1.2 2G网络架构

为解决1G 存在的容量低、通信质量一般、保密性差等问题，满足人们对移动通信业务及性能提升的需求，2G出现了。2G采用数字调制方式，即FDMA基础上的时分多址（Time-Division Multiple Access,TDMA）、码分多址（Code-Division Multiple Access,CDMA）等新技术解决通信质量、容量、安全等问题，并且从网络架构上实现了移动通信业务的全球漫游，开始扩展支持的业务维度。由欧洲电信标准组织（European Telecommunications Standards Institute,ETSI）制定标准化的2G全球移动通信系统（Global System for Mobile Communications,GSM）结构[1]如图1-1所示。

图1-1 GSM结构

图1-1中，移动平台（Mobile Station,MS）是用户进行移动通信的终端设备，其中，用户识别模块（Subscriber Identity Module,SIM）存放着所有与用户有关的无线接口一侧的信息。基站子系统（Base Station Subsystem,BSS）是GSM实现无线通信的基本组成部分，负责无线发送/接收和无线资源管理，并通过Um接口实现与MS之间的无线传输。同时BSS与网络子系统（Network Sub-System,NSS）中的移动业务交换中心（Mobile Switching Center,MSC）相连，实现移动用户之间或移动用户和固定网络用户之间的通信。

NSS包括实现GSM主要交换功能的MSC以及管理用户数据和移动性所需的数据库。通过NSS接入公用电话交换网（Public Switched Telephone Network,PSTN）、综合业务数字网（Integrated Services Digital Network,ISDN）等固网，实现GSM用户和其他网络用户之间的通信。NSS 由 MSC、漫游位置寄存器（Visitor Location Register,VLR）、归属位置寄存器（Home Location Register,HLR）、鉴权中心（Authentication Center,AuC）、设备识别寄存器（Equipment Identity Register,EIR）、操作维护中心组成[2]。

GSM网络数据交换只能在电路域中进行，为提供分组业务，进一步地有了通用分组无线业务（General Packet Radio Service,GPRS）网络。GPRS网络是在GSM网络中增加GPRS网关支持节点（Gateway GPRS Support Node,GGSN）和GPRS服务支持节点（Serving GPRS Support Node,SGSN）功能实体来实现的，能广泛应用于IP域。通过将GPRS网络接入互联网和其他数据网络，实现与现有数据网络的无缝连接，拓展了电信行业的业务领域[3]。GPRS网络结构如图1-2所示。

图1-2 GPRS网络结构

虽然2G可提供的业务范围已从1G单一的语音通信扩展到各类语音、图像和互联网等多媒体数据，但由于带宽限制，其无法支持高速数据业务和多媒体业务，无法保证业务的服务质量（Quality of Service,QoS）性能，同时其网络封闭导致新业务开发困难。