無線通信入門1

標簽（空格分隔）： GSM CDMA WCDMA 無線通信

??讀了一個月的相關文檔讀的痛不欲生, 偶然發現一本好書<<大話無線通信>>, 對我這種對無線通信類新入門的小學森有著重大的解釋說明作用, 這本書使我對于有些晦澀的邏輯情景以及相關概念有了更加深刻的認識, 通過記錄加深一下對無線的理解以及方便對以后的查閱參考.

關于無線通信的tips:
多看, 多看, 多看..看到能閉著眼把流程圖畫出來, 很多疑問自然就清楚了

無線通信和有線通信的區別，簡單的說，其實只有兩點：接口和信道

基站如何區分手機？

1. 我們讓手機工作在不同的頻率上用以區分他們， 就如同一男一女合唱，他們的聲音是很容易分辨的， 因為聲波工作在不同的頻段。
2. 無線通信系統都是有自己的時間體系的， 比如GSM, 在中心交換機里用晶振產生時間然后一級一級往下傳送時鐘, 形成全網時間的統一, 如果讓手機工作在不同時間里, 那么也可以區分它們.

手機如何找到基站?

1. 基站它總是一刻不停的想歪廣播信息, 以方便手機找到它.

手機又如何才能聽到基站的廣播信息, 從而去鎖定基站?

1. 對于GSM系統而言, 不同的基站廣播信息時所使用的頻率不同, 這樣GSM手機必須掃描整個頻段, 按信號的強度從最強信號開始逐一檢查, 知道找到合適的基站的廣播, 這有點像聽廣播, 我們拿著收音機調, 調到一個信號最強的臺然后收聽廣播.
2. 對于CDMA手機, 基站固定使用一個頻率廣播信息, 手機只要調諧到這個頻率, 就可以收到基站的指引信息, 從而找到基站. 系統的控制載頻在整個CDMA通信網絡中是統一的, 比如不管在哪里只要撥打110就能得到警察的幫助.

基站廣播的內容是什么?

1. 對于GSM系統而言, 由于需要調整接收頻率用來正確接收廣播信息, 首先需要廣播頻率校正信號, 此外, 由于GSM是一個時分復用系統, 的同步很重要, 那么接下來的信息就是同步信號. CDMA系統與GSM系統類似, 首先是廣播導頻信號和同步型號, 然后再廣播基站的標識和空中接口的結構參數.

廣播之間如何避免干擾?

1. GSM相鄰的基站采取不同的頻率, 工作的頻率不同, 自然不會產生干擾, 如同兩個人唱歌, 一個唱男低音, 一個唱女高音, 誰也干擾不著誰.
2. CDMA系統中采用的是一個固定的頻率, 但是擴頻碼不一樣, 也不會產生干擾, 就好比一堆導游, 一個說中文, 一個說英文, 一個說法語, 誰也干擾不著誰.

基站如何找到手機?

??基站顯示將一個城市的無線網絡劃成若干位置區(類似城市的片區劃分), 手機通過偵聽廣播信息得知自己所在的位置區, 如果發現自己的位置區發生了變化, 則主動聯系無線網絡, 上報自己的位置, 無線網絡收到手機發來的位置變更消息后, 就把他記載在數據庫里, 這個數據庫稱為位置寄存器(location register). 等以后無線網絡收到對手機的被叫請求后, 就首先查找位置寄存器, 確定手機當前所處的位置區, 再將被叫的請求發送到該位置的基站, 由這些基站對手機新型尋呼.
位置變更消息還有個時效性的問題。 有時候你手機所處的位置區并沒有變更， 但網絡也無法找到你， 比如你的手機電池沒電了， 或是SIM卡被拔出來了， 還有一種可能是你的手機位置發生了變化， 但是網絡無法得知， 比如說你進入了無網絡覆蓋的區域。 在這種情況下， 繼續對你尋呼無疑是浪費了網絡的資源， 為了避免造成浪費， 我們通常設定一個周期型的時間， 要求手機每隔一定時間， 不管位置區有沒有變化， 都要向網絡回報以下自己當前所在的位置, 對于逾時未報的, 就把它當做"網絡不可及", 知道收到它的下一次位置更新再改變狀態.
位置區的劃分需要尋找一個平衡, 劃得太大了浪費尋呼資源, 劃的太小了手機隨便移動就要上報位置區變更, 同樣浪費系統資源.

??簡單的說, 就是手機的位置是通過手機自己來通知基站的, 而更新信息一種是通過手機自己告知基站, 另一種是有個類似于網絡的timeout值, 過了這個點, 就超時了, 而且這兩種方法是同時用的, 缺一不可.

如何識別手機用戶的身份?

??在移動通信系統中, 用戶是通過終端來訪問網絡的, 因此對用戶的鑒別就相當于對終端的鑒別.
在GSM系統中, 用戶的標識稱為IMSI(International Mobile Subscriber Identity, 國際移動用戶識別)號, 你可以把它理解為身份證號, 對于整個系統而言, 每個用戶的IMSI號是唯一的, 用以標識和區分用戶, IMSI號存儲于SIM卡, SIM可以獨立于終端, 另外, 核心網絡也存儲了IMSI號, 好與sim卡中的信息進行比對.
CDMA系統中用戶的標識是32bit的電子序列號(ESN, Electronic Serial Number), 也和IMSI一樣存在SIM卡和核心網絡.
但是只有IMSI號不能識別一個用戶, 就好比有身份證但是身份證不一定是真的, 所以在GSM系統的鑒權體制里, 采用的是"用戶標識 + 密碼"的方式來識別一個用戶是否合法.
手機打電話或者上網之前, 首先要向移動網絡提供自己的用戶標識和密碼, 移動網絡收到后和數據庫進行比對, 如果一致, 就認為你是合法用戶.

如何保證對話不被他人竊聽?

額..通信有加密的.

如何保證"移動"著打電話不會有問題

??用戶總會從一個基站覆蓋的范圍轉移到另一個基站的覆蓋范圍, 那么用戶與一個基站的通信也不可避免的要轉到另一個基站上去, 這就是"Handover"--切換.

1. 硬切換 終端首先切斷與原來基站內的聯系, 然后再接入新的基站, 在切換的過程中通信會發生瞬時的終端.
2. 軟切換 若終端盒相鄰的兩個基站同事保持聯系, 當終端徹底進入某一個基站的覆蓋區域后, 才斷開與另一個基站的聯系, 切換器件沒有終端通話, 我們稱值為"軟切換".
   對GSM來說, 它只有一套信號濾波器, 濾波器鎖定在目前通信的工作頻點, 而GSM的臨區工作頻點是不一樣的, 要完成切換, 必須更改當前信號濾波器的頻段, 等調諧到切換的頻率擦能和新的基站建立通信, 因此必然有個先斷后連的"硬切換"過程. 而對于CDMA來說, 軟切換要簡單很多, 因為它的所有載頻都在一個頻段. 但當它因為系統擴容上了二載頻, 三載頻以后, 同樣也會面臨只能硬切換的問題.

什么時候需要切換?

??在無線通信里, 通常有兩個參數來衡量是否需要切換: 接收信號的強度和通話質量. 手機是有一定靈敏度的, 信號太弱了將無法征程工作. 通常信號的強度越強, 通話質量越好, 切換的時候往往會涉及多個基站, 一個基站只了解自身的信號和資源情況, 而并不了解其他基站的具體情況, 因此通常要將終端以及基站本身測量的信號接收的強度上報給基站控制器, 最后由基站控制器決定是否進行切換.