手機是怎麼接收屬於自己的信號的?
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困擾多年 撥打電話後世界上那麼多電話是怎麼確保聯繫到對方?況且行動電話的特點就是移動
要是詳解的話,涉及到太多,比如全球移動用戶識別碼的應用,空中介面的廣播、尋呼、位置登記和去登記、多址方式,還有核心網的交換機等等,要保證茫茫人海中一個用戶能順利的打通另外一個用戶的手機,其中的理論可以寫好幾本書。簡單講講吧(以GSM/WCDMA為例,以下都是簡單解說,因為實際說起來不但非常麻煩,沒有通信基礎的人也難以理解)~
首先是IMSI,也就是國際移動用戶識別碼,儲存在SIM/USIM卡中,這個碼是具有唯一性,和手機號碼對應,可以用來識別一個用戶,就好像是手機卡的「身份證號」一樣,而手機號碼就像是我們的名字一樣,只要你的手機卡沒換,那麼這個號碼就不會改變。另外還有一個TMSI,叫臨時移動用戶識別碼,就像是一個「偽裝的臨時」身份證號一樣,是為了保護IMSI用的。這就解決了識別一個手機用戶的問題。
再來就是位置更新和去登記過程。我們的移動通信網路是由大大小小千千萬萬個蜂窩基站覆蓋來的,這些基站其實也有編號的,就像是家裡的門牌號一樣,包括LAI(位置區編號)、BSIC(基站識別碼)、CGI(全球小區識別碼)、cell ID(小區識別)、URA(UTRAN,包括WCDMA和TD-SCDMA的註冊區)等等非常多的編號。基站會不斷的在自己的覆蓋範圍內廣播自己的門牌號,當手機移動到某個基站覆蓋下的時候,會將這個門牌號記起來(寫入SIM/USIM卡中),當移動到其他的基站覆蓋下時,手機因為聽到了廣播,知道了門牌號發生了變化,於是就會主動告訴網路:我來到了某某號基站底下,請網路知曉。於是網路就會在後台為這個手機做個標記,比如記錄:X手機到了1號地區的A基站的第二個小區底下。還有一種情況,那就是長時間手機沒有上報自己的位置信息,這有兩種可能,一種是手機一直都在某個地方不動,或者說一直都處於某幾個基站的覆蓋範圍下,另外一種就是手機突然斷電了,比如有人刷機失敗強制拔電池,或者突然進入了網路沒覆蓋到的盲區,甚至都來不及告訴網路說斷電了。所以網路會要求手機周期性的向網路上報自己的位置信息,以便網路能及時的知曉手機的位置,同時也能節省網路資源。這樣就解決了手機在哪裡的問題~注意:有時候網路只要知道手機的一個大概位置,比如說位於某幾十個基站的覆蓋下,而有時候需要知道手機的精確位置,比如說某一個基站覆蓋下,解釋起來過於複雜,有興趣自行谷歌百度,不再闡述。
好了,這樣可以識別一個個手機的單獨身份,同時還可以隨時知道某個手機現在在哪裡,這些有什麼用呢?那就是為了尋呼需要!這裡的尋呼可不是以前的BB機啊,而是一個通信專業術語。尋呼簡單地說就是網路拍拍手機的肩膀:嘿!哥們兒!有人找你(接電話/上網)/我有事找你(位置更新等等傳一些信令的時候)。那麼網路隨時可能尋呼手機,而且尋呼消息是向廣播那樣子喊的,所有覆蓋下的手機都能聽見,那麼所有手機豈不是要時時刻刻一直注意聽網路有沒有在找自己?這不是很累嘛?手機君表示它有自己策略,那就是不間斷的收聽。不間斷收聽簡單說就是在某一時刻收聽一下尋呼消息,其他時刻的尋呼消息就不要去聽了,那網路也知道哪個手機對應哪個時刻(因為對應哪個時刻是網路分配的),所以需要找那個手機的時候就在對應的時刻喊一下,這樣手機正好在那個時刻收聽尋呼消息,這樣就能聽到並且做出回應。在GSM中手機每次到自己的不間斷收聽時刻手機都要豎起耳朵仔細聽喊的是不是自己的身份證號,而在WCDMA中手機會省力一點,到了尋呼不間斷收聽時刻前,網路會先喊」有「或者」沒有「,當聽到」沒有「的時候,那就不用管接下來網路叫的是誰的身份證號碼,當聽到」有「的時候,手機才需要仔細聽看看是不是自己的身份證號碼。
以上大概就講完你的題目中的提問,不過針對你主要題目」手機是怎麼接收屬於自己的信號的?「,手機在業務進行過程中(打電話啊,或者上網神馬的),無線電波飛來飛去的,其他人的信息我也能收到,我的信息其他人也能收到,那這樣不就亂套了?該怎麼判斷哪個是我的信息,而哪個是其他人的、我不需要管的信息呢?那就有必要講一下多址方式。
GSM中使用的是FDMA+TDMA(頻分多址+時分多址),簡單地說一部GSM在業務進行中(比如打電話或者上網),網路會給手機安排一個頻率範圍和時間點,規定手機只能在這個頻率範圍和時間點裡接收和發送信息,比如規定手機在890.2MHz-890.4MHz這個範圍內發送信息,在835.2MHz-835.4MHz這個範圍內接收信息,同時還要規定時間,比如規定手機在上述頻率範圍的A時刻接收和發送信息,其他時刻不許發送信息和接收信息,這樣就能保證一部手機可以發送同時也接收只屬於它的信息了~
WCDMA中使用的是CDMA(碼分多址),主要是使用正交的擴頻碼和准正交的擾碼來區分。解釋起來會比GSM複雜許多,簡單說下就是WCDMA手機都處於同樣的頻率下且沒有時間上的區分(這是和GSM手機最大的不同),那這就意味如果沒有有效的手段來避免的話,那就亂套了。高通公司的」雞尾酒會「模型可以很好的解釋這個現象:雞尾酒舞會上,大家齊聚一堂,結果大家講的是一樣的語言,甚至聲音聲調和音量大小都一樣,那這樣沒法區分出聲音是誰的了,那怎麼辦?有個方法,那就是大家講不同的語言,比如A講漢語,B講英語,C講德語等等,因為這些語言差異很大(正交的擴頻碼),所以哪怕音量聲音一模一樣,也是可以互相區分誰是誰的聲音。這就像是網路和某個手機之間用一種「語言」來通信,和另外一個手機就用另一種「語音」來通信,手機之間彼此聽不懂對方的語言,這樣哪怕它們在一樣的頻率、一樣的時間接收和發送信息,也不會互相干擾(其實幹擾還是有的,而且有時候不小,原因有很多,不過這裡只簡單的討論手機怎麼接收只屬於自己的信號的問題,所以不再闡述)。
大概就是這些,實在感興趣的話,可以找一本這方面的書看一看讀一讀~
看起來似乎題主是毫無通信基礎的。那麼我嘗試用最簡單詞語來描述。
首先,手機是通過無線電波來傳遞信息的,這點和收音機,對講機差不多。
其次,無線電波和光是同類事物,光有五顏六色,那其實是頻率的區別,無線電波雖然看不見,也一樣可以用頻率區分出不同「顏色」的無線電波,每個頻率專業術語叫頻點。最早時候,每個頻點承載一個用戶的信號,稱為載頻,也叫做信道。(後來加入更多技術,可以在其他緯度區分用戶,載頻不再一一對應信道,所以只要記得信道這個詞就好)
那麼,每個用戶有了獨自的信道,也就是信號有了獨立的通道。於是,就可以區分用戶了。樓主的第一個問題就回答完畢了。
那麼如何移動呢?這涉及「切換」這個專業概念了。無線網路有一個設備,叫基站。一個城市有幾千個基站,一個用戶用自有無線電波信道和一個基站連接,移動之後可能里原來基站太遠,信號不好,就需要「切換」到下一個基站。這時,下一個基站會先預留一個全新的信道等著,手機會在極短時間內放棄和原基站之間的信道,然後立刻使用新的信道和新基站建立練習,這個過程,就是「切換」。有了切換,手機就可以移動了
我試試能不能用通俗的語言解釋一下。
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類比問題:警察怎麼找到流動人口?
方法:
1. 每個人必須有個身份證號(IMSI),出生起就辦戶口登記
2. 你到一個新地方,必須到當地派出所(VLR)辦暫住證(MSRN)
3. 辦證後,派出所把登記信息同步給中央資料庫(HLR)
4. 有人想找你的時候,就到資料庫里查你現在歸那個片區管
5. 找到後,當地派出所就在片區內尋訪找你(Paging)
6. 你發現派出所在找你,就去響應「找我啥事兒?」
7. 然後你和找你的人就聯繫上了
其實和快遞如何寄到你家是一個道理
每個人的手機號都有一個唯一的身份證,在你打開手機電源後,會將自己的號碼,身份證還有其他信息一併通知移動公司(基站,交換機等)
接下來如果有人找你,就可以根據你開機時候登記的地址,通過省-市-蜂窩這種地址結構直接找到你的手機。
當然如果有人問,萬一我打開電源後人移動了怎麼辦?這就涉及到無線通信中最重要的概念:越區切換。不過這裡面水很深,如果要講可以講幾天幾夜,簡單說就是通過一種方法可以隨時更新你的快遞收貨地址,這樣你就可以隨時隨地享受淘寶的樂趣啦。
就是手機自身會發射信號,關機了也沒用,能收到
需要把卡拿出來
這樣警察就找不到你了
切記
這要看你的手機是什麼網路的了,
GSM,CDMA原理是不一樣的,
全球移動通訊系統Global System of Mobile communication,
碼分多址(碼分復用)Code Division Multiple Access......................................
具體的說起來就太多了。
你就當手機始終與你最近的基站通了一條無線線路吧,基站併入了通信系統,當別人呼入你電話時候,通信系統查找到你連接的基站,基站就通知你手機響鈴了。你要意識到你手機只要搜到信號就始終和基站保持著通信狀態。這就是之前手機為什麼還收月租。。。
推薦一本書:大話無線通信
調製,解調!
最近正在學習高頻電子線路,這兩個名詞很神奇。
想作為和朋友閑聊談資的話,隨便看幾個高票回答就好
泛泛了解的話,推薦大話通信這本書
通信專業毀人不倦,不僅在於行業不景氣,水深也是一方面
一樓說的很通俗易懂了,只不過在待機狀態下網路(2/3G)一般是不知道手機處於哪個具體的基站小區下面的,只是知道手機處於哪個位置區域LAC,手機開始呼叫之後才會知道具體在那個小區下面
不知道樓主是不是程序員,推薦閱讀osmocombb
碼分多址技術 你可以看看網易的公開課 裡面有專門解釋通訊這一塊的內容
看看大話無線通訊,通俗理解一下,這本書不錯。
如果要看細節,看3GPP~~WCDMA/LTE 25.2xx 36.2xx~~~~~~~~~~
這就要用到基站,?????,???等很多東西了。 這方面知識可以參照
移動運營體制(??? ????)
先佔坑 然後明天寫
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