摘要：隨著青藏線、膠濟(jì)線、大秦線、京津城際鐵路的相繼開(kāi)通，GSM-R通信技術(shù)在中國(guó)得到真正的應(yīng)用和發(fā)展。在GSM-R網(wǎng)絡(luò)中引進(jìn)GPRS技術(shù)，無(wú)疑是中國(guó)鐵路通信人的創(chuàng)舉。隨著中國(guó)高速鐵路的不斷發(fā)展，GSM-R通信技術(shù)必將得到更大的發(fā)展和完善。
　　關(guān)鍵字：GSM-R；GPRS；PDP激活；調(diào)度命令
　　
　　引言
　　隨著青藏線、膠濟(jì)線、大秦線、京津城際鐵路的相繼開(kāi)通，GSM-R通信技術(shù)在中國(guó)得到真正的應(yīng)用和發(fā)展。作為第一代GSM-R通信人之一，以下對(duì)GPRS技術(shù)并結(jié)合GPRS在GSM-R中的應(yīng)用進(jìn)行一下闡述，供同行參閱，不當(dāng)之處還請(qǐng)各位同仁指正。
　　第一章GPRS相關(guān)簡(jiǎn)介
　　GPRS（GeneralPacketRadioService，通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)）是在現(xiàn)有的GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)基礎(chǔ)之上發(fā)展起來(lái)的一種移動(dòng)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS通過(guò)GSM數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中引入分組交換功能實(shí)體，以支持采用分組方式進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸。G用戶利用移動(dòng)終端接入Internet或其它分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的需求。
　　GSM-GPRS通過(guò)在原有GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上增加一系列功能實(shí)體來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)分組數(shù)據(jù)的傳輸，新增功能實(shí)體和軟件升級(jí)后的原GSM功能實(shí)體組成GSM-GPRS網(wǎng)絡(luò)，作為獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體完成GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，原GSM網(wǎng)絡(luò)則完成電路業(yè)務(wù)。GPRS網(wǎng)絡(luò)與GSM原網(wǎng)絡(luò)通過(guò)一系列的接口協(xié)議共同完成對(duì)移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)性管理功能。
　　GPRS新增如下功能實(shí)體：服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)（SGSN），網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)（GGSN），點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)數(shù)據(jù)服務(wù)中心等。
　　GPRS大規(guī)模地采用了數(shù)據(jù)通信技術(shù)，包括幀中繼、TCP/IP、X.25、X.75，同時(shí)在GPRS網(wǎng)絡(luò)中使用了路由器、接入網(wǎng)服務(wù)器、防火墻等產(chǎn)品
　　第二章在GSM-R網(wǎng)路中使用GPRS作為移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的原因
　　除了GPRS業(yè)務(wù)外，在GSM-R網(wǎng)絡(luò)中還可以選擇使用CSD(電路交換型數(shù)據(jù))進(jìn)行移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸。
　　以下是對(duì)GSM-R電路交換型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與GPRS分組交換型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的技術(shù)特征所作的對(duì)比說(shuō)明。
　　2.1、電路交換的通信方式
　　在電路交換的通信方式中，在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，首先需要通過(guò)一系列的信令過(guò)程，為特定的信息傳輸過(guò)程（如通話）分配信道，并在信息的發(fā)送方、信息所經(jīng)過(guò)的中間節(jié)點(diǎn)、信息的接收方之間建立連接，然后傳送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程結(jié)束以后再釋放信道資源，斷開(kāi)連接。
　　2.2、分組交換的通信方式
　　在分組交換的通信方式中，數(shù)據(jù)被分成一定長(zhǎng)度的包（分組），每個(gè)包的前面有一個(gè)分組頭（其中的地址標(biāo)識(shí)指明該分組發(fā)往何處）。數(shù)據(jù)傳送之前并不需要預(yù)先分配信道，建立連接。
　　
　　第三章GPRS網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和接口
　　
　　3.1、GSM-R網(wǎng)絡(luò)中GPRS的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)
　　（1）移動(dòng)終端
　　在GSM網(wǎng)絡(luò)中一般是MS（MobileStation，即手機(jī)）；在GSM-R網(wǎng)絡(luò)中可以是CIR（車載臺(tái)）或MS（手機(jī)）。
　　（2）PCU（PacketControlUnit，分組控制單元）
　　PCU是在BSS側(cè)增加的一個(gè)處理單元，主要完成BSS側(cè)的分組業(yè)務(wù)處理和分組無(wú)線信道資源的管理，目前PCU一般在BSC和SGSN之間實(shí)現(xiàn)；
　　（3）SGSN（ServiceGPRSSupportNode，服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)）
　　SGSN是GPRS網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)基本組成網(wǎng)元，是為了提供GPRS業(yè)務(wù)而在GSM網(wǎng)絡(luò)中引進(jìn)的一個(gè)新的網(wǎng)元設(shè)備。
　　（4）GGSN（GatewayGPRSSupportNode，關(guān)口GPRS支持節(jié)點(diǎn)）
　　GGSN也是為了在GSM網(wǎng)絡(luò)中提供GPRS業(yè)務(wù)功能而引入的一個(gè)新的網(wǎng)元功能實(shí)體，提供數(shù)據(jù)包在GPRS網(wǎng)和外部數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的路由和封裝。
　　（5）RADIUS服務(wù)器
　　在非透明接入的時(shí)候，需要對(duì)用戶的身份進(jìn)行認(rèn)證，相關(guān)的認(rèn)證、授權(quán)信息就存儲(chǔ)在RADIUS服務(wù)器（Server，遠(yuǎn)程接入鑒權(quán)與認(rèn)證服務(wù)器）上。（6）DNS（DomainNameSystem，域名服務(wù)器）
　　GPRS網(wǎng)絡(luò)中存在兩種域名服務(wù)器：一種是GGSN同外部網(wǎng)之間的DNS，主要功能是對(duì)外部網(wǎng)的域名進(jìn)行解析，其作用完全等同于固定Internet網(wǎng)絡(luò)上的普通DNS；另一種是GPRS骨干網(wǎng)上的DNS。
　　（7）GRIS/GROS
　　GRIS（GPRS接口服務(wù)器）負(fù)責(zé)將終端側(cè)（移動(dòng)終端或CTC）發(fā)送的信息進(jìn)行查詢轉(zhuǎn)發(fā)；在以下GPRS應(yīng)用中將會(huì)具體講述。
　　
　　3.2、主要的網(wǎng)絡(luò)接口
　　（1）Um接口
　　Um接口是GPRSMS與GPRS網(wǎng)絡(luò)間的接口，通過(guò)MS完成與GPRS網(wǎng)絡(luò)的通信，完成分組數(shù)據(jù)傳送、移動(dòng)性管理、會(huì)話管理、無(wú)線資源管理等多方面的功能。
　　（2）Gb接口
　　Gb接口是SGSN和BSS間接口，通過(guò)該接口SGSN完成同BSS系統(tǒng)、MS之間的通信，以完成分組數(shù)據(jù)傳送、移動(dòng)性管理、會(huì)話管理方面的功能。該接口是GPRS組網(wǎng)的必選接口。
　　（3）Gi接口
　　Gi接口是GPRS與外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的接口。GPRS通過(guò)Gi接口和各種公眾分組網(wǎng)如Internet或ISDN網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，在Gi接口上需要進(jìn)行協(xié)議的封裝/解封裝、地址轉(zhuǎn)換（如私有網(wǎng)IP地址轉(zhuǎn)換為公有網(wǎng)IP地址）、用戶接入時(shí)的鑒權(quán)和認(rèn)證等操作。
　　（4.）Gn接口
　　Gn接口是GRPS支持節(jié)點(diǎn)間接口，即同一個(gè)PLMN內(nèi)部SGSN間、SGSN和GGSN間接口，該接口采用在TCP/UDP協(xié)議之上承載GTP（GPRS隧道協(xié)議）的方式進(jìn)行通信。
　　
　　第四章GPRS在GSM-R網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
　　GPRS在GSM-R網(wǎng)絡(luò)中的特點(diǎn)
　　由于鐵路通信的特點(diǎn)，使用IP數(shù)據(jù)網(wǎng)作為GPRS網(wǎng)絡(luò)的承載網(wǎng)
　　北京木樨地核心機(jī)房作為GSM-R網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點(diǎn)，有2臺(tái)Cisco7609（路由器）、2臺(tái)Cisco7606（路由器）、2臺(tái)Cisco3560（三層交換機(jī)）負(fù)責(zé)與全國(guó)各地的數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備連通。
　　
　　結(jié)束語(yǔ)：高速鐵路必將未來(lái)鐵路發(fā)展的方向，如何保證高速鐵路的正常運(yùn)營(yíng)，這對(duì)通信提出了更高的要求。在高速鐵路的GSM-R通信中引入GPRS技術(shù)，對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)是一個(gè)創(chuàng)舉（在歐洲的GSM-R網(wǎng)絡(luò)中未使用GPRS），相信隨著信息化的浪潮的到來(lái)和鐵路通信人的努力，鐵路通信必將迎來(lái)更美好的明天。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]張殿富.《移動(dòng)通信基礎(chǔ)》中國(guó)水利水電出版社2001
　　[2]呂捷．《GPRS技術(shù)》北京郵電學(xué)院出版社2001