不一定每個(gè)人都見(jiàn)過(guò)大哥大,但大家肯定都用過(guò)固定電話機(jī)。輸入對(duì)方的座機(jī)號(hào)后,電話交換機(jī)會(huì)在你和對(duì)方的電話線之間建立一條專(zhuān)用的電路連接,供此次通話使用。但人類(lèi)不是木偶,生活路線不是一成不變的,存在隨時(shí)通訊的需求,但身邊不可能一直都有一部固話機(jī)。于是,移動(dòng)通訊成了當(dāng)時(shí)人們急切渴望擁有的東西。
我們知道,長(zhǎng)距離的通訊都需要依賴(lài)中轉(zhuǎn)站,有線電話機(jī)的中轉(zhuǎn)站是交換機(jī),無(wú)線大哥大采用的則是基站。1987年,我國(guó)在廣州建成了首個(gè)TACS基站,這標(biāo)志著移動(dòng)通訊時(shí)代正式進(jìn)入中國(guó)。
TACS基站(1G)采用的是模擬信號(hào),基站會(huì)實(shí)時(shí)向四周發(fā)送射頻載波信號(hào),只要有人使用大哥大,大哥大發(fā)出的波就會(huì)載上基站的信號(hào),實(shí)現(xiàn)無(wú)線通訊。為了供更多人使用,TACS基站采用了蜂窩組網(wǎng)結(jié)構(gòu),把基站四周覆蓋的區(qū)域劃分成多個(gè)小區(qū)(蜂窩),也就是把總頻率分成若干組,相鄰的小區(qū)用不同的頻率組,相隔較遠(yuǎn)的小區(qū)復(fù)用相同的頻率組,這就可以讓不同小區(qū)內(nèi)的人在相同的時(shí)間內(nèi)共用使同一個(gè)頻率。只是這樣的頻分復(fù)用(FDMA)技術(shù),會(huì)造成信號(hào)干擾,干擾的直接表現(xiàn)是:通話中的“滋滋”聲、背景噪音變大,甚至串臺(tái)聽(tīng)到另一個(gè)通話的碎片聲音。
但上述所說(shuō)的“大哥大發(fā)出的波會(huì)載上基站的信號(hào)”并不準(zhǔn)確,具體情況更復(fù)雜。假設(shè):A用大哥大呼叫B大哥大。A的大哥大用 890 MHz 發(fā)出信號(hào),A附近的基站捕捉到后,通過(guò)基站與基站之間的有線電話網(wǎng)絡(luò)傳給B附近的基站;B附近基站再對(duì)B的大哥大發(fā)送尋呼信號(hào),B的大哥大發(fā)出來(lái)電提示,接通后,B基站會(huì)給B大哥大分配一對(duì)空閑頻率。于是B大哥大通過(guò)891 MHz將聲音傳遞給B基站。此基站再通過(guò)有線電話網(wǎng)絡(luò)傳給A附近的基站,A這邊的基站再用935 MHz 將B的聲音傳遞到A大哥大。(B通過(guò)另外被分配的936 MHz聽(tīng)A的聲音)值得注意的是:每一對(duì)頻率只服務(wù)于一個(gè)用戶(hù)和他附近的基站。但同一時(shí)間,890 MHz 也可以在其他用戶(hù)那里扮演其他角色。(這就是頻分復(fù)用)
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當(dāng)然,移動(dòng)通訊設(shè)備最重要的是移動(dòng),那么如果在通話過(guò)程中,A用戶(hù)移動(dòng)了會(huì)發(fā)生什么呢?我們說(shuō)過(guò)為了讓更多用戶(hù)可以使用,基站周?chē)环殖闪硕鄠€(gè)小區(qū)。假設(shè)A用戶(hù)從一個(gè)小區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū),那A所對(duì)應(yīng)的一對(duì)頻率就會(huì)發(fā)生改變。TACS基站(1G)采用的是以硬切換為核心的移動(dòng)性管理技術(shù),也就是先斷后連。使用大哥大時(shí),A的大哥大和A附近的基站(稱(chēng)原基站A1)會(huì)持續(xù)監(jiān)測(cè)通話信號(hào)強(qiáng)度。當(dāng)A移動(dòng)到原小區(qū)邊緣,信號(hào)弱到一定程度時(shí),原基站A1會(huì)向移動(dòng)交換中心(MSC)報(bào)告“需要切換”。MSC根據(jù)A的位置和信號(hào)測(cè)量結(jié)果,選擇出信號(hào)更好的小區(qū)后,會(huì)命令對(duì)應(yīng)的小區(qū)準(zhǔn)備好資源,分配一對(duì)新的空閑頻率給A。MSC通過(guò)基站向A的大哥大發(fā)送一條指令:“立即切換到新小區(qū)A2,使用新頻率(892/937)”。A的大哥大立即中斷與原小區(qū)A1的連接(釋放原頻率890/935),跳轉(zhuǎn)到新小區(qū)A2指定的新頻率(892/937)上,繼續(xù)通話。這個(gè)中斷通常會(huì)需要幾百毫秒,表現(xiàn)在用戶(hù)端上就是:感覺(jué)到“咔嗒”一聲或短暫的靜音。(基站間的切換同理)
你說(shuō)雙方都沒(méi)有移動(dòng)也會(huì)感覺(jué)到“咔嗒”一聲或短暫的靜音?那大概率就是同頻干擾導(dǎo)致的了。正如我們之前討論過(guò)的,頻率復(fù)用會(huì)帶來(lái)同頻干擾。如果A在小區(qū)邊緣時(shí),恰好受到另一個(gè)同頻小區(qū)的強(qiáng)干擾,可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn),使得MSC做出錯(cuò)誤的切換決策,最終造成掉話——這也是1G時(shí)代在特定地點(diǎn)容易斷線的原因之一。1G有非常多的問(wèn)題,注定會(huì)被時(shí)代拋棄。因?yàn)?G用的是模擬信號(hào),通話質(zhì)量本身就不太好,再加上當(dāng)時(shí)網(wǎng)絡(luò)覆蓋盲區(qū)多,沒(méi)有信號(hào)或信號(hào)不穩(wěn)定就很常見(jiàn),這也導(dǎo)致“移動(dòng)電話移動(dòng)打”成了當(dāng)時(shí)的笑話。
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現(xiàn)在我們擁有了自己的技術(shù),各種問(wèn)題不需要再依賴(lài)別人的核心標(biāo)準(zhǔn)、芯片和生態(tài),自己就可以解決了。但站在5G引領(lǐng)、6G預(yù)研位置上的我們,前面的道路仍然不平坦——芯片制造、射頻器件、操作系統(tǒng)生態(tài)、高端工業(yè)軟件,還有通信與產(chǎn)業(yè)的深度融合,這些依然是擺在我們面前的硬骨頭。但我們不再彷徨,因?yàn)闅v史的啟示很清楚:移動(dòng)通信的下一程,比的不是誰(shuí)跑得快,而是誰(shuí)能靠自主創(chuàng)新跨過(guò)這些坎,在開(kāi)放中走出自己的路。
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