《大话无线通信》读书笔记——第一章：快速理解无线通信

前言：

由于工作原因，需要从头开始学通信类的知识，就从这本《大话无线通信》开始吧。首先，通信分无线通信和有线通信

一、无线通信和有线通信的区别：接口和信道

接口：

• 固定电话的接口是钉在墙上的，插一根电话线就可以通过这个接口与固网进行联系；
• 而手机和基站通信的接口是看不见、摸不到的，称为“空中接口”

                                   

信道：

• 固定电话的信号通过电话线传递，称为“有线信道”；
• 手机信号是通过电磁波在空中传送的，称为“无线信道”。

注：一般用空中接口和无线信道来描述无线通信和有线通信之间的区别

二、无线通信比有线通信复杂的原因：

有线通信因为接口固定，所以以下问题比较容易解决。而无线通信则比较费劲，下面是无线通信遇到的具体问题及解决办法：

 

2.1 基站如何区分信号来自哪个手机：

多址（不同频率）、复用（不同时间）

2.2 手机如何找到基站：

• GSM系统（Global System for Mobile Communication，全球移动通信系统）-扫描全频段：对于GSM系统而言，不同的基站，广播信息时所使用的频率不同。这样GSM手机必须扫描整个频段，按信号的强度从最强信号开始逐一检查，直到找到合适的基站的广播信息。
• CDMA系统（Code Division Multiple Access，码分多址）-检查固定频段：基站固定使用一个频率（控制载频）广播信息，手机只要调谐到这个频率，就可以收到基站的指引信息，找到基站。注：系统的控制载频在整个CDMA通信网络中是统一的

2.2.1 广播的内容：

首先广播导频信号和同步信号、其次广播基站的标识和空中接口的结构参数。

2.2.2 广播之间避免干扰的方法：

• GSM系统：采用不同的频率；
• CDMA系统：采用相同的固定频率，但扩频码不同。

2.3 基站如何找到手机：

手机位置变化时，周期性主动上报位置存在位置寄存器（数据库）中。

2.4 如何识别手机用户身份：

通过终端识别用户的身份，不同系统中，用户的标识不同：

• GSM系统中，用户的标识称为IMSI（Internationale Mobile Subscriber Identity，国际移动用户识别）号，每个用户的IMSI号唯一，存储于SIM卡中；另外核心网络也存储了IMSI号，用来与SMI卡中的信息做对比。
• CDMA系统中：国外机卡一体，采用32bit的电子序列号（ESN，Electronic Serial Number），由终端厂商或者运营商固化在用户手机里；国内，CDMA手机是机卡分离的，用户标识与GSM系统的类似，将IMSI号存储于SMI卡和核心网络。

为了防止非法用户伪造标识，采用“用户标识+密码”的方式识别用户的合法性。比如：用手机打电话或者上网之前，首先要向移动网络提供自己的用户标识和密码，如下图所示。移动网络受到后与数据库进行比对，若一致，就认为是合法用户，可以使用通信服务了。

                                                    

2.5 如何不被窃听：

在数字通信系统中加密，空中传送的只有随机数据和加密结果

                                      

2.6 如何保证移动打电话不（随着位置、通话环境的变化）出现问题：

切换（Handover）：

• 硬切换（终端先切断与原来基站的联系，再接入新的基站）：在切换的过程中通信会发生瞬时的中断。
• 软切换/无缝切换（终端和相邻的两个基站同时保持联系，当终端彻底进入某一个基站的覆盖区域后，才断开与另一个基站的联系，切换期间没有中断通话）

是否切换由“接受信号强度”和“通话质量”决定。通常将终端及基站本身测量的信号接收强度上报给基站控制器，最后由基站控制器决定是否进行切换。

 

不同无线通信技术之间的关系：

不同无线通信技术之间没有本质的区别：

• 从理论上来说，现代通信技术依然基于香农的信息论。各种通信技术所应用的底层调制解调和编码译码等技术并没有本质的区别；
• 从实际网络而言：无线通信系统从2G到3G依然遵循着“无线收发信机——无线收发信机控制器——移动交换中心”这样的体系架构。

《大话无线通信》读书笔记——一、二章