當你和媽媽打電話的時候，究竟發生了什麼！

01-20

你：「喂，媽，生活費突然不夠了，生活如何繼續下去，您給點寶貴建議吧！」

媽：「我建議你露宿街頭。」

你：「媽，雖然你對我這麼狠，但是我突然好想你呢！」

媽：「好吧...請注意開源節流，下次再亂花，就不要給我打電話了！」

掛斷電話，看到媽媽發過來的微信紅包，你暗自竊喜而且頓感幸福。不過轉念一想，媽媽出差那麼久了，工作肯定很辛苦，還是節約點比較好。愛思考的你突然想到一個問題：我和媽媽是怎麼實現手機通話的呢？

怎麼實現手機通話的呢？今天張叔叔就給大家講解一下移動通話背後的故事，故事有點長，叔叔慢慢講。為了描述方便，叔叔就把移動通話的過程類比成「此刻收到微信紅包的你是如何歷經坎坷找到在天津出差的媽媽的？」這可能是一個唯美而曲折的找媽媽故事。

名詞科普

手機：顧名思義就是我們每天使用的手機，手機是可以通過無線設備發送和接收信號的，只是我們看不見摸不著而已。【類比成你和媽媽】
基站：有沒有發現自己家附近哪個比較高的地方安裝了一個類似天線的東西，有的還有一個底座鐵塔什麼的，很多上面都會寫著「移動」，「聯通」等字樣，這個就是基站。基站的數量很多，分布在城市裡面。【類比成社區派出所，你和媽媽都可以與自己所在的區派出所直接聯繫】
基站控制中心：這個大家都看不到，在移動或者聯通公司放著呢，主要用於統籌管理幾個基站。基站控制中心管理著基站，數目相對少一些。【類比成區公安局，區公安局可以管理多個社區派出所】
基站子系統：基站和基站控制中心合稱為基站子系統，因為兩者合作緊密，是一對好基友。【可以統一類比為區公安局，直接可以為你和媽媽提供服務】
移動交換中心 + 訪問位置寄存器：名字有點難懂，也是放在移動或者聯通公司的機房中，主要功能就是用來中轉、查詢、控制數據的地方。【類比成市公安局】
歸屬位置寄存器：用來提供手機的查詢服務，提供手機號碼原始註冊信息，比如你第一次申請手機號碼，信息就會存儲到歸屬到這個地方。【類比成你出生地公安局，可以查詢你戶籍信息】

是不是理解起來有點難度？叔叔用一句話解釋一下：我們每天使用的手機是連接到附近的基站子系統的，打電話的時候會經由移動交換中心轉發出去，這個過程中要藉助位置寄存器查詢一些信息，就是這麼簡單！類比一下就是：你可以直接找區公安局幫忙聯繫媽媽，區公安局能力不夠，需要通過市公安局查詢相關信息，這個過程中為了核對你和媽媽的身份，會從本地市公安局和你老家的公安局查詢信息，最終幫你找到了遠在天津的媽媽。

鋪墊了這麼久，張叔叔的講解要正兒八經地開始了！先回答一個問題，要把電話撥通，總共分幾步？答：總共分三步。第一步，自己先連上移動網路；第二步，找到對方在哪；第三步，和對方連接上。

首先來解決第一步的問題，我們每天使用的手機是如何連接到移動網路的呢？剛才已經提到，我們的手機上面有無線模塊，只要開機之後就可以不間斷的接受和發送信號，而基站也是無時不刻的發送和接受這信號，手機收到基站的訊息之後就可以進行解析，發現遇到了對的基站之後就和基站建立了連接。建立連接之後，手機就會把自己的信息上報給基站，「基站007，你好，我是137***123手機，我現在在好未來小區」，基站收到你信息之後也會給你答覆「123你好，我是基站007，我已和你建立連接，請保持聯繫」，並且會把你的信息記錄下來並上報到移動交換中心（編號YDJH001）。移動交換中心收到上報內容後把你的信息記錄到訪問位置寄存器。這個過程就是你手機接入移動網路並註冊信息的過程，後續其他人給你打電話的時候可以快速的找到你所連接的基站並同你取得聯繫。但是我們是一直移動的，移動過程中也會面臨基站的改變，其實就是重複上述過程，把自己最新的位置實時的上報上去，保證後續可以準確的找到你所連接的基站。

類比一下

你在濟南，區公安局每天都會通過大喇叭廣播，「同志們，凡是聽到廣播的帥小伙都來報道！」，因為你屬於帥小伙，每當聽到廣播的時候就必須要去對應的區公安局報道，並且掏出身份證登記信息，區公安局會把你當前的信息上報到市公安局，市公安局戶籍管理科會把你當前位置記錄下來，方便後續有人找你。

其次來解決第二步的問題，你撥打媽媽的號碼「137***666」時，移動網路是如何找到媽媽手機所在位置的？當你點擊「撥打」號碼之後，首先會通過基站子系統申請一條專用通信通道，基站子系統不會立刻給你分配通道。它會把你手機信息傳遞到移動交換中心（編號YDJH001），移動交換中心先查詢一下你手機信息是否合法，比如是否欠費，是否允許打長途電話等等，查詢沒有問題之後反饋給基站子系統，基站子系統此時才會給你分配一條通道。而此時此刻，移動交換中心開始校驗你所撥打的號碼「137***666」是不是允許被撥打，萬一你媽媽手機欠費，不允許漫遊等等呢，從哪校驗呢？這個時候會查詢歸屬位置寄存器，不僅可以查詢到666號碼是否允許被撥打，而且還查詢到當前666手機在編號是YDJH521的移動交換中心。注意哈，這個時候歸屬位置寄存器會聯繫YDJH521 ，YDJH521移動交換中心查詢了訪問位置寄存器，發現666手機當前連接的基站是天津市靜海區基站（編號100），並且當前手機是空閑狀態，可以撥打。歸屬位置寄存器獲取到這個信息之後，把666手機所在的YDJH521移動交換中心位置以及當前是空閑狀態等信息返回給了你所在的移動交換中心（編號YDJH001）。這個時候就確定了媽媽手機所在的位置了。

類比一下：

你通過區公安局尋找媽媽，並且提供了媽媽的身份證號碼，區公安局首先會找市公安局進行查詢；市公安局首先會校驗你的身份信息是否合法，之前有沒有違法記錄，有沒有偷稅漏稅等等，發現你還比較老實，讓你回家先等著，並且讓區公安局給你分配了一輛車，時刻準備著可以把你送到媽媽所在的地方。這個時候濟南市公安局開始著手查詢你媽媽所在的位置，首先就是聯繫媽媽出生地公安局，該公安局查詢發現，你媽媽當前在天津市公安局管理範圍內，並且你媽媽也是守法公民，沒有任何違規違法記錄。濟南市公安局獲取到這個信息之後非常高興，因為他們下一步就可以把你送到媽媽身邊了。

最後來解決第三步的問題，如何同對方連接上。當你手機所在的移動交換中心（編號YDJH001）獲取到媽媽手機所在的移動交換中心（編號YDJH521）之後，就會嘗試與該交換中心建立連接，這個連接很快就建立成功。連接上就可以了嗎？當然不是，YDJH521移動交換中心首先會校驗傳遞過來的信息是否合法，校驗通過之後，YDJH521移動交換中心才會通過天津市靜海區基站（編號100）來發送信息呼叫你媽媽的手機，當你媽媽的手機接收到呼叫信息之後，開始響鈴震動。此時你媽媽點擊「接聽」按鈕，連接建立成功。後續劇情就和本文開始的時候一樣，你通過甜言蜜語開始問你媽媽要生活費了。

類比一下：

濟南市公安局知道你媽媽所在位置之後，派專車把你送到了天津市公安局，天津市公安局核對了一下你的信息，發現的確是你要找媽媽，然後把你送到了你媽媽所在的地方，母子相見，皆大歡喜！

故事講完了，母子見面，分外感人啊。文中的技術解答稍微難懂一些，但是類比描述還是比較容易理解的。是不是還有其他疑問，既然手機連接的基站一直在變動，我和媽媽通話過程中基站變了怎麼辦？如何通過手機流量上網的，為什麼那麼慢？

運營商在設計基站的分布時，會有重疊區的，也就是同一個位置可能同時可以觸達兩個基站。從一個基站變更為另外一個基站的時候，有兩種方案。一種叫做硬切斷，那就是斷開當前基站的連接，快速切換到第二個基站，這種方式可能會造成通話卡頓中斷等問題；第二種方式叫做軟切斷，也就是在這個地區同時保持兩個基站連接，當發現第二個基站的傳輸信息穩定之後，切斷第一個基站連接，這種方式比較麻煩但是通話會很通暢。

手機是如何上網的？其實我們使用wifi上網和流量上網所使用的網路完全不同，流量上網的思路是把你的網路請求通過無線電信號傳輸給基站，基站解析你是網路請求並由運營商作為中介幫你請求網站內容，然後再通過基站返回給你。而wifi上網直接就連接就連接到了互聯網，不再經由運營商作為中介幫你傳輸數據。正式由於運營商的之前水平有限，造成手機流量上網特別慢，不過現在隨著3G、4G技術的發展，手機流量訪問網路速度也很快了！

【張叔叔科普數據】

工業與信息化部表示，截止2018年2月，所有行動電話用戶數為14.4億，2018年1-2月，移動通話時長為4008億分鐘，電信業務收入為2168億元。
2018年7月1日起各大運營商取消流量漫遊費用；2018年10月1日起取消電話漫遊費用。