我有分寸

[知乎回答] 手机是如何从与基站的信号交换中识别自身是否正在被呼叫的?

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答案链接:https://www.zhihu.com/question/21553561/answer/18597599

我们先不提频率,先用信道(channel)这个抽象概念。一个基站可以支持很多信道,但大体上说,分为公共信道和专用信道两类,所谓公共信道就是大家共用的,专用信道就是专门给你打电话或者传数据的。

首先并不是每个人开机就都占有专用信道,它们平常开机接入网络之后,处在一个等待状态,核心网络网络(你可以理解成用来找到你并建立连接的一个巨大的交换机),并不确切知道你在哪个基站,只确定你处于一大片区域,对于电话网,这篇区域叫位置区(LA),包含了很多基站的管辖范围。

当有来话的时候,网络首先向这个位置区中进行广播,这使用了“寻呼(paging)”信道(PCH),每部手机都听这个信道,当它发现自己被寻呼到的时候,就开始申请建立专用信道,这个申请的过程一般是所谓的“随机接入(RA)”,使用了随机接入信道(RACH),大致的过程就是,使用一个估计的功率向基站发起请求,如果基站没响应就随机时延后重试并加强信号,直到接入完成并建立连接。

建立连接后就分配了专用信道(DCH),用来进行通信,通信结束后释放。

网络资源规划这个事,当然不是满足所有人同时通话的,那样成本就太高了,这是一个概率问题,根据估计的同时打电话的人数、每个电话的时间、资源成本,估算需要的容量。所以,网络规划常常讲,初期(刚刚建网,没人用)是覆盖问题,保证哪里都有信号,后期(很多人用)是容量问题,保证有需要的人基本都可以打电话。

回到频率的问题上,无线通信发生在开放空间,在同一时间、同一地点,大家共享同样的频谱空间。于是就用到了多址接入技术,或者说让多个收发信机的接入需要分享 时间、空间、频率和能量这些因素构成的信号空间。FDMA是不同信号占用不同的频点,TDMA如GSM是不同信道占用不同时隙,CDMA是不同信道划分同一频率和时间上功率空间。

当然,对于任一发射机,有效利用的频率范围或宽或窄,总是有限的,当时间、功率空间、空间(TD-SCDMA的智能天线会进行精细的空间位置划分)都用完的时候,自然需要另外的频段,这就是说的,WCDMA 是5MHz对称频带,TD-SCDMA 是 1.6MHz频带,用完就需要更多的,但这个频率空间是靠国家颁发(或出售)的牌照规定的,不可以随便用的,是在网络规划的时候就划分好的,不是打电话打不出去了就可以临时增加的。

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