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手机无线通信基础知识

上一篇 / 下一篇  2014-05-15 17:39:29 / 个人分类：手机通信知识

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  • SIM卡（Subscriber Identification Module） 客户识别模块

别称：用户身份识别卡

作用：
验证用户身份；存储用户信息
内容：
4种密码：PIN（SIM卡密码，最多输入3次），PUK（解锁PIN，最多输入10次），PIN2（控制计费），PUK2（控制计费）

  • 基站如何区分不同的手机？
让每个手机处于不同的频率和不同的时间。
  • 手机如何找到基站？
基站不停地向外广播信息。广播的内容主要为以下几种：
广播频率校正信号（GSM），广播导频信号（CDMA）；同步信号（时间）；基站标识；空中接口的结构参数
  • 基站如何找到手机？
手机通过基站的广播消息便知道自己所处的位置区。
若手机移动到另外一个位置区，便主动联系移动网络，告知自己当前的位置。
无论手机的位置区是否发生改变，都需要每隔一定的时间向移动网络汇报下自己的位置；若逾时未报，便把手机当作“网络不可及”处理。（这样做的目的是为了节省如下情况下的资源：若手机没电，或SIM卡被拔出，或手机处于网络覆盖之外等情况下，还有呼叫手机的情况）
  • 如何识别用户身份？
GSM：IMSI + PIN
CDMA：ESN + 密码（国外）；IMSI + PIN（国内）
  • 如何保证通话不被窃听？
对通话数据进行加密。加密方式如下：
核心网络给手机下发一串随机的比特流。
手机将自己的通话数据与该串随机的比特流利用加密算法（密钥）进行加密，产生加密后的比特流在空中传输。
接收端采用相似的方法还原原始的通话数据。
  • 如何保证“移动”着打电话不会有问题？
采用切换机制。
切换方式：硬切换；软切换
何时需要切换：2个因素，手机接收信号的强度和通话质量。
决定是否切换：由基站控制器决定最终是否切换。
  • 模拟通信系统架构
手机无线通信基础知识输入信号：用户发出的语音信号。（就是说出的话，即模拟信号）
输入变换器：模拟信号转化为电信号。
调制：低频信号转化为高频信号。
信道：传输电信号。
噪声：处理信号传输过程中产生的噪声。
解调：高频信号转化为低频信号。
输出变换器：电信号转化为模拟信号。
输出信号：用户发出的语音信号。（就是说出的话，即模拟信号）
  • 数字通信系统架构
手机无线通信基础知识输入信号：用户发出的语音信号。（就是说出的话，即模拟信号）
输入变换器：模拟信号转化为数字信号。
信源编码：简化信号的信息量，减少冗余度。
信道编码：增加一些冗余位，保证信号传输的正确性。
调制：低频信号转化为高频信号。
信道：传输电信号。
噪声：处理信号传输过程中产生的噪声。
解调：高频信号转化为低频信号。
信道解码：根据信道编码传过来的冗余位，校验信号的正确性。
信源解码：恢复初始的信号信息量
输出变换器：数字号转化为模拟信号。
输出信号：用户发出的语音信号。（就是说出的话，即模拟信号）
  • 如何控制手机的发射功率？
为什么要控制？
频率稀缺-》需要复用-》产生系统干扰-》控制手机发射功率
谁控制？
BSC。BSC会根据以下因素调整手机的发射功率：接收电平；接收质量；手机当前发射功率；手机本身最大的发射功率。
如何控制？
GSM的功率控制：
手机进入连接模式之前 -》BCCH -》手机初始接入小区时的最大发射功率
手机进入连接模式之后 -》SACCH -》手机当前发射功率
WCDMA的功率控制：
快速闭环功率控制
SIR < SIR目标 增大功率
SIR > SIR目标 降低功率
  • 手机省电的技术
DTX（Discontinuous Transmission，不连续发射）
原理：当用户说话时，产生13kbit/s的语音信号；当用户不说话时，产生0.5kbit/s的背景噪声信号。
实现：VAD（Voice Active Detect检测手机用户是否在讲话）
DRX（Discontinuous Reception，不连续接收）
原理：将手机按照不同的IMSI分为不同的寻呼组，当没有查询到自己所在的寻呼组时，手机便处于休眠状态。

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