1.1.2 第二代移动通信技术
为了解决由于采用不同模拟蜂窝系统造成互不兼容无法漫游服务的问题，1982年北欧四国向欧洲邮电行政大会（Conference Europe of Post and Telecommunications，CEPT）提交了一份建议书，要求制定900 MHz频段的欧洲公共电信业务规范，建立全欧统一的蜂窝网移动通信系统。同年成立了欧洲移动通信特别小组，简称GSM（Group Special Mobile）。第二代移动通信数字无线标准主要有：GSM、D-AMPS、PDC和IS-95CDMA等。
为了适应数据业务的发展需要，在第二代移动通信技术中还诞生了2.5G，也就是GSM系统的GPRS和CDMA系统的IS-95B技术，这两项技术大大提高了数据传送能力。第二代移动通信系统在引入数字无线电技术以后，数字蜂窝移动通信系统提供了更好的网络，不仅改善了语音通话质量，提高了保密性，防止了并机盗打，而且也为移动用户提供了无缝的国际漫游。
GSM系统包括GSM900的900 MHz，GSM1800的1 800 MHz及GSM-1900的1 900 MHz等几个频段。
GSM系列主要有GSM900，DCS1800和PCS1900三部分，三者之间的主要区别是工作频段的差异。
目前我国主要的两大GSM系统为GSM900及GSM1800，由于采用了不同的频率，因此适用的手机也不尽相同。不过目前大多数手机基本是双频手机，可以在这两个频段内自由切换。欧洲国家普遍采用的系统除GSM900和GSM1800外，还加入了GSM1900，手机为三频手机。在我国随着手机市场的进一步发展，当时也已经出现了三频手机，即可在GSM900、GSM1800、GSM1900三种频段内自由切换的手机，真正做到了一部手机可以畅游全世界。
第二代移动通信技术基本可分为两种，一种是基于TDMA发展出来的GSM，另一种是采用复用（Multiplexing）形式的CDMA。
主要的第二代手机通信技术规格标准有：
（1）GSM：基于TDMA发展、源于欧洲、目前已全球化。
（2）IDEN：基于TDMA发展、美国独有的系统，被美国电信系统商Nextell使用。
（3）IS-136（也称为D-AMPS）：基于TDMA发展，是美国最简单的TDMA系统，主要用于美洲。
（4）IS-95（也称为CDMA One）：基于CDMA发展、是美国最简单的CDMA系统、主要用于美洲和亚洲一些国家。
（5）PDC（Personal Digital Cellular）：基于TDMA发展，仅在日本普及。
与第一代模拟蜂窝移动通信技术系统相比，第二代移动通信技术系统采用了数字化，具有保密性强，频谱利用率高，能提供丰富的业务，具有标准化程度高等特点，使得移动通信技术得到了空前的发展，从过去的补充地位跃居通信技术的主导地位。
在我国，现有的移动通信网络主要以第二代移动通信系统的GSM和CDMA为主，网络运营商运营的主要是GSM系统，现在中国移动、中国联通使用的是GSM系统，中国电信使用的是CDMA系统。
1.GSM移动通信网结构
GSM移动通信网结构如图1-2所示。
图1-2 GSM移动通信网结构示意图
由系统结构图可以看出，GSM由MS（移动台）、BSS（基站子系统）、MSS（移动交换子系统，也称为网络子系统-NSS）和OSS（操作维护子系统）这四部分组成。
1）移动台（MS）
移动台是GSM系统的用户设备，包括车载台、便携台和手持机。
每个移动台都有自己的识别码，即国际移动设备识别号（IMEI），IMEI主要由型号许可代码和厂家有关的产品号构成。
每个移动用户都有自己的国际移动用户识别号（IMSI），这个号码全球唯一，存储在用户手机的SIM卡上。
2）基站子系统（BSS）
功能：基站子系统（BSS）在GSM网络的固定部分和无线部分之间提供中继，BSS通过无线接口直接与移动台实现通信连接，同时BSS又连接到网络端的移动交换机。
（1）基站收发信台（BTS）
基站收发信台（BTS）完成无线与有线的转换，属于基站系统的无线部分，是由BSC（基站控制器）控制，服务于小区的无线收发信设备，完成BSC与无线信道之间的转换，实现BTS（基站收发台）与MS（移动台）之间通过空中接口的无线传输及相关的控制功能。
（2）基站控制器（BSC）
基站控制器（BSC）是BSS的控制部分，在BSS中起交换作用。BSC一端可与多个BTS相连，另一端与MSC和操作维护中心（OMC）相连，BSC面向无线网络，主要负责完成无线网络、无线资源管理及无线基站的监视管理，并能完成对基站子系统的操作维护功能。
BSS中的BSC所控制的BTS的数量随业务量的大小而改变。
3）移动交换子系统（MSS）
主要包含GSM系统的交换功能和用于用户数据与移动性管理、安全性管理所需要的数据库功能，它对GSM移动用户之间的通信和GSM移动用户与其他通信网用户之间通信起着管理作用。
（1）移动业务交换中心（MSC）
移动业务交换中心（MSC）是网络的核心。它提供交换功能，把移动用户与固定网用户连接起来，或把移动用户互相连接起来。为此，它提供到固定网（即PSTN、ISDN、PDN等）的接口，及与其他MSC互连的接口。
MSC从三种数据库——归属位置寄存器（HLR）、拜访位置寄存器（VLR）和鉴权中心（AUC）中取得处理用户呼叫请求所需的全部数据。反之，MSC根据其最新数据更新数据库。
（2）归属位置寄存器（HLR）
归属位置寄存器（HLR）是GSM系统的中央数据库，存储着该HLR控制的所有存在的移动用户的相关数据，一个HLR能够控制若干个移动交换区域或整个移动通信网，所有用户的重要的静态数据都存储在HLR中，包括移动用户识别号码、访问能力、用户类别和补充业务等数据。HLR还存储且为MSC提供移动台实际漫游所存在的MSC区域的信息（动态数据），这样就使任何入局呼叫立即按选择的路径送往被叫用户。
（3）拜访位置寄存器（VLR）
拜访位置寄存器（VLR）存储进入其覆盖区的移动用户的全部有关信息，这使得MSC能够建立呼入/呼出的操作。可以把它看成动态的用户数据库。VLR从移动用户的归属位置寄存器（HLR）处获取并存储必要的数据，一旦移动用户离开该VLR的控制区域，则重新在另一个VLR登记，原VLR将取消临时记录的该移动用户的数据。
（4）鉴权中心（AUC）
鉴权中心（AUC）属于HLR的一个功能单元部分，专用于GSM系统的安全性管理。鉴权中心（AUC）存储着鉴权信息与加密密钥，用来进行用户鉴权及对无线接口上的话音、数据、信令信号进行加密，防止无权用户接入和保证移动用户的通信安全。
（5）设备识别寄存器（EIR）
设备识别寄存器（EIR）存储着移动设备的国际移动设备识别号（IMEI），通过核查白色清单、黑色清单、灰色清单这三种表格，分别列出准许使用、出现故障需监视、失窃不准使用的移动设备识别号（IMEI）。运营部门可据此确定被盗移动台的位置并将其阻断，对故障移动台能采取及时的防范措施。
（6）短消息中心（SC）
短消息中心（SC）提供在GSM网络中移动用户和固定用户或移动用户和移动用户之间发送信息长度较短的信息。
4）操作维护子系统（OSS）
操作维护子系统（OSS）是维护人员和系统设备之间的中介，它实现了系统的集中操作和维护，完成包括移动用户管理、移动设备管理及网络操作维护等功能。
用于操作维护的设备成为操作维护中心（OMC），它又分为OMC-S和OMC-R两部分，其中OMC-S用于MSC、HLR和VLR的维护和管理，OMC-R用于整个BSS系统的操作与维护。
2.CDMA系统组成结构
CDMA蜂窝通信系统的网络结构与GSM系统相类似，主要由：网络子系统和基站子系统等组成，如图1-3所示。
图1-3 CDMA系统结构示意图
1）网络子系统
网络子系统位于市话网与基站控制器之间，它主要由：移动交换中心（MSC）或称为移动电话交换局（MTSO）、本地用户位置寄存器（HLR）、访问用户位置寄存器（VLR）、操作管理中心（OMC）、鉴权中心（AC）等设备组成。
2）基站子系统
基站子系统（BSS）包括基站控制器（BSC）和基站收发设备（BTS）。每个基站的有效覆盖范围即为无线小区，简称小区。小区可分为全向小区（采用全向天线）和扇形小区（采用定向天线），常用的小区分为3个扇形区，分别用α、β和γ表示。
一个基站控制器（BSC）可以控制多个基站，每个基站含有多部收发信机。