浅谈手机与基站的通讯.docx

1、浅谈手机与基站的通讯浅谈手机与基站的通讯 “对不起，您所拨叫的用户不在服务区，请稍后再拨”，使用手机的用户经常会听到这样的语音提示，可是不知道大家是否想过为什么对方的手机不在服务区的时候电脑话务员会自动给予这种语音提示呢？ 首先我们应该了解一下手机的通信机理，我们知道GSM网络也叫数字蜂窝网络，为什么叫蜂窝呢？其实是因为GSM的网络是由许多基站组成的，每一个基站都在发射着不同频段的微波信号，这么多的基站形成了一个个好似蜂窝状的网络，因此蜂窝网络由此而来。由基站发射的微波始终跟踪着手机，当用户从一区域过渡到另一区域时，手机自动进行切换。也就是说，手机始终在基站的“监视”之中，这就有点象处在雷达监

2、视中的飞机。基站只是起着发射信号的作用，而进行数据处理、转换的中心则是网络运营商的中央机房计算机系统，计算机担负着数据的处理、传输，计算费用等任务。基站与系统也是时刻保持联系的，基站将用户的信息及时反馈给系统，而且将用户在进行数据业务的同时将数据传输给系统，然后系统再进行中转。因此，我们不难发现手机用户、基站、中央计算机系统之间的关系。 这就是手机通信的基本原理，当然在实际操作中绝对没有这么简单，但是如果我们明白了这个基本原理以后，我们可以解释许多平时遇到过的现象。 就象前面所说的当你的手机处于信号盲区别人打你的手机的时候，这时候系统自动给予用户不在服务区的提示。原因很简单，当用户处在信号盲区

3、，这时候用户和基站暂时脱离联系，基站寻找不到用户，所以就给中央系统反馈信息，系统记录下来，认为此用户脱离服务区，当别人拨打此用户的时候，系统自动播放事先录制好的语音提示，所以就能听到“您所拨叫的用户不在服务区”的提示。当用户再次进入网络服务区，重新进入基站的“监视”中，基站又给中央系统反馈信息，系统记录下来，重新接通，于是用户恢复到了正常通信状态。 有这样一种有趣的现象不知道大家是否发现过没有，当手机开机的时候强行取下电池后，然后拨打该手机，仍然会听到用户不在服务区的语音提示，这又是为什么呢？（开机的时候强行取下电池有损手机寿命，强烈建议大家不要去试，否则后果自负哦）我们已经知道,手机是时刻与

4、基站保持联系的.当我们关机的时候,手机向基站发出退网信息,然后基站将信息反馈给中央系统。关机后,系统自动记录该用户的关机信息.所以当我们关机以后,别人再打你的,就听到的是您所拨叫的用户已关机,请稍后再拨的语音提示.当我们开机的时候,手机又向基站发出登陆网络信息,然后寻网,待登陆好网络以后我们就可以使用手机进行通话等业务了.那为什么手机在开机状态取下电池,然后如果别人再打就认为你的手机不在服务区了呢?当我们在开机状态取下电池,这个时候手机是被强行关机的,并没有来得及给基站发送关机信息的,但是这个时候,手机关机了,与基站突然脱离联系,基站不能正常跟踪手机,基站将信息反馈给中央系统，系统就认定此用户

5、进入信号盲区,所以系统自动记录此用户不在服务区。 通过对这两个例子的解释，大家一定对手机的通信基本原理不感到那么神奇了吧。下面我们来看看有关手机定位的技术的机理。 大家都知道GPS的是全球定位系统，由三颗卫星担负着定位的工作，其实手机也是可以用来进行定位的，如果将手机基站看作是GPS中的三颗卫星的话，那么我们只需要相临的三个基站就能计算出该手机用户的坐标位置，这种技术其实并不神奇，高中生就能解决，但是这种技术如果推广投入商用的话，前景将非常可观。下面我们根据一个简单的小例子来更进一步地了解一下手机是如何定位的（当然这需要一定的数学知识，相当于高中的水平）。 假设相临的三个基站形成一个等边三角形

6、，它们是A、B、C三个点，我们取A点为相对坐标的原点（0，0），则其他的点的坐标如图所示，a,b,c分别为手机用户与基站的距离。则根据几何的知识：两点间的距离公式：|AB|=其中A点的坐标为，B点的坐标为有了这个公式，还有相临三个基站的坐标和手机用户分别与各基站的距离，我们就能使用这个公式进行计算，从而得出手机用户的坐标。当然这里只是举一个很简单的例子来给给大家定量地分析一下，有兴趣的朋友可以自己计算一下。 这就是有关手机定位的初步知识，在实际中绝对没有说得那么简单，不过对于咱们广大的手机爱好者只要知道这些就已经足够了。 看来我们了解了手机与基站的通讯机理以后还真的能解释不少我们平时遇到的问题

7、。以后再碰到这样的情况，我想你就应该知道原因了吧。 GSM、CDMA、GPRS三代手机网络比拼 先发制人的GSM：目前世界上大概有75的手机使用的标准是GSM。GSM是Global System for Mobile Communications的缩写，意为全球移动通信系统，是世界上主要的蜂窝系统之一。GSM是基于窄带TDMA制式，允许在一个射频同时进行8组通话。GSM80年代兴起于欧洲，1991年投入使用。到1997年底，已经在100多个国家运营，成为欧洲和亚洲实际上的标准，到了2001年，在全世界的162个国家已经建设了400个GSM通信网络。但GSM系统的容量是有限的，在网络用户过载时，

8、就不得不构建更多的网络设施。值得欣慰的是GSM在其他方面性能优异，它除了提供标准化的列表和信令系统外，还开放了一些比较智能的业务如国际漫游等。GSM手机的方便之处在于它提供了一个智能卡，人们称之为SIM卡，并且机卡可以分离，这样用户更换手机并且定制个人信息这方面都十分便利了。GSM手机还允许用户接收160字长度的短信息。 通话清晰的CDMA：CDMA是CodeDivision Multiple Access的缩写，全称码分多址，由美国高通公司最早研制出来。但此时正值GSM大占天下的时候，所以几乎没有一个移动通讯商敢使用它，最后是国人让CDMA绝境逢生。在90年代初，国政府一直想寻找发展本国电子

9、制造工业的机会，当它发现欧洲几乎已经垄断了GSM市场之后，它果断地向CDMA抛出了绣球，CDMA从那时开始发展起来。 CDMA可以在有限的频谱围支持更多的用户，同时具备良好的抗干扰性及抗衰耗性。与其他两种2G数字移动通信标准相比，CDMA在技术上有着诸多优势。首先，CDMA手机的平均发射功率不及GSM手机平均发射功率的60分之一，甚至低于电视屏幕所产生的辐射功率；其次，CDMA手机有着媲美固定的语音质量，即使在噪音比较大的情况下也能清晰通话；第三，CDMA本身的技术优势允许采用尺寸更小、重量更轻、功能更强的机芯。从而使CDMA手机可以做到更加小巧轻便、更具个性化和时代气息，三星电子CDMA手机

10、近年来走俏全球市场就是有力佐证；第四，CDMA具有投入少、容量大等特点。据专家称，CDMA单位覆盖面积所需基站数量只有GSM的四分之一，频谱利用率是GSM的55倍，且网络设计施工和扩容更为简便。这些都意味着运营商可以大大降低网络建设与运营成本，从而带来更具吸引力的价格优势。第五，CDMA手机基本上不存在盗号、断话的可能。 随时上网的GPRS：GPRS（General Packet Radio Service）的中文含义为整合封包无线服务，它是利用而“分封交换”（PacketSwitched）的概念所发展出的一套无线传输方式，是在现有的GSM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务，我们可以将G

11、PRS理解为GSM的一个更高层次。所谓的分封交换就是将数据分装成许多独立的封包，再将这些封包一个一个传送出去，形式上有点像寄包裹，采用分封交换的好处是只有在有资料需要传送时才会占用频宽，而且可以以传输的资料量计价，这对用户来说是比较合理的计费方式。 GPRS的用途十分广泛，包括通过手机发送及接收电子，在互联网上浏览等。与WAP不同的是用WAP上网就如在家中上网，先“拨号连接”，上网后便不能同时使用该线，但GPRS就较为优越，下载资料和通话是可以同时进行的。从技术上来说，声音的传送（即通话）继续使用GSM，而数据的传送便可使用GPRS，这样的话，就把移动的应用提升到了一个更高的层次。而且发展GP

12、RS技术也十分“经济”，因为只需沿用现有的GSM网络来发展即可。 不完全体验CDMA手机网络试用独家报道 编者按：我们编辑2002年1月刊时，联通公司的CDMA网络调试已经进入尾声。对于CDMA网络，很多手机用户以及手机厂商，甚至是联通公司本身也是翘首期待。联通公司把CDMA认作为抢占市场，抗衡移动公司最有力的武器。而用户则对CDMA网络充满了憧憬，企盼能改变目前的资费局面以及GSM手机的种种弊端，那么CDMA是否真有这样力挽狂澜的能力呢？为了真实的感受CDMA的魅力，联通公司特地为本刊送来CDMA测试用UIM卡，下面就是本刊对CDMA进行的一次不完全体验。之所以称为不完全体验，是因为CDMA

13、网络在截稿时还处于最终调试阶段，某些功能还无法实现，因此我们只能就现有的功能以及网络进行试用。在介绍CDMA手机以前，我们先来了解一些什么是CDMA手机的机卡分离。我们知道GSM手机使用的手机卡称为SIM卡，而CDMA手机同样也有这样的手机卡UIM卡，而早期CDMA手机实行机卡不能分离的原则，一个手机对应一个CDMA卡号，这种形式类似于过去模拟手机的形式。但是这种方式肯定不适合用户以及各方面的需要，因此厂商提出了CDMA手机和UIM卡分离的思路，这可以有效保护运营商以及用户的利益。而UIM卡机卡分离的形式就类似于现在使用的GSM网络的形式。一、初试这次我们试用的海尔地文星1000就是属于CDM

14、A机卡分离手机（以下简称地文星），仅仅从外观上来讲，地文星与常见的GSM折叠式手机没有什么区别，只是在机壳注明“CDMA”字样表明了它的身份；而测试使用的UIM卡也与现在使用的GSM SIM卡在外观上也没有什么分别，但在卡身上标明其容量为“32K”，与目前使用在GSM手机上的STK卡容量是一样的。当打开地文星时，我们发现屏幕上显示出“UnicomNewSpace 000-000-0000”的信息。这是UIM卡中包含的信息，“UnicomNewSpace”是中国联通CDMA网络的名称，而“000-000-0000”则是UIM卡的。由于这是一块用于测试的UIM卡，因此在开机时还不能正常显示出本机。

15、当联通公司正式放号时，CDMA手机在开机时就能显示出UIM卡的。当CDMA网络搜索完备，手机显示屏上出现了中国联通CDMA网络的中文名称：“联通新时空”。久闻CDMA有众多好处，例如绿色手机，通话音质好等诸多优点。是骡子是马，拉出来遛遛就知道了。目前CDMA网络还处于调试期间，无法与中国移动的GSM网互连互通，所以我们只能拔打座机或者联通手机。下面就是我们关于地文星试用的一些感受。在用户最为关心的通话效果方面：地文星的通话音质基本上与座机通话质量没有区别；其次，通话效果受信号强度影响很小。后者感受特别明显，在属于GSM网络盲区的电梯中，地文星虽然还是受到一定影响，但是在电梯运行过程中，通话质量

16、依然稳定，没有声音时大时小以及杂音过重的情况。CDMA手机的高速上网功能是另一个倍受人们关注的方面，而地文星中却没有浏览器功能设置。同时CDMA网络尚处在调试阶段，中国联通并没有开通数据业务，所以有关CDMA网络数据传输速度以及运行情况我们无从试用，这不能不算一个遗憾。除此以外，地文星的其它功能和我们一般使用的GSM手机差不多。长按中间的导向键的不同方向，可以快速进入不同菜单，上、下、左、右4个方向依次为短消息、录音、自动应答开关和日程表；地文星置200条本，可将联系人按照公司、朋友、家人、其它分为4组，并为每一组都设置一种来电提示音；每条记录可以选择存放联系人4种联系方式即家庭、公司、手机以

17、及呼机；可以发送中文文本短消息和语音短消息（用置的录音机录制后作为附件发送），置有10种短消息模板，可以方便的回复短消息；另外有23种铃声、3种动态桌面显示进行选择。而超大的屏幕具有4级灰度，8行中文显示（2行固定，6行动态）的能力；置有数字排序和俄罗斯方块两款游戏。在地文星的功能中，最为称道的是特有的接通提示功能，当拨打时,用户大可不必将手机放置在耳旁等待接通，手机会在接通的同时用声音或震动来提示接通信息, 从而使你“主动应答”。纵观地文星的所有功能，我们发现与GSM手机差异并不大，这也许是手机厂商为了让用户对CDMA手机没有陌生感而进行的设计，向GSM手机靠拢是CDMA手机目前需要处理的问

18、题。虽然本次CDMA手机试用的围还很窄小，但CDMA网络在世界围被广泛利用已经说明了问题。例如我们的近邻国，其国有近70%的移动用户使用CDMA网络。凭借CDMA的带宽以及国国的移动服务商的支持，可视移动通话，通过手机在线收看电影正在进行得如火如荼。随着中国联通CDMA网络开通，中国的移动用户也会有机会感受到尖端科技的服务了。二、未来值得说明的是，现在国即将开通的CDMA网络是代表2.5G通信技术的CDMA2000 1.X系统，以后会平滑的过渡到代表3G通信技术的CDMA2000 3.X系统。当实现CDMA2000 3.X系统时，用户可以得到哪些更为先进的服务呢？1更佳的通信质量发展到3G通信

19、技术之后，CDMA网络的带宽会比现有的网络带宽更大，能够容纳更多的用户同时通话，而且用户与用户之间因为通话而产生的干扰会降低到更小。也许那时，手机的通话质量就算达到广播级的水平也不为怪。2更加灵活多样的通信方式熟悉网络的朋友都知道，要进行流畅的网络可视通话，需要相当大的网络带宽和稳定的网络通信质量。而达到3G通信技术标准的CDMA网络，就可以提供非常流畅视频通话；借助较为宽阔的带宽，手机的上网速度会得到质的变化。利用手机收发E-mail时，同时在E-mail中包含大容量的附件，这就使得现在已经非常流行的短消息发送将更加丰富，当然使用手机播放在线电视也不无可能；3功能更为强大的手机受到现有移动通

20、信网络带宽的限制，GSM手机新开发的功能更多体现在用户信息处理以及最大限度提高通话质量方面，而占用语音带宽进行数据交换本来就是对GSM网络的为难。换言之，GSM手机功能再强大，始终无法摆脱语音通话这一根本功能。而处于3G移动通信技术下的手机，凭借先进的网络和完善的服务，更多的是作为一个随身携带的娱乐中心而存在。比如日本在2001年10月1日开通了3G移动通信网络FOMA，而针对FOMA开发的3G手机的显著特点基本上都具备显示颜色数为65536色的大型显示屏。拥有这样的显示屏可以使手机的娱乐功能扩展性更强，应用领域更广。例如通过手机上网浏览实现图片颜色的真实还原；用手机自带的数码相机拍出更真实的

21、数码照片然后传送给自己的亲人或者朋友；当然也包括用手机进行视频在线收看。而这一切都是依靠充足的移动网络带宽所实现的，因此高带宽的网络所带来的不仅仅只是通话质量的转变，更多的让手机更为强大以及更加美丽。“管中窥豹，可见一斑”，通过海尔CDMA手机地文星的试用，我们感受到CDMA网络已经离我们不远了。这对于消费者而言无遗又是一种福音。在祝愿中国联通CDMA新网络联通新时空一路走好的同时，希望现在的联通公司以及未来的联通新时空不再让消费者感到失望。从地文星1000的机卡分离图可以发现，CDMA机、卡与今天的GSM手机以及SIM卡外形上并无大的差异此次测试的UIM卡还不能正常显示本机，但联通新时空的字

22、样历历在目 未来CDMA特点展望 近年来，随着无线通信和计算机通信在全球的迅猛发展，采用无线手段提供数据业务的应用成为新的通信热点。为此人们现将注意力集中到了正由国际电信联盟ITU（国际电气通信协会）制定标准之中的第三代移动通信系统IMT-2000上，这是为提供全球服务操作而设计的第三代移动通信系统。未来CDMA技术是目前发展IMT-2000最具潜力的新技术之一，因为该项技术具有以下特点：1、支持多路同步通话或数据传输。未来CDMA技术在宽广的无线频谱上支持多路同步通话或数据传输。对每路话音、传真、数据或视像传输都分配一个网络的发送端和接收端都能识别一特定代码,以便传输的信息可在接收端重新组合

23、。未来CDMA的宽广频谱使它对于市区环境中干扰和多径传播环境具有更高的抗干扰能力。未来CDMA对干扰的抵抗力使之成为多址接入系统的理想选择。2、业务处理能力增强。未来CDMA克服了传统通信系统的容量不足、语音失真度大、易掉线串线、功率辐射强、数据传输慢等问题，它的业务能力和性能大大增加。未来CDMA支持提供个人移动性的通用个人通信，系统设计全球通用，且兼容现有设备，能提供高清晰话音、高速数据、多媒体、漫游等多项业务，可支持大围的可变速率信息传送，提供更高速的分组数据通信能力。3、可伸缩性强。未来CDMA技术在其他方面也表现了较强的功能伸缩性，它可以支持先进的天线技术；它可以通过增加小区的覆盖围

24、从而减少了基站数目；它的所有带宽的信道都能支持高速数据业务；它还可以经济地在各种环境里使用，如：室外大小区（半径大于35km），室外宏小区（半径在1-35km），室室外微小区（最大1km半径），室室外微微蜂窝（半径小于50m）。它可以支持各种模式下的工作，如WLL，车载，办公室环境，符合不同的移动要求。4、工作频段将大大拓宽。目前，无线通信技术的主要工作频段就是在CDMA IS-95版本下的800MHz频段,未来CDMA将对该频段进行了大幅度的提升，未来版本将适用于下列三个频段:DCS 1800(1.711.785GHz及1.8051.880GHz)、US-PCS(1.851.9GHz及1.9

25、31.99GHz)以及CEPT(2.02.7GHz)。5、灵活性增强。在以前窄带CDMA下，每个通信点的各个方向上都是在固定的1.25MHz 带宽围通信有效,很显然这样的特点使得窄带CDMA进一步发展受困。未来CDMA在这方面做了很大的改进，现在它可以根据特定的应用需要使用不同的带宽。通常使用的带宽为7MHz、10MHz、10.5MHz、14MHz及15MHz。6、较强抗衰落能力。未来CDMA具有更大的抗衰落能力，这就意味着在相同的输出功率下能提供围更广泛的性能,或者在同样的覆盖围下可降低功率要求。另外，附加的带宽意味着有更大的能力支持更高带宽业务和提供更灵活的多种混合业务。7、支持与传统系统

26、间的切换功能。未来CDMA技术支持多载波直接扩频系统，可以再利用现有的框架设备，小区规划，操作系统，帐单系统等。在所有环境下支持对称或不对称的数据速率。8、能与传统系统进行兼容。未来CDMA能够实现从现存的通信系统到下一代移动通信系统的平滑过渡。支持现存的覆盖结构，信令协议可以后向兼容，网络不再需要引入新的呼叫模式。这种分层和模块化的结构也可以容易地综合TIA或ITU定义的新功能。 联通网络真的逊于移动吗？网络测试揭开迷题 编者语:下文是一位作者对移动和联通两家的网络信号强度进行测试的亲身经历，我们发表此文并不意味着完全赞同其观点，因为没有调查就没有发言权。这种感性化的对比能直观的反映出两者的

27、区别，可到底相差有多大并没有一个权威的数据来证明。只是希望这篇文章能为一些正准备入网的朋友提供参考，因为最早的并不等于一定就是最好的。生活中常常听到大家在争论这样的问题:对于中国移动和中国联通，谁是最佳选择？争论的结果不外乎这样:联通便宜，但信号较弱;移动价高但覆盖面大。事实果真如此吗？对于这两家所提供的服务项目、种类和价格的比较，相信大家已经从各种媒体上了解得十分详尽了吧，联通借助信息产业部的扶持，平均通话资费可以比移动低20左右。但是对于我们日常使用手机来说，资费价格的差别并不是决定因素，真正重要的是这两家运营商所提供的网络，也就是说哪一家对我们自己来说更能够物尽其用而又不浪费资源？所以我

28、决定以自己的亲身经历来做一次测试，看看移动和联通到底哪个的网络更胜一筹。这次测试的主要目的是希望通过测试来了解两家移动运营商的信号覆盖围和信号强度状况。根据这个目的，我有意选择了市区、市郊、省道线、国道线、远离大道的小乡镇和山区共六个不同的测试地点。在这次测试当中，我共选择了三部手机，它们分别是西门子的天网星3568I两部和爱立信T28sc一部，原因主要是希望能够得到在一般情况下的结论。由于置天线的信号接收情况相对来说比外置天线的要差一些，所以这样也就尽可能地减少了测试结果对于不同机种间的性能差异。对于SIM卡的选择，两部3568I分别使用的是中国移动公司的全球通139和中国联通公司的130，

29、作为对比的T28sc使用的是中国联通公司的“轻松如意通”卡。测试前三部手机均已充满电，保证测试的一个公正性。市区通过测试发现，在市区不论是哪部手机，其信号接收质量都非常不错，大多数情况下都有五格的满格信号指示，偶尔有所下降到四格，也是因为其距离信号基站稍有疏远，但由于市区各家的基站数量都很充足，所以不一会儿信号就马上又跳回至满格了。而对于像在大厦的地下室和隧道等地点，现在没有一家运营商承诺可以保证接收，这样的测试也就失去了对比的意义，所以我并没有选取这些地点做具体的测试，同时也是希望能够得到最为一般和实用的结论。经过这一轮测试，双方难分彼此，握手言和。市郊接下来到了市郊。这里的信号接收情况有了

30、一些变化！使用移动全球通的3568I信号基本稳定在四格，而使用中国联通SIM卡的3568I却还是稳稳保持在满格五格，仔细观察周围并没有中国联通的基站铁塔！再观察用于对比的T28sc，同样是五格信号，满格！这是为什么呢？其实这里的原因很简单，中国联通这些年为了争取用户，已经通过不断地新建和租赁手段，使自己的基站数目特别是在城市及其周围地区有了很大的增加。并且由于其建造时间较中国移动晚，所以技术上、设备上都有一定的先进性，信号稍稍强过中国移动一点也不足为奇了。所以这一仗中国移动稍逊风骚，中国联通以微弱优势领先！省道线上(大唐)出了城，我们的汽车沿着省道线飞奔。窗外是一片明媚的春天景象，令我的心情也

31、变得格外的开朗了起来，可移动和联通这两个“冤家”的情况就恐怕没有窗外的风景那样令人赏心悦目了。中国移动的信号在三、五格之间不断迂回，大部分的时候稳定在四格。而中国联通的境况就差了一些，有的时候竟然只剩下了可怜的两格信号，作为对比的轻松如意通也是这般凄惨境地。不过好在这样的情况并不是很多，在大部分的时候还是能够稳定在四到五格的，表现基本能够令人满意。沿途我们经过了一个又一个的小城镇，但总是在我们快到达这些小城镇之前，我们的手机就能够先于我们感受到了小城镇的接近和来临。随着手机信号的不断增强，不用多少时间，远远的两座高大的基站铁塔就会挤入我的视野，而且在距基站大致相同的距离下，中国联通的信号强度优

32、于中国移动。在这一段测试过程中，三只手机接、打均十分稳定，但中国移动的表现要稍稍优于中国联通。国道线上(104国道)下了省道线，我们又拐上了国道线，开始了我们另一个环境下的测试。在国道线上，我们的车速提高了许多，同时，三只手机的信号强度又有了新的变化。国道上的城镇密度要小于省道线上，所以，此刻中国联通的信号变化幅度为最大，从完全没有信号，手机显示“正在搜寻网络”到接近基站时的满格信号。而对于中国移动来说，情况则要好得多。最少三格，最多的时候仍然是以满格“傲视”另外两只手机，这要归功于中国移动相当广泛的网络覆盖面。从沿途所看到的情况来看，中国移动正如他们自己广告所说那样，已经基本覆盖了绝大多数国道沿线地带。所以这个回合，中国移动赢得是当之无愧。国道线上的小城镇(江镇)