通信人家园

标题: [原创连载]大话移动通信（从2G、3G、LTE到4G）11.11更新  [查看完整版帖子] [打印本页]
时间:  2011-9-1 10:39
作者: 中信证券丁奇     标题: [原创连载]大话移动通信（从2G、3G、LTE到4G）11.11更新




11月11日起家园独家发行签名版《大话移动通信》，家园会员独享光棍节礼物11.11%off，使用1500家园币即可抵扣5元，操作步骤如下：
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家园5年希望之路公益活动 | 2010年家园希望之路回顾

作者简介：dingqi83
《大话无线通信》作者，该书在家园独家原创连载，深受好评，并在家园进行签售活动，签名新书短时间内一售而空，当下第二本作品也在家园进行连载中，并将于通信展期间与读者见面，dingqi83本人也受邀参加家园通信展名师讲座活动，届时敬请大家留意活动公告并报名参加。——家园副管03注


1940——在那个没有移动通信的年代

“千里眼”、“顺风耳”人们梦想了几千年的远距离实时无线通信的出现因马可尼的发明而成为现实，马可尼因此而载入通信的史册成为不朽。但是大家要注意到，“千里眼”和“顺风耳”都是《封神演义》里面描写的天神，古人虽然想象力丰富，但是依然没有梦想过每个人都拥有这样的能力，只是想象这样的能力应该是属于神的。
马可尼发明电报后，军队、政府机构、大型企业开始拥有这种远距离通信设备，可以实时地进行沟通，但是并不是每一个人都能享受到它的好处。于是，一个新的梦想诞生了，这个梦想不止属于神，而是属于每一个人，那就是可以“让任何人在任何时间任何地点可以和任何的另外一个人交换任何信息”，听起来很拗口，翻译成通俗一点的话就是“我想要一个手机”！这个梦想在今天看起来很简单，几百块钱就能解决，但是把历史的页卷翻到1940年，那个没有移动通信网的年代，你还会觉得简单么？

那好，我们的问题就来了，现在把你放到1940年，你想要拥有一个手机，能够随时随地和你女朋友打电话、诉衷肠，请思考一下你该怎么办？不要求描述具体的细节，但是要讲出大致的思路。

2.1.1 无线通信组网构想一：用无线电台可以构成一张无线通信网么？

在1940年，你看不到Theodore S.Rappaort的《无线通信原理与应用》，也读不到的Harri Holma的《UMTS FOR WCDMA》，你的所有学识和经验，只来源于你那个时代。凭空想象一个新的东西总是很困难的，于是，你总会从你身边已有的东西上面寻找线索，那么，你有了这样的一个美妙的主意——

既然无线电台就可以实现远距离的无线通信，那么给每个人发一个电台行不行？

有这个想法一点也不奇怪，1940年，二战的开始了，电台的使用可是频繁的很，我们拿电台来对照一下我们那个“五个任何”的梦想。

1.任何人：如果国家足够有钱，给每个人发一个电台确实不是什么遥不可及的梦想；

2.任何时间：只要你的电台不是山寨货，那么在保质期内任何时间工作不歇菜也不是一件很困难的事情；

3.任何地点：日本袭击中途岛的电报竟然能被千里之外的美国截听到，说明在地球上绝大多数地方收发电报都没什么太多问题；

4.任何信息：这个有点困难，二战时候么，无线电台打打电话是没有什么问题的，你也可以用莫尔斯电码代替短信，但是要发彩信啊，传视频啊，显然那个时候的无线电台完成不了这样的工作。但是这毕竟是1940年，不是2012，每个人都能打电话相对只有军方政府企业能用已经大大进步了，是不是，咱们得知足。

上面的解释看起来很完美，可是事情真是这样么？

因为要考虑发射电报“任何地点”都能收到，发射功率就得很大，嗓门够大，才能穿透层层阻碍，从日本太平洋舰队传到美国五角大楼。发射功率一大，这电台的体积就小不了。我们首先从图2.1和图2.2来看看电台和步话机的大小，相信大家都从电视里或者博物馆里看到过，应该对它有个比较直观的认识。

先不谈别的，这么大小的一个铁疙瘩，背在身上可不是一般的沉，拿这玩意当手机估计一般人还真承受不了。说到这里估计有人要反驳，随着技术的进步，这电台也许将来有一天可以变得很小，可以握在我们掌中，到时候不就成了，现在有点不方便，大家还是可以将就的嘛。

2.1.JPG

图2.1 无线电台

2.2.JPG

图2.2 二战时的步话机


事情果真是这样的么？

我们来看看电磁波在空中的传播，如图2.3所示，电磁波在空中是向四面八方发射的，在同一频段的电磁波是会互相干扰的。这个理由其实不难明白，比如人说话的频段一般在20HZ～3400HZ，如果好几个人同时跟你说话，那么你要分辨起来就有点困难，因为他们都在同一个频段，会互相干扰。如果是一个人和一只蝙蝠同时向你吼嗓门，那么就不存在干扰的问题，蝙蝠发射的是20KHZ以上的超声波，跟人发声的频段差得远。

图2.3 两个发射源传送电磁波互相干扰


哦，原来障碍在于这些电台不能用相同的频段，既然如此，我给全球所有的电台都分配不同的频段不就行了么。假设一个电台需要占用25KHZ的频段，全球有20亿人需要用电台打电话，那么只需要25KHZ*2*1010=5*105GHZ的频段的带宽分配给全球这些人用也就够了，有什么问题么？

有聪明的同学或许发现了，这样做存在一个很大的漏洞，那就是“我怎么才能知道张三在哪个频段上呢” ？在二战的各支军队里，这种每个电台用不同频段的方法之所以还奏效是因为要管理的通信单元还不够多，就算每个连配一个电台，一个连以200人为单位，那么一支100万人的军队，也许5000个电台就够了，就拿本子记，问题也不是太大，但是当通信单元达到20亿个，假如1页可以记录100条对应关系，也得2000万页，这得是一本多厚的本子！或许还有人要争辩，随着数据库技术的发达，我将来也许可以把这20亿条信息都存到手机里，问题不就解决了。

好，就算数据库建立了，一个要命的问题也来了，如果在这20亿人之外新增了一个手机用户名叫李四，其他20亿人如何才能知道他用的哪个频段？如何才能找到他？一个个通知20亿人刷新数据库……

又有聪明的人想到了，可以建立一个中央数据库，大家定时去那里下载最新的就是了。也就是说，到现在为止，我们用电台来实现个人通信的想法虽然千疮百孔，但是问题还只是不好用，或者说很难用，不是不能用。

接下来，真正的也是最致命的挑战来了，我们面临的一个现实问题直接否决掉了这个方案，那就是，适宜于无线通信的频段很少，完全不够用，更不用说分配5*105GHZ给大家来实现个人通信了。电磁波在同一频段的干扰造成了无线频段资源的有限性，而无线通信频段资源的有限性则构成了无线通信各种解决方案的约束条件。不仅在我们虚构的这套电台解决方案，在后面的GSM、WCDMA、TD-SCDMA、LTE乃至所有的无线通信领域，大家都会深刻领会到——无线资源的频段是稀缺的，是有限的。而正是这稀缺性和有限性给我们造成了巨大的麻烦，并且导致了我们采取各种技术手段来克服它，这一点请大家务必牢记！说频谱资源有限，那么到底有多有限呢，请看下节分解。

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时间:  2011-9-1 11:21
作者: tomtuo

丁奇老师再出作品！顶起来！

再次抢到沙发，黄金广告位！
时间:  2011-9-1 11:42
作者: rc5

不可能有20亿人同时打电话, 全世界任意时间同时通话顶多有1-2亿条线

而且每条线通话也不一定需要25kHz, 那是GSM全速率通话的水平(200kHz, 8路), 半速率就只需要12.5kHz, 现在的压缩和调制技术至少比上面还能提高2-3倍

而且许多通话并不需要从地球一端到另一端, 而是本地区性的, 因此可以大幅度减少发射功率,  实现自然的频率复用

智能天线也能发挥一定作用, 使能量不是全向发射(空间复用)

这些问题都可以引伸到未来没有中央节点的SON中去

[ 本帖最后由 rc5 于 2011-9-1 11:44 编辑 ]
时间:  2011-9-1 13:01
作者: pxl888

LS讲的很专业啊，ＬＺ就是大话无线通信的作者丁老师啊，久仰久仰啊 ，之前刚看完北邮出版的大话移动通信，今天看到这个帖子不津好奇，丁老师加油，我会每天关注的
时间:  2011-9-1 13:54
作者: 放开我的王菲

怎么越感觉像去中心化~
时间:  2011-9-1 14:24
作者: just108     标题: 通信的发展一目了然

通信的发展教材，OK
时间:  2011-9-1 15:17
作者: Astroboy

支持啊 那本书在看
时间:  2011-9-1 15:28
作者: ty0427227

占个位置学习
时间:  2011-9-1 15:42
作者: 深海芷兰

先顶一下吧，正在看出版的那本书呢
时间:  2011-9-1 16:08
作者: 西红柿

前排就坐，，，

开始听课。。。
时间:  2011-9-1 16:35
作者: 加拿大冰酒

我来YY一下：
1  从和女朋友打电话这点看，由于每次呼叫相互独立，互不相关，即呼叫具有随机性，每次呼叫在时间上都有相同的概率。地球上这么多人都有女朋友嘛 ？好，就算都有，就是因为女朋友太多了，也可以姑且认为呼叫具有随机性，而且还要考虑地球是圆的，你这面打电话的时候，地球另一边在睡觉，这样一来，所谓的BHCA就会大大降低，频率需求也就会大大减少。
2  但是频率肯定还是不够的，为啥不够呢，各国都在拍卖和批准不同的运营商，这样频谱被人为的分为一块一块，整体使用效率大打折扣，如果全世界就1个移动通信运营商，我看对频段的需求还会大打减少。在1940年的时候，就应该首先考虑这件事，但是因为经济利益趋势，频谱被人为划分了
3 如果就1个运营商的话，可以给每个电台上都加上国家码、省市码、区码、住址，这样通过电台的中转台的接线员帮你接统其它地点的电台，电台中转站转电台中转站，这样总能找到 ，1940年，可能需要出现的接线员会超过1000万人 ，失业率也不会这么高，也更稳定，没准还少打好几仗，你说好不好
4 最后说一下，永远不要让你女朋友离你太远，做为运营商来说，很经典的一句话就是：通信基本靠吼 这个算不算移动通信的鼻祖呢
时间:  2011-9-1 16:57
作者: yaoyoa1587

不错！顶！
时间:  2011-9-1 22:21
作者: waterbb     标题: 标题

内容
写的很好
在轻松的氛围下学习了
在课堂上  一看见老师我就 呵呵 不说了
时间:  2011-9-1 22:30
作者: colinjen

留个记号，以后接着看
时间:  2011-9-1 23:41
作者: 李文才

受益匪浅啊
时间:  2011-9-2 07:34
作者: maomisuo

我上来学习的！
时间:  2011-9-2 08:14
作者: xshhua

这个真的不错的 啊
时间:  2011-9-2 08:31
作者: rc5

设想1940年由于某些原因无法使用长距离有线通信, 比如说民众强烈抗议电线破坏风水, 战乱, 地质活动频繁. 那么如何把几十亿个无线电台组织成一个全球网就很有意思了
时间:  2011-9-2 08:52
作者: y490286710

前排吗？
时间:  2011-9-2 10:52
作者: 2007hp

占个坑，学习
时间:  2011-9-2 14:25
作者: waho888

时间:  2011-9-2 16:13
作者: 默罕默德摸不得

关注中
时间:  2011-9-2 16:37
作者: hihibyte

站位！！！！
时间:  2011-9-2 19:39
作者: yyyymmmmym

早就听说这本书写得很有意思 关注
时间:  2011-9-2 20:07
作者: 铃梦当当

刚买了大话无线通信，很好的一本书
时间:  2011-9-2 21:27
作者: waterbb

内容
神马时候更新啊
时间:  2011-9-2 21:55
作者: pushu886

看到标题，突然想到有很久很久已经没再写过平信了。粘封口、贴邮票、投邮筒一气呵成的年代一去不返了。
时间:  2011-9-2 23:22
作者: qzmkyo

学习一下移动通信发展史
时间:  2011-9-3 12:46
作者: linkman

学习下
时间:  2011-9-3 16:00
作者: 五年阳光

崇拜！持续关注中。
时间:  2011-9-4 11:48
作者: robertlee     标题: 回复 1# 的帖子

学习了
时间:  2011-9-4 16:29
作者: shijianyizhan

看过了！
时间:  2011-9-4 19:32
作者: sdwflll

学习下
时间:  2011-9-4 21:32
作者: zhuyan1221     标题: 学习

不错
时间:  2011-9-4 23:32
作者: 菜鸟2011

后排也能学的  呵呵
时间:  2011-9-5 00:55
作者: xiaoshan429

先占个位子
时间:  2011-9-5 10:14
作者: lovemax90

欣赏！学习！
时间:  2011-9-5 10:17
作者: kyolibin

好东西 要顶
时间:  2011-9-5 17:27
作者: 好男人我是

支持吧。楼主强大。
时间:  2011-9-5 18:01
作者: zwj19891005     标题: 占沙发，学习学习

时间:  2011-9-5 22:17
作者: 中信证券丁奇     标题: 2.1.2 资源是有限的——适于组网的无线频段



我们首先来看一下ITU按照电磁波频率或者说波长定义的电磁频谱系。

001.JPG

图2.4
电磁频谱系列
适宜于无线通信的波长，按ITU的定义，是从长波至微波不等，也就是自30KHZ至300GHZ不等，我们在2.1.1节建立的虚拟的电台通信系统，需要500000GHZ，显然是没有办法满足的。而要进行远距离的电台点对点通信，微波都不太适用，也就剩下长波到短波这一段了，资源都可以以MHZ来计算了，比起50000GHZ来，基本可以算是杯水车薪。
在无线频谱资源这一节里，我们要搞清楚两个事情，一是长波、中波、短波的用途，因为它们在生活中应用很广泛；二是几个主流移动通信比如GSM、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000所使用的频段，这是我们日常工作中可能经常要打交道的事情。
长波主要沿地球表面进行传播，又称地波；也可在地面与电离层之间形成的波导中传播。传播距离可达几千公里甚至上万公里。长波能穿透海水和土壤，但波长越长，干扰噪声也越大。长波多用于海上、水下、地下的通信与导航。比如说潜艇，一般就用长波进行通信。也许有人会问：潜艇为什么一定要依赖长波台呢？因为无线电短波、中波都不能进入水里，只有长波能进入水下，最深可达40多米，这样邀游碧波下的潜艇，就不必浮出海面来接收陆上统帅部的指令，在水下就可收到，从而能更好地完成隐蔽和作业。
中波在白天主要靠地面传播，夜间也可由电离层反射传播。主要用于广播和导航。一般中波广播(MW: Medium Wave)采用了调幅(Amplitude Modulation)的方式,在不知不觉中，MW及AM之间就划上了等号。实际上MW只是诸多利用AM调制方式的一种广播.像在高频(3-30MHz)中的国际短波广播所使用的调制方式也是AM，甚至比调频广播更高频率的航空导航通讯(116-136MHz)也是采用AM的方式，只是我们日常所说的AM波段指的就是中波广播(M)。
短波主要靠电离层反射的天波传播，可经电离层一次或几次反射，传播距离可达几千公里甚至上万公里。适用于应急、抗灾通信和远距离越洋通信。
微波主要是以直线视距传播，但受地形、地物及雨雪雾影响大。传播稳定、传输带宽宽，地面传播距离只有几十公里；能穿透电离层，对空传播可达数万公里。主要用于干线或支线无线通信、卫星通信。在本书中，主要关注的是微波的300MHZ～3GHZ这一段，因为它是当前移动通信网组网的主要频段。


2.1.4
无线通信组网构想二：抄袭广电网络的架构行不行？
我们在2.1.1节中已经把用电台搭建无线通信网的想法给否决了，一时间大家是愁眉苦脸，在1940年那个时代，除了电台，跟通信沾边的事情也想不到别的了，没什么思路。也罢，我们把时间拨到1985年，距离马可尼发明无线电报已经整整90年了，但是这个时候中国暂时也没有移动通信网，大哥大也要两年后的1987年才出现，在这个时候，我们又会不会有新的思路呢？
有的！中国这时候黑白电视已经逐渐开始进入寻常百姓家，这个时候的电视是通过天线接收无线信号，并不是像后来一样是通过有线闭路接入。广电在每个城市几乎是最高的地方建一个发射塔，向四面八方发射信号。电视机作为接收终端，接收广电的信号，并解调出来，就这样就完成“通信”了。不仅电视，有的城市广播电台也是采取这种模式。
这个主意看起来不错，终端的大小看起来也不是问题，因为手持收音机的大小跟大哥大也差不多。那就这样吧，我们抄袭一把广电的模式，在每个城市里竖一个发射塔，不就可以了么？如果说你要我用高频段比如900MHZ发射，而900MHZ的绕射能力不如中波和短波，需要多建几个发射塔那就多建几个发射塔好了。事实上，这件事情还不是我们在这里说说，早期的移动通信系统还真是这么干的。20世纪70年代在纽约建立了贝尔移动系统。这个系统建在高塔上，用大功率的发射机来获得一个广覆盖，最广可以覆盖2800km2！
一个发射机就能覆盖2800平方公里的距离，让这么广大地区的人民可以享受随时随地通信的快乐，真是一件功德无量的事情，这一把抄袭抄得很值得。然而，这个通信系统有一个致命的缺陷，它竟然只有12个频道，只能容纳12个用户同时通话。也就是说，虽然它满足这个区域的人们“任何时间”、“任何地点”通信的梦想，但明显不满足“任何人”和“另外一个任何人”通信的需求。
广电模式不是运行得好好的么，一个广电的发射塔不是可以让千家万户看上电视么，怎么到了电信运营商这里这种模式就走不通了呢，问题出在哪里？
我们来看看广播和通信这两个词在英文里的区别，广播叫做“Broadcast”，广泛地扔，只需要发射塔向电视机发射信号，不需要电视机向发射塔反馈信息。假设现在在100MHZ的频段上25KHZ的带宽（从100.000MHZ到100.025MHZ），那么只需要发射塔来占用这25KHZ带宽发射就好了，所有电视机只接收信号不发射信号，不会产生干扰，如图2.7所示。

002.JPG
图2.7
广电模式，只有下行，没有干扰


而通信这个词，在英文里叫做“Communication”，所谓“Com”，是指交互的意思，不仅发射塔要给用户终端发送信息，用户终端也要给发射塔发送信号！问题就来了，假设现在只有一个用户终端要和发射塔交互信息，那么发射塔还是如上述所示占用“从100.000MHZ到100.025MHZ”所示带宽，由于这25KHZ已经给发射塔发射的信号用了（也称作下行信号），那么用户终端就不能再占用这25KHZ的带宽给发射塔发射信号了，于是，用户终端对应的找一个频段，假设是“从50.000MHZ到50.025MHZ”的25KHZ的带宽来发射信号（称作上行信号）。这只是第一个用户，出现第二个用户怎么办呢？
如果说需要交互是电信模式和广电模式的第一个区别，那么每个用户的信息都各不相同则是电信模式和广电模式的第二个区别。早期的时候，可能只有一个电视台，每个用户看到的台都是一样的。当有用户想看第二个电视台的时候，广电就增加一个“频道”，也就是说增加“从100.025MHZ到100.050MHZ”的带宽，用于承载第二个电视台的信息，所谓CCTV-1到CCTV-13，就是通过将信号运行在不同的频段里来实现的。
同样，当出现第二个电信用户终端的时候，电信的发射塔也需要增加一个“频道”， 也即增加“从100.025MHZ到100.050MHZ”的带宽。不同的是，这个终端用户上行也需要增加同样多的带宽，即“从50.025MHZ到50.050MHZ”。假如说给贝尔移动系统分配上下行各分配300KHZ的带宽，那么能支持的用户数也不难算出，300KHZ/25KHZ=12个用户。
图   
003.JPG

图    图2.8
贝尔移动系统，从1，2到N个用户
300KHZ或许显得不是特别多，但是读者可以设想一下，在这种模式下如果要支持3000个用户、30000个用户需要的带宽又将会是多少？显然，这个模式是不足以满足现代无线通信的需要的。于是，先行者们想出了一个办法——降低发射塔的发射功率，缩小覆盖半径。这样可以让同一个频段在不同的空间内得到重复利用，称之为空分复用。原来我可以覆盖2800平方公里，我现在只覆盖2.8平方公里总行了吧，这2.8平方公里或许只有30个用户需要同时打电话，那么我只需要上下行各分配30*25KHZ=750KHZ就行了。这样，就形成了现代无线通信系统的雏形，如图2.9所示。覆盖同样的面积，图2.9所示的移动通信系统相对贝尔移动系统发射塔数量增加了100倍，同时在相同频谱带宽内能支持的用户数也大大增加（没有100倍，因为电磁波不可能控制得那么完美，不同发射台覆盖的区域完全无重叠，无干扰）。这些发射塔通常意义上也被称作基站，基站和基站之间的用户怎么实现通信呢？会有更上一级的通信设施基站控制器（BSC，Base Station Controller）乃至移动交换中心（MSC，Mobile Switching Center）进行处理，那是后话。

图2.9
现代移动通信系统雏形




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时间:  2011-9-5 22:37
作者: waterbb

内容
继续看看 学习
时间:  2011-9-6 09:10
作者: goldfuture

期待下节更精彩
时间:  2011-9-6 10:04
作者: hfuner

感谢分享
时间:  2011-9-6 16:34
作者: pxl888

终于等到LZ的第二贴了 激动啊，期待下一节，学习ing
PS：图2.9不能显示啊，LZ一般几天更新一次啊？
时间:  2011-9-6 20:27
作者: songchy008

好，继续学习！
时间:  2011-9-7 14:15
作者: partick

学习中。。。
时间:  2011-9-7 16:50
作者: goldfuture

期待第三贴
时间:  2011-9-7 17:27
作者: xiaoshan429

期待更新
时间:  2011-9-7 21:43
作者: hellscream     标题: 回复 41# 的帖子

高手哇，呵呵
时间:  2011-9-7 22:54
作者: shengge

经典啊。。。。
时间:  2011-9-8 08:35
作者: baiban777

终于等到LZ的第二贴了 激动啊
时间:  2011-9-8 16:14
作者: zhoulu

时间:  2011-9-8 18:08
作者: 民工刘

:) 可能应该在分频段的时候再分下区，应该好些吧
时间:  2011-9-9 17:31
作者: LIHAPPY

好！
时间:  2011-9-10 09:33
作者: bianxin

占位学习交流
时间:  2011-9-11 16:51
作者: wukiaozi

不错   值得好好 学习
时间:  2011-9-11 19:22
作者: ptauxiao

搬个板凳乖乖坐着学习……
时间:  2011-9-12 14:15
作者: 老苞谷

买了书，看了前面几张，很有趣！
期待新作！
时间:  2011-9-12 17:46
作者: HelloJackie

mark
时间:  2011-9-12 21:58
作者: clzazhu

买这本书了，挺好的
时间:  2011-9-13 09:58
作者: lovemax90

这个不是大话移动通信吧？
时间:  2011-9-13 10:44
作者: litom2004

专业＋通俗;大众理解的更深。。。。。
时间:  2011-9-13 19:36
作者: sqlwd     标题: 赞一个

好文章
时间:  2011-9-14 12:19
作者: 心若浮夸

xiexie
时间:  2011-9-14 14:29
作者: 蜀山魂

标记，慢慢学习
时间:  2011-9-14 17:11
作者: wzx2010

在哪买这本书啊?楼主or版主进来回答一下.
时间:  2011-9-14 17:28
作者: 家园副管03

原帖由 wzx2010 于 2011-9-14 17:11 发表
在哪买这本书啊?楼主or版主进来回答一下.


据小道消息不完全透露 ，在今年家园展会现场，就在dingqi83的讲座上就能见到这本书了，呵呵^_^~~~~
时间:  2011-9-14 18:58
作者: gaowenzhong159

看到老师的讲解通俗易懂，真是相看恨晚啊！！
时间:  2011-9-14 21:36
作者: xiya_ang

前几天买了本《大话通信》，真不错，语言诙谐幽默，讲解通俗易懂。同样的心情期待《大话移动通信》。
时间:  2011-9-14 23:02
作者: 中信证券丁奇     标题: 3.2 GSM是怎样炼成的



       空中接口的四个步骤在上一节里，我们讨论了整个GSM系统的构架，在这节里，我们只关注如图3.14所示圆圈部分，也就是GSM系统的空中接口。因为空中接口可以称得上一个无线通信系统的“皇冠上的明珠”，研发也好，维护、网优也罢，很大一部分工作都是围绕空中接口展开。
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       图3.14 空中接口
       在2.1节中，我们讨论过，空中接口的频谱资源是非常有限的。在2.2节中，我们也说过，GSM是一个频分复用系统，每个频点是200KHZ。那么GSM怎么样来用好这200KHZ资源，从而使得它能够有效地开展通信业务呢，这是一个很有意思的命题。我们就以1个载频（200KHZ频谱带宽）为例来解释GSM系统是如何运行的。
       我们知道，GSM系统，不但是一个频分系统，而且是一个时分复用系统。在2.2.1节中我们讨论TDMA的时候，已经说过了，GSM在时间域上又分为8个时隙，每个时隙可以承载1个用户，在这里，我们首先要搞清楚时隙的概念，如图3.15所示：
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       图3.15 时隙与TDMA帧
      GSM里面的时隙是一个频域和时域结合的概念。在频域上，是200KHZ，在时域上，是0.577ms。时隙的时间如此之短，这跟大家想像得或许不一样。大家可能认为我们把8s分成8份，每个用户通话1s的来，这样的话一个用户每间隔8s才能说一次话，延时就太长了，谁也忍受不了。而一个时隙0.577ms，下一次轮到这个用户说话间隔只要0.577×8=4.615ms，这么短的时间大家没什么感觉。
       大家在这里一定要记住两个概念：一、时隙是我们的基本通信单位；二、时隙的时间长度是0.577ms，而8个时隙（也就是一个TDMA帧）的时间是4.615ms。
       接下来我们就要来谈时隙和TDMA帧的具体应用了。我们知道，一个公司要运转，光有业务人员不行，一定要有管理人员；同理，GSM系统要运转，不能把8个时隙拿来打电话，一定要有时隙用来传递管理信息。公司管理的智慧在于，公司能够养活的人数就这么多，看拿多少人用来做管理，多少人用来做业务才能达到一个最佳的平衡，最好是管理的消耗越少越好。GSM也是如此，它把7个时隙（1～7号时隙）用来承载业务，只留1个时隙（0号时隙）用来管理控制整个系统。而0号时隙又被称为BCCH时隙，如图3.16所示：
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        图3.16 业务时隙与控制时隙
        1～7号时隙是完全一样的，没有什么区别的。而0号时隙玄机就大了，我们接着往下来看。

        3.2.1 欲通信，先同步——FCCH和SCH、BCCH
         我们在2.3.1节中已经讨论过了，手机是不知道它处在哪个基站下的，也不知道这个基站的位置区号（LAI），小区号（CGI）等等一系列相关的信息，这些信息都需要基站来告诉它。问题是，基站怎么来告诉手机这些信息呢？
         回忆一下我们读书的时候用收音机听新闻的场景：
         一、手动旋转调频旋钮，收音机里传来“沙沙”的声音，直到调到某个位置，声音突然清晰了，此时我们完成了锁定某个频道（或者说频率校正）的过程；
         二、如果运气比较好，能听到悦耳的报时声，“现在是北京时间××点整，××频道欢迎您！”；
         三、如果运气比较背，这个频道开始自吹自擂地给自己打广告了，“××频道是××地区专业的音乐频道，覆盖用户××万，深受广大人民群众喜爱”。
         四、进入正题，音乐频道开始放歌，交通频道开始播路况信息，文艺频道跟你大谈古典与美学。
         应当说GSM运行步骤与听收音机如出一辙，但是在实现细节上还是有所区别（如黑体字所示）。前三个步骤都是0号时隙，也就是控制信道要做的事情，第四个步骤是1～7号时隙，也就是业务信道要做的事情。我们来看看GSM是怎样实现的：
         一、手机自动在整个GSM频段上搜索信号，直到它搜到一个“信号非常强的全0序列”，就完成了锁定某个载频的过程。这个“信号非常强的全0序列”，就是GSM里面的频率校正信道（FCCH，Frequency Correction Channel）；
         二、不管如何，锁定频道之后，手机接下来就需要和GSM系统校准时间。广播是不必时时刻刻来跟你校准时间的，因为时间准不准，对你收听广播没有影响，而GSM系统是TDMA时分复用系统，时间不准整个系统就紊乱了。在GSM里面，用来同步的叫做SCH信道（SCH，Synchronization Channel），这个信道会告诉你TDMA帧号；
         三、不管如何，GSM的这个频道是一定会跟你打广告的，它会把这个小区还有哪些载频，哪些小区和它相邻，选择这个小区的一些规则以及本小区的手机上行最大发射功率都告诉你。没有办法，如果这些参数不告诉手机，手机就没有办法完成接下来的工作，所以这个广告还必须打。来广播这些信息的叫做BCCH信道（BCCH，Broadcast Control Channel）。

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时间:  2011-9-15 11:02
作者: csco11144252

很强大很形象。
时间:  2011-9-15 11:08
作者: wzx2010

看了N多教科书,时隙都没搞清楚.看了3.2这一章,忽然懂了,我笑,哈哈哈哈哈......
时间:  2011-9-15 11:19
作者: 笑忘歌

深入浅出，好！
时间:  2011-9-15 12:34
作者: caowen1234

时间:  2011-9-15 13:05
作者: wzx2010

大话移动通信和大话无线通信有什么不一样啊?楼主,大侠or版主解答一下.
时间:  2011-9-15 13:15
作者: xingkke168

路过的，凑一下热闹，占个位置学习再说~~~！
好东西顶上去~~！
时间:  2011-9-15 13:42
作者: pxl888     标题: 回复 76# 的帖子

无线范围比移动要广:) ，我们用无线路由器上网叫做无线通信但是不是移动通信，:)
时间:  2011-9-15 13:57
作者: lovemax90     标题: 回复 68# 的帖子

请问管理员 外地通信爱好者怎样购买这本书啊？
时间:  2011-9-15 14:12
作者: 家园副管03

原帖由 lovemax90 于 2011-9-15 13:57 发表
请问管理员 外地通信爱好者怎样购买这本书啊？


放心吧，我们会跟《大话无线通信》在论坛上做的签售会一样，在论坛中就可以通过支付宝下订单购买签名版的书哦，国内还是照旧包快递的，呵呵^_^~~~请多多留意论坛的置顶公告哦
时间:  2011-9-15 14:58
作者: xiaoshan429

终于等到更新了。
时间:  2011-9-15 16:07
作者: lyx0502

:)
时间:  2011-9-15 16:46
作者: 阿斯顿@123

真是好东西
时间:  2011-9-16 09:59
作者: syxetc

顶
时间:  2011-9-16 12:36
作者: 小尾羊

:)
high！！
时间:  2011-9-16 12:39
作者: 小尾羊

在哪里下载呀！？
时间:  2011-9-16 13:21
作者: liuchaosanhe

好好学习，谢谢！
时间:  2011-9-16 13:42
作者: songchy008

说的不错！
时间:  2011-9-16 13:55
作者: wzx2010     标题: 回复 78# 的帖子

大话无线通信中,说的大部分都是GSM啊,这个不就是移动通信嘛
时间:  2011-9-16 16:02
作者: lp_nupt

不错 学习了:)
时间:  2011-9-16 16:08
作者: 通信它祖

原帖由 colinjen 于 2011-9-1 22:30 发表
留个记号，以后接着看
时间:  2011-9-16 21:31
作者: zhu200607

学习了
时间:  2011-9-16 23:19
作者: winsunwang

好东西。收藏了。
时间:  2011-9-17 01:09
作者: leon119629355

好东西，受教了~留下个印记，后面慢慢看~~
时间:  2011-9-17 16:55
作者: 一切随缘好啦     标题: 顶

时间:  2011-9-18 00:12
作者: windrainly

LS讲的很专业啊
时间:  2011-9-18 02:30
作者: zengrong0607

飘过~~~
时间:  2011-9-18 10:45
作者: tl111     标题: 啊啊

顶
时间:  2011-9-18 11:05
作者: 阿伯

买了大话无线通信，看了两三章，觉得很好，通俗易懂
时间:  2011-9-18 13:50
作者: caicjm123

占个位置，方便学习



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