(一句话)一门无线通信的入门书,使用故事+理论的方式阐述了第一代无线通信GSM(也就是1G时代)的架构,该架构主要涉及三个东西:手机、基站、核心网。
无线通信,首先就得解决手机与基站之间的无线通信问题。所以有了
无线通信要解决的六个问题:
手机如何找到基站
基站如何找到手机
如何保证手机移动着打电话的问题
基站如何区分手机
向谁收费问题
安全问题
- 手机如何找到基站
采用基站定时广播,就像在火车站的广播员一样:各位旅客您好,这里是火车南站。
这样手机就能知道,哦,这里有一个基站。
那如果你耳朵好,还听到了另一个广播:各位旅客您好,这里是火车北部。
那怎么办?我们可以通过声音大小或者看,来判定离哪一个更近。
手机就没办法直接这样了,这个时候,手机就会和两个基站进行信号强度的测量。
然后选择信号强的那个基站,当然,这里的选择还涉及到许多其他的因素
比如:这个基站的使用用户已经满载了,那即使是离这个基站近,也要转移到另一个基站来保证通话。
手机如何找基站的问题确认了。
- 基站如何找手机
想想这种场景:手机找基站,找到了,就可以打电话了。这个时候基站得帮你找,你要呼叫的那个人。
如果在这个时候基站才开始在整个地球村给你找人,那必然会很慢,也很占资源,可能半天呼不通。
所以这里基站也不主动找手机,而是手机定时报告自己的位置。
在基站广播之后,手机收到了,手机就会回应基站:我在这儿,有人呼叫我的话,帮我转过来哦。
- 如何保证手机移动着打电话
因为一个基站的覆盖范围是有限的,如果你在某一个基站覆盖范围下拨打电话,
这个时候,你移动,移动到了另一个基站下,再继续移动,超出上一个基站的覆盖范围,
这时候,上一个基站就没办法和你进行无线通信了。
这个时候,手机需要和另一个基站进行通信。
所以在移出上一个基站之前,需要和下一个基站进行协商,做好切换前的协商。
- 基站如何区分手机
每个手机都使用同一个频率的无线电波,那就会形成干扰,这个时候,基站就会一脸懵逼。
也因此而有了频分复用,时分复用。
而在3G时代的时候,出现了码分多址,也叫CDMA,就是这个技术使得高通公司一鸣惊人而成为世界顶级企业。
- 向谁收费问题
上面的问题是基站如何区分手机无线电波的问题,那提供服务后,运营商向谁收费就是另一个问题了。
当然,我们使用手机的时候,都会插入一张SIM卡,SIM卡里面就唯一标识了这张卡属于谁,
使用SIM,运营商就知道了你是谁,也就知道了找谁要钱的问题。
SIM卡里面的唯一标识和手机号类似,不过不是手机号,SIM卡里面的号又是另一串数字,
不然,换卡不换号,就没办法处理了。
- 安全问题
无线电波在空气中随意传播,非常容易被有心之人获得,所以不能两个人通话,随便一个人插一根天线就偷听到了。
所以,对数据进行了加密,采用的加密算法只在运营商之间得知,不对外,所以,安全性还是有保证的。
不过历史上就出现过一次加密算法被泄露的问题。后面改了加密算法。
为了避免垄断,让更多的厂商能够参与进来,所以,要定义标准。
不然,你一套,我一套,那手机生产商和基站生产商就只能是一个厂商了。
由此而衍生了 GSM 的三层接口和7号信令,手机和基站之间使用的是 GSM 的三层接口,也叫Um接口。
基站与核心网之间使用的是7号信令,和网络协议的七层结构类似,也叫A接口。
GSM 接口主要就是为了解决上述的无线通信问题而产生的。
而7号信令主要是为了处理不同基站之间的连接问题的,比如刚才说到的如何保证手机移动着打电话,
一个基站是没办法知道另一个基站的,因为另一个基站已经超出了它的覆盖范围。
所以这个时候,就需要一个核心网来管理各个基站,这个时候7号信令就应运而生。
以上就是《大话无线通信》的主要内容。
总结一下:
涉及三个点:手机、基站、核心网
手机与基站之间采用无线通信:基站广播信息,手机回应位置信息,通过频分复用、时分复用的方式来共用有限的电波资源;
基站和核心网之间采用7号信令进行通信。