要是详解的话,涉及到太多,比如全球移动用户识别码的应用,空中接口的广播、寻呼、位置登记和去登记、多址方式,还有核心网的交换机等等,要保证茫茫人海中一个用户能顺利的打通另外一个用户的手机,其中的理论可以写好几本书。简单讲讲吧(以GSM/WCDMA为例,以下都是简单解说,因为实际说起来不但非常麻烦,没有通信基础的人也难以理解)~
首先是IMSI,也就是国际移动用户识别码,储存在SIM/USIM卡中,这个码是具有唯一性,和手机号码对应,可以用来识别一个用户,就好像是手机卡的“身份证号”一样,而手机号码就像是我们的名字一样,只要你的手机卡没换,那么这个号码就不会改变。另外还有一个TMSI,叫临时移动用户识别码,就像是一个“伪装的临时”身份证号一样,是为了保护IMSI用的。这就解决了识别一个手机用户的问题。
再来就是位置更新和去登记过程。我们的移动通信网络是由大大小小千千万万个蜂窝基站覆盖来的,这些基站其实也有编号的,就像是家里的门牌号一样,包括LAI(位置区编号)、BSIC(基站识别码)、CGI(全球小区识别码)、cell ID(小区识别)、URA(UTRAN,包括WCDMA和TD-SCDMA的注册区)等等非常多的编号。基站会不断的在自己的覆盖范围内广播自己的门牌号,当手机移动到某个基站覆盖下的时候,会将这个门牌号记起来(写入SIM/USIM卡中),当移动到其他的基站覆盖下时,手机因为听到了广播,知道了门牌号发生了变化,于是就会主动告诉网络:我来到了某某号基站底下,请网络知晓。于是网络就会在后台为这个手机做个标记,比如记录:X手机到了1号地区的A基站的第二个小区底下。还有一种情况,那就是长时间手机没有上报自己的位置信息,这有两种可能,一种是手机一直都在某个地方不动,或者说一直都处于某几个基站的覆盖范围下,另外一种就是手机突然断电了,比如有人刷机失败强制拔电池,或者突然进入了网络没覆盖到的盲区,甚至都来不及告诉网络说断电了。所以网络会要求手机周期性的向网络上报自己的位置信息,以便网络能及时的知晓手机的位置,同时也能节省网络资源。这样就解决了手机在哪里的问题~注意:有时候网络只要知道手机的一个大概位置,比如说位于某几十个基站的覆盖下,而有时候需要知道手机的精确位置,比如说某一个基站覆盖下,解释起来过于复杂,有兴趣自行谷歌百度,不再阐述。
好了,这样可以识别一个个手机的单独身份,同时还可以随时知道某个手机现在在哪里,这些有什么用呢?那就是为了寻呼需要!这里的寻呼可不是以前的BB机啊,而是一个通信专业术语。寻呼简单地说就是网络拍拍手机的肩膀:嘿!哥们儿!有人找你(接电话/上网)/我有事找你(位置更新等等传一些信令的时候)。那么网络随时可能寻呼手机,而且寻呼消息是向广播那样子喊的,所有覆盖下的手机都能听见,那么所有手机岂不是要时时刻刻一直注意听网络有没有在找自己?这不是很累嘛?手机君表示它有自己策略,那就是不间断的收听。不间断收听简单说就是在某一时刻收听一下寻呼消息,其他时刻的寻呼消息就不要去听了,那网络也知道哪个手机对应哪个时刻(因为对应哪个时刻是网络分配的),所以需要找那个手机的时候就在对应的时刻喊一下,这样手机正好在那个时刻收听寻呼消息,这样就能听到并且做出回应。在GSM中手机每次到自己的不间断收听时刻手机都要竖起耳朵仔细听喊的是不是自己的身份证号,而在WCDMA中手机会省力一点,到了寻呼不间断收听时刻前,网络会先喊”有“或者”没有“,当听到”没有“的时候,那就不用管接下来网络叫的是谁的身份证号码,当听到”有“的时候,手机才需要仔细听看看是不是自己的身份证号码。
以上大概就讲完你的题目中的提问,不过针对你主要题目”手机是怎么接收属于自己的信号的?“,手机在业务进行过程中(打电话啊,或者上网神马的),无线电波飞来飞去的,其他人的信息我也能收到,我的信息其他人也能收到,那这样不就乱套了?该怎么判断哪个是我的信息,而哪个是其他人的、我不需要管的信息呢?那就有必要讲一下多址方式。
GSM中使用的是FDMA+TDMA(频分多址+时分多址),简单地说一部GSM在业务进行中(比如打电话或者上网),网络会给手机安排一个频率范围和时间点,规定手机只能在这个频率范围和时间点里接收和发送信息,比如规定手机在890.2MHz-890.4MHz这个范围内发送信息,在835.2MHz-835.4MHz这个范围内接收信息,同时还要规定时间,比如规定手机在上述频率范围的A时刻接收和发送信息,其他时刻不许发送信息和接收信息,这样就能保证一部手机可以发送同时也接收只属于它的信息了~
WCDMA中使用的是CDMA(码分多址),主要是使用正交的扩频码和准正交的扰码来区分。解释起来会比GSM复杂许多,简单说下就是WCDMA手机都处于同样的频率下且没有时间上的区分(这是和GSM手机最大的不同),那这就意味如果没有有效的手段来避免的话,那就乱套了。高通公司的”鸡尾酒会“模型可以很好的解释这个现象:鸡尾酒舞会上,大家齐聚一堂,结果大家讲的是一样的语言,甚至声音声调和音量大小都一样,那这样没法区分出声音是谁的了,那怎么办?有个方法,那就是大家讲不同的语言,比如A讲汉语,B讲英语,C讲德语等等,因为这些语言差异很大(正交的扩频码),所以哪怕音量声音一模一样,也是可以互相区分谁是谁的声音。这就像是网络和某个手机之间用一种“语言”来通信,和另外一个手机就用另一种“语音”来通信,手机之间彼此听不懂对方的语言,这样哪怕它们在一样的频率、一样的时间接收和发送信息,也不会互相干扰(其实干扰还是有的,而且有时候不小,原因有很多,不过这里只简单的讨论手机怎么接收只属于自己的信号的问题,所以不再阐述)。
大概就是这些,实在感兴趣的话,可以找一本这方面的书看一看读一读~

来源:知乎 www.zhihu.com

作者:知乎用户(登录查看详情)

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