前言:
由于工作原因,需要從頭開始學通信類的知識,就從這本《大話無線通信》開始吧。首先,通信分無線通信和有線通信
一、無線通信和有線通信的差別:接口和信道
接口:
- 固定電話的接口是釘在牆上的,插一根電話線就可以通過這個接口與固網進行聯系;
- 而手機和基站通信的接口是看不見、摸不到的,稱為“空中接口”
信道:
- 固定電話的信号通過電話線傳遞,稱為“有線信道”;
- 手機信号是通過電磁波在空中傳送的,稱為“無線信道”。
注:一般用空中接口和無線信道來描述無線通信和有線通信之間的差別
二、無線通信比有線通信複雜的原因:
有線通信因為接口固定,是以以下問題比較容易解決。而無線通信則比較費勁,下面是無線通信遇到的具體問題及解決辦法:
2.1 基站如何區分信号來自哪個手機:
多址(不同頻率)、複用(不同時間)
2.2 手機如何找到基站:
- GSM系統(Global System for Mobile Communication,全球移動通信系統)-掃描全頻段:對于GSM系統而言,不同的基站,廣播資訊時所使用的頻率不同。這樣GSM手機必須掃描整個頻段,按信号的強度從最強信号開始逐一檢查,直到找到合适的基站的廣播資訊。
- CDMA系統(Code Division Multiple Access,碼分多址)-檢查固定頻段:基站固定使用一個頻率(控制載頻)廣播資訊,手機隻要調諧到這個頻率,就可以收到基站的指引資訊,找到基站。注:系統的控制載頻在整個CDMA通信網絡中是統一的
2.2.1 廣播的内容:
首先廣播導頻信号和同步信号、其次廣播基站的辨別和空中接口的結構參數。
2.2.2 廣播之間避免幹擾的方法:
- GSM系統:采用不同的頻率;
- CDMA系統:采用相同的固定頻率,但擴頻碼不同。
2.3 基站如何找到手機:
手機位置變化時,周期性主動上報位置存在位置寄存器(資料庫)中。
2.4 如何識别手機使用者身份:
通過終端識别使用者的身份,不同系統中,使用者的辨別不同:
- GSM系統中,使用者的辨別稱為IMSI(Internationale Mobile Subscriber Identity,國際移動使用者識别)号,每個使用者的IMSI号唯一,存儲于SIM卡中;另外核心網絡也存儲了IMSI号,用來與SMI卡中的資訊做對比。
- CDMA系統中:國外機卡一體,采用32bit的電子序列号(ESN,Electronic Serial Number),由終端廠商或者營運商固化在使用者手機裡;國内,CDMA手機是機卡分離的,使用者辨別與GSM系統的類似,将IMSI号存儲于SMI卡和核心網絡。
為了防止非法使用者僞造辨別,采用“使用者辨別+密碼”的方式識别使用者的合法性。比如:用手機打電話或者上網之前,首先要向移動網絡提供自己的使用者辨別和密碼,如下圖所示。移動網絡受到後與資料庫進行比對,若一緻,就認為是合法使用者,可以使用通信服務了。
2.5 如何不被竊聽:
在數字通信系統中加密,空中傳送的隻有随機資料和加密結果
2.6 如何保證移動打電話不(随着位置、通話環境的變化)出現問題:
切換(Handover):
- 硬切換(終端先切斷與原來基站的聯系,再接入新的基站):在切換的過程中通信會發生瞬時的中斷。
- 軟切換/無縫切換(終端和相鄰的兩個基站同時保持聯系,當終端徹底進入某一個基站的覆寫區域後,才斷開與另一個基站的聯系,切換期間沒有中斷通話)
是否切換由“接受信号強度”和“通話品質”決定。通常将終端及基站本身測量的信号接收強度上報給基站控制器,最後由基站控制器決定是否進行切換。
不同無線通信技術之間的關系:
不同無線通信技術之間沒有本質的差別:
- 從理論上來說,現代通信技術依然基于香農的資訊論。各種通信技術所應用的底層調制解調和編碼譯碼等技術并沒有本質的差別;
- 從實際網絡而言:無線通信系統從2G到3G依然遵循着“無線收發信機——無線收發信機控制器——移動交換中心”這樣的體系架構。
《大話無線通信》讀書筆記——一、二章