地位。国内目前应用的第二代蜂窝系统为欧洲的GSM系统以及北美的窄带CDMA系统，文章以GSM网络为实例描述2G移动网络通信技术在现实生活中的应用。

1GSM移动通信的原理

GSM移动通信起源于上世纪八十年代初期，当时的欧洲电信联盟研制了一种能够覆盖整个欧洲的移动通信网络系统，也就是现今人们称之为2G的移动通信系统GSM通信网络。经过近三十年的发展，现在的GSM移动通信网络遍布全球，也就是我们所说的全球通。在我国移动通信网络就是以GSM系统为基础的移动网络系统。

其通信的原理是基于TDMA的数字蜂窝移动通信技术，主要由基站子系统、移动台、网络子系统、操作支撑系统、位置区识别和基站识别色码几部分构成。

1.1基站子系统

基站子系统英文缩写为BSS，是为基站（BTS）所在的服务区无线收发信的设备。由基站控制器和基站发信台两部分构成，基站控制器（BSC）是具有对一个或若干个基站进行控制和相呼应控制的功能，基站子系统是由基站控制器与相应的基站构成。基站子系统覆盖着一定的无线区域，由移动业务交换中心（MSC）控制着与移动台进行数据交换的管理设备。移动台是由移动设备和用户识别模块两部分构成，其移动设备有移动终端、终端适配功能和终端设备功能部件构成。

基站发信台（BTS）是为所在小区的无线收发信设备所服务的，受控于基站控制器，属于基站子系统的无线部分，实现基站发信台与移动台无线通信的功能。基站发信台由基带单元、再贫单元和控制单元构成。基站发信台中存储这编码算法A5和密钥KC，用于解密接收到的密文形式的数据。

1.2网络子系统

网络子系统缩写为NSS，主要包含GSM系统的交换功能和用户数据系统新管理功能、安全性所必须的数据库管理功能。NSS是将移动通信用户之间以及移动通信网与其他通信网络进行数据管理作用的功能。NS由一系列功能的实体构成，整个GSM系统内部，即NSS的各功能实体之间和NSS与NSS之间都通过符合源CCITT信令系统No.7协议和GSM规范的7号信令网络互相通信，各个通信的功能如表2所示。

操作支撑子系统（OSS）主要是操作维护系统中的各个功能实体，根据厂家的实现方式一般分为交换子系统的操作维护中心(OMC-S)和无线子系统的操作维护中心(OMC-R)两部分。GSM网络通信可以通过MSC实现与多种网络的互通，包括PSTN、ISDN、PLMN和PSPDN。在检测位置更新和切换的需求时，要使用位置区识别，用于识别移动通信网中的一个位置区。基站识别色码(BSIC)是采用相同的载频利用相邻不同基站发信台(BTS)来进行区分的。主要用在识别不同国家的边界地区上面，因为不同的国家所采用不同的载频。一般BSIC由六个比特编码构成，例如NCC－PLMN色码是用来唯一识别相邻国家不同的PLMN，而BCC－BTS色码是用来唯一识别采用相同载频的相邻BTS。

2GSM移动通信模块在现场控制单元中的应用由于2G移动通信技术的广泛应用，全国各地都遍布了GSM基站，网络覆盖面极其广泛，利用GSM移动通信技术设计一套现场控制模块，实现对现场单元所在的物体进行实时的监控是十分有价值的。图1为基于GSM模块设计的现场单元监控模块。

现场单元监控模块由三部分构成，第一部分为通信模块，由GSM数据收发模块和GPS模块构成；第二部分为监控模块的数据处理单元，主要有单片机和转换电路构成；第三部分为输入和输出区域，主要由液晶显示屏和键盘构成。

整个现场控制单元可以由人通过远程输入手机信息通过移动通信的2G网络，发送消息给现场单元的GSM模块接收信号，当GSM模块接收到数据指令后通过转换电路将数据或命令发通过串口发送到单片机中，单片机根据指令运行相应的程序从而达到控制现场单元的目的。当然也可以由人直接的通过键盘输入数据到单片机中，单片机将其运行的结果通过液晶显示屏显示出来。利用2G的移动通信技术实现了对现场单元的远程控制，节约了人工维护的成本。

3结束语

2G网络的出现，使得移动通信技术很快遍布全球，其在现场单元中的应用。可以通过GSM模块收发数据来控制现场单元，从而达到监控现场单元所在物体的运行状态等参数。现场单元的维护人员就不必每天去巡视设备的运行情况，通过一条短信就能查看去运行质量，节约了大量的维护费用，具有十分重要的价值。