移動網路信號的原理

A. 移動LTE的基本原理是什麼

移動通信是移動體之間的通信，或移動體與固定體之間的通信。移動體可以是人，也可以是汽車、火車、輪船、收音機等在移動狀態中的物體。移動通信系統由兩部分組成：

(1) 空間系統；

(2) 地面系統：①衛星移動無線電台和天線；②關口站、基站。

移動通信系統從20世紀80年代誕生以來，到2020年將大體經過5代的發展歷程，而且到2010年，將從第3代過渡到第4代(4G)。到4G，除蜂窩電話系統外，寬頻無線接入系統、毫米波LAN、智能傳輸系統(ITS)和同溫層平台(HAPS)系統將投入使用。未來幾代移動通信系統最明顯的趨勢是要求高數據速率、高機動性和無縫隙漫遊。實現這些要求在技術上將面臨更大的挑戰。此外，系統性能(如蜂窩規模和傳輸速率)在很大程度上將取決於頻率的高低。考慮到這些技術問題，有的系統將側重提供高數據速率，有的系統將側重增強機動性或擴大覆蓋范圍。

從用戶角度看，可以使用的接入技術包括：蜂窩移動無線系統，如3G；無繩系統，如DECT；近距離通信系統，如藍牙和DECT數據系統；無線區域網(WLAN)系統；固定無線接入或無線本地環系統；衛星系統；廣播系統，如DAB和DVB-T；ADSL和Cable Modem。

移動通信的種類繁多。按使用要求和工作場合不同可以分為：

(1)集群移動通信，也稱大區制移動通信。它的特點是只有一個基站，天線高度為幾十米至百餘米，覆蓋半徑為30公里，發射機功率可高達200瓦。用戶數約為幾十至幾百，可以是車載台，也可是以手持台。它們可以與基站通信，也可通過基站與其它移動台及市話用戶通信，基站與市站有線網連接。

(2)蜂窩移動通信，也稱小區制移動通信。它的特點是把整個大范圍的服務區劃分成許多小區，每個小區設置一個基站，負責本小區各個移動台的聯絡與控制，各個基站通過移動交換中心相互聯系，並與市話局連接。利用超短波電波傳播距離有限的特點，離開一定距離的小區可以重復使用頻率，使頻率資源可以充分利用。每個小區的用戶在1000以上，全部覆蓋區最終的容量可達100萬用戶。

(3)衛星移動通信。利用衛星轉發信號也可實現移動通信，對於車載移動通信可採用赤道固定衛星，而對手持終端，採用中低軌道的多顆星座衛星較為有利。

(4)無繩電話。對於室內外慢速移動的手持終端的通信，則採用小功率、通信距離近的、輕便的無繩電話機。它們可以經過通信點與市話用戶進行單向或雙方向的通信。

B. 手機的信號是什麼原理產生的

GSM是採用FDMA（頻分）與TDMA（時分）制式相結合的一種通信技術，其網路中所有用戶分時使用不同的頻率進行通信。在GSM900頻段，25MHZ的頻率范圍劃分為124個不同的信道，每個信道帶寬為200K，每個信道含8個時隙，即GSM900M頻段在同一區域內，可同時供近1000個用戶使用。而CDMA是採用碼分多址技術的一種通信系統，在這個系統中所有用戶都使用同一頻率。FDMA、TDMA及CDMA的比較如圖2.1. x0dx0ax0dx0a一、GSM的理論基礎. x0dx0aGSM系統是第二代數字蜂窩移動通信系統,它採用900MHz頻段,在後期又加入了1800MHz頻段及1900MHz頻段,為便於區別,分別稱為GSM900、DCS1800及PCS1900. 凌銳手機具有GSM900MHz及DCS1800MHz兩個頻段自動切換的功能. x0dx0ax0dx0a初期的GSM的工作頻率是890～915MHz(移動台發),935～960MHz(基站發)共25MHz的雙工頻率;後加入了EGSM(擴展GSM)其頻段為880～890MHz(移動台發),925～935MHz(基站發),為與EGSM區別,把前者稱之為PGSM。GSM900上行與下行頻段的間隔為45MHz,信道間隔為200KHz,可分為124個信道（EGSM加入了975～1023共49個信道）；因此E-GSM共有174個信道。 x0dx0aDCS1800的頻段為1710～1785MHz(移動台發),1805～1880MHz(基站發),上行與下行頻段的間隔為95MHz，頻帶寬度為75M，可分為374個信道（512至885）。 x0dx0aPCS1900的頻段分為上行：1850～1910MHz，下行：1930～1990MHz，上行與下行頻段的間隔為80MHz，頻帶寬度為60M，可分為300個信道。 x0dx0a每信道分成8個時隙(半速率是有16個),每個時隙信道速率是22.8kb/s,信道總傳輸速率270.83Kb/s,採用GMSK調制，通信方式是全雙工，分集接收，每秒跳頻217次,交錯信道編碼,自適應均衡.現在GSM向前發展開發了GPRS業務，作為2G向3G的過渡方式。 x0dx0ax0dx0a註：GPRS（General Packet Radio Service，通用無線分組業務）作為第二代移動通信技術GSM向第三代移動通信（3G）的過渡技術，是由英國BT Cellnet公司早在1993年提出的，是GSM Phase2+ (1997年)規范實現的內容之一，是一種基於GSM的移動分組數據業務，面向用戶提供移動分組的IP或者X.25連接。 x0dx0ax0dx0aGSM手機的話音編碼採用RPE-LTP(規則脈沖激勵線性預測編碼)方案,它每20ms輸出260比特,因此速率是13Kb/s.每幀為120/26=4.625ms,每時隙為577us,每比特寬度為3.692us. x0dx0ax0dx0a下圖是一個GSM的源編碼與信道編碼示意圖. x0dx0ax0dx0a圖2-2-2 GSM的源編碼與信道編碼 x0dx0ax0dx0a但它還要加入糾錯編碼.因為話音編碼的比特重要性不同,一種是重要的稱為I類比特,必需加以保護,即規則脈沖編碼與LPC參數比特共182個,加上3位奇偶檢驗比特,及4位尾比特共189比特.糾錯編碼使用1/2碼率的卷積碼,因此共編碼為378個比特.260比特中的其餘78個比特,則不加以保護.這樣加起來,每20ms的總輸出是456比特.如圖1所示. x0dx0ax0dx0a為了防止抗衰落引起的突了誤碼,編碼後的比特還須進行交織.交織的原理在此從略. x0dx0ax0dx0a二、GSM手機原理框圖. x0dx0ax0dx0a圖2 GSM行動電話原理框圖 x0dx0ax0dx0a行動電話(以下均稱手機)電路結構可分為四個部分:無線部分、傳輸處理部分、介面部分、電源部分。其電路原理可歸納為兩大部分：射頻電路和基帶電路。 x0dx0ax0dx0a1．無線部分 x0dx0ax0dx0a包括天線迴路、發送、接收、調制解調和振盪器等高頻系統.其中發送部分由射頻功率放大器、帶通濾波器組成.接收部分由高頻濾波、高頻放大、變頻及中頻濾波器組成,數據機採用GMSK. x0dx0ax0dx0a2．傳輸處理 x0dx0ax0dx0a2.1發送通道的處理包括語音編碼、信道編碼、加密、TDMA幀形成. x0dx0ax0dx0a1)語音編碼:用戶的話音通過MIC轉化成電信號,這個電信號通過ADC轉化成數字的、代表語音的13Kbitps的信息流。 x0dx0a2）信道編碼：為了檢測甚至糾正傳輸期間產生的差錯，在數據流中引入冗餘碼，通過從信 x0dx0a源數據計算得到的信息來提高其速率。信道編碼的結果是一個碼字流。 x0dx0a3）交織:將幾個碼字的比特混合起來,使得在已調制信號中相互靠近的比特能擴展到幾個 x0dx0a碼字上.由於調制流中連續出錯的可能性是緊密相關的,而且由於當差錯被去相關後,信道編 x0dx0a碼性能會改善,交織的目的就是去除差錯及它們在碼字中位置的相關性,交織以後,信息流就 x0dx0a成了信息塊的序列. x0dx0a4）突發脈沖格式化：為有助於接收信號的同步和均衡，向加密的信息塊中增加一些二進制信息使其成為二進制信息塊。 x0dx0a5）加密：通過僅由移動台和基站收發台知道的加密方式修改這些信息塊的內容。 x0dx0a6）調制：使用GMSK調制技術，在適當時刻將數碼信號轉變為合適的頻率的模擬信號；然後通過射頻電路的處理，以無線電波的形式發射出去。 x0dx0ax0dx0a2.2接收通道的處理包括均衡、信道分離、解密、信道解碼和語音解碼. x0dx0a1）解調：無線電波被天線接收以後，接收機根據多址規則接收相應的信息。在突發脈沖格式化期間引入的附加信息的幫助下對這部分信號進行解調，結果為二進制信息塊的序列。 x0dx0a2）均衡：採用均衡解調的目的是校正因復雜地形引起的無線電信號失真。 x0dx0a3）解密：通過與加密相反的方法修改這些比特。 x0dx0a4）去交織：為了重建碼字，把不同的突發脈沖的比特放回原位。 x0dx0a5）信道解碼：利用附加的冗餘碼，檢測或糾正解調器輸出中可能的差錯，從解調器的輸出中恢復信源信息。 x0dx0a6）語音解碼：通過解碼器DAC將數字語音信息還原成模擬的語音信號。 x0dx0ax0dx0a控制部分對行動電話進行控制和管理.包括定時控制、數字系統控制、天線系統控制以及人機介面控制等.若採用跳頻,還應包括對跳頻的控制.控制器採用微處理器. x0dx0ax0dx0a3．介面部分 x0dx0ax0dx0a包括模擬語音介面、數字介面及人機介面三個部分.模擬語音介麵包括A/D、D/A變換、話筒和揚聲器.數字介面主要是數字終端適配器.人機介面主要有顯示器和鍵盤. x0dx0ax0dx0a4．電源部分 x0dx0ax0dx0a電源部分包括電池直接供電的電路和由電池供電通過專用集成電源IC轉換成各路直流電壓的電路

C. 4G的基本工作原理是什麼

4G是第四代移動通信及其技術的簡稱。 4G LTE系統能夠以100Mbps的速度下載，比撥號上網快50倍，上傳的速度也能達到50Mbps，並能夠滿足幾乎所有用戶對於無線服務的要求。而4G LTE Advanced採用載波聚合技術，下行峰值速度可達150Mbps。此外，4G可以在DSL和有線電視數據機沒有覆蓋的地方部署，然後再擴展到整個地區。 很明顯，4G有著不可比擬的優越性。4G最大的數據傳輸速率超過100Mbit/s，這個速率是行動電話數據傳輸速率的1萬倍，也是3G行動電話速率的50倍。4G手機可以提供高性能的匯流媒體內容，並通過ID應用程序成為個人身份鑒定設備。它也可以接受高解析度的電影和電視節目，從而成為合並廣播和通信的新基礎設施中的一個紐帶。此外，4G的無線即時連接等某些服務費用會比3G便宜。還有，4G有望集成不同模式的無線通信——從無線區域網和藍牙等室內網路、蜂窩信號、廣播電視到衛星通信，移動用戶可以自由地從一個標准漫遊到另一個標准。與傳統的通信技術相比，4G通信技術最明顯的優勢在於通話質量及數據通信速度。
4G移動系統網路結構可分為三層：物理網路層、中間環境層、應用網路層。物理網路層提供接入和路由選擇功能，它們由無線和核心網的結合格式完成。中間環境層的功能有QoS映射、地址變換和完全性管理等。物理網路層與中間環境層及其應用環境之間的介面是開放的，它使發展和提供新的應用及服務變得更為容易，提供無縫高數據率的無線服務，並運行於多個頻帶。這一服務能自適應多個無線標准及多模終端能力，跨越多個運營者和服務，提供大范圍服務。第四代移動通信系統的關鍵技術包括信道傳輸；抗干擾性強的高速接入技術、調制和信息傳輸技術；高性能、小型化和低成本的自適應陣列智能天線；大容量、低成本的無線介面和光介面；系統管理資源；軟體無線電、網路結構協議等。第四代移動通信系統主要是以正交頻分復用（OFDM）為技術核心。OFDM技術的特點是網路結構高度可擴展，具有良好的抗雜訊性能和抗多信道干擾能力，可以提供無線數據技術質量更高（速率高、時延小）的服務和更好的性能價格比，能為4G無線網提供更好的方案。例如無線區域環路（WLL）、數字音訊廣播（DAB）等，預計都採用OFDM技術。4G移動通信對加速增長的寬頻無線連接的要求提供技術上的回應，對跨越公眾的和專用的、室內和室外的多種無線系統和網路保證提供無縫的服務。通過對最適合的可用網路提供用戶所需求的最佳服務，能應付基於網際網路通信所期望的增長，增添新的頻段，使頻譜資源大擴展，提供不同類型的通信介面，運用路由技術為主的網路架構，以傅利葉變換來發展硬體架構實現第四代網路架構。移動通信會向數據化，高速化、寬頻化、頻段更高化方向發展，移動數據、移動IP預計會成為未來移動網的主流業務。

D. 移動wifi的原理

移動wifi就是可以隨身攜帶的wifi信號，通過和無線運營商提供的無線上網晶元（sim卡），組成一個可以移動的wifi接收發射信號源，通過此套設備，可以連接到2.5G、3G或者4G網路上，形成可以移動的wifi熱點，是滿足出差移動辦公的商務及旅遊人士對網路依賴的需求。

E. 移動通信原理

移動通信的基本物理層技術、高級物理層技術、網路層技術和網路規劃層技術等內容。

F. 移動網路與聯通構造原理

移動網路和聯通網路構造原理都屬於移動通信網路體系架構：網路架構，該架構可分為三大模塊：網路部署場景、接入網和核心網。
具體的構造原理和試驗如下：
3.1.1中國移動黑龍江公司網路部署場景設計方案
1.室外藉助分布式天線（distributedantennasystem，DAS）和大規模MIMO（multipleinputmulti-pleoutput）配備基站，天線元件分散放置在小區，且通過光纖與基站連接。移動事物（如終端）部署Mo-bileFemtocell，可以動態地改變其到運營商核心網路的連接。同時，部署虛擬蜂窩作為宏蜂窩的補充，提升了室外覆蓋率。
2.室內用戶需要與安裝在室外建築的大型天線陣列的室內AP進行通信，這樣就可以利用多種適用於短距離通信的技術實現高速率傳輸，比如60GHz毫米波通信，可以解決頻譜稀缺問題。
3.1.2 中國移動黑龍江公司接入網設計方案
5G通信網路接入網部署中，採用新型的分布式基站進行組網把宏基站的部分載波通過標準的CPRI介面拉遠實現分布式組網，也就是將傳統基站的基帶處理部分（BBU）和射頻收發信機部分（RRU）設計成單獨的模塊。分布式基站不僅帶來快速、便捷的網路部署，而且有利於大幅降低運營商建網的成本。由於無線頻譜資源的高價格、高頻通信技術的使用，使原有基站覆蓋密度越來越大，因此必須對無線接入側的網路做相應的調整，才能保證5G網路下的無線帶寬及物聯需求的應用。
CoP(CPRI over Packet)承載技術是承接5G通信網路接入網中的研究和部署重點。為滿足業務需求和基站承載，需要建立一種新的承載技術架構來滿足雲通信的需求，現通過以下幾點方案進行接入網部署：
在RRU增加的情況下使其滿足免機房需要，新的CoP FO 設備能跟RRU供址部署，建立成一個新的前傳網路（Fronthanl）,通過CoP FO 設備將RRU進行匯聚傳給接入側的A設備。該方式針對現有IP RAN設備基本無需改動，只需要在原有的設備中插入帶有CRPI協議的新增板卡就可以工作。
對於Fronthanl接入側的保護機制有CPRI介面和ETH介面；網路側保護機制可以採用線性「1+1」保護或環網Wrapping、Steering保護。
對於無線側RRU的接入點模塊FO是全室外模式，易部署、省機房，滿足於大網路容量要求。
在組網類型上，優先選用環型拓撲結構，可以實現RRU任意的部署，實現接入設備A無源CWDM解決方案。
3.1.2 中國移動黑龍江公司核心網設計方案
1.現有核心網網元由傳統平台向雲平台演進
（1）RCS在互聯網基地部署應用，IMS AS、CSCF/BGCF等網元進行技術試點；
（2）控制類網元（MME、PCRF）、數據類網元（HSS、HLR）、信令轉接網元（DRA）等正在研究設計階段，成熟後馬上推動現網引入；
（3）媒體轉發面網元（MGW/SBC）,根據SDN技術進行進行部署；
（4）2G、3G電路域相關網元正逐步融合、替換和退網，不再考慮運化升級。
構建以DC為中心的網路雲化平台，部署基於雲化架構的NFV（網路功能虛擬化），引入跨DC部署與無狀態設計，並將傳統核心網業務搬遷至此雲化平台；
2.控制面網元功能重構
（1）業務處理節點：承接傳統核心網GW/SBC等媒體接入處理類網元的功能；
（2）融合控制接節點：承接傳統核心網MME/CSCF/HSS等管理控制類網元和HSS的等用戶數據類網元的功能；
（3）業務能力節點：承接傳統核心網應用服務AS/業務平台類網元的功能層次，同時支持提供網路能力開放和網路拓撲設置功能。
3.引入C/U分離，並利用MEC技術構建分布式網路，保障低時延業務應用。
4.引入SBA架構、網路切片Slicing、接入無關技術Access Agnostic，為各式各樣差異化需求提供on demand服務，以支撐5G業務。
3.2 5G關鍵技術
3.2.1 CoP(CPRI over Packet)承載技術
CoP承載技術是集成前傳承載和後傳承載的中心樞紐模塊，採用的是高效裝載技術，其由於CRPI結構化和非結構化是的數據成幀靈活，便於整個網路調節，採用光承載，繼承了原有波分承載的有點，也能進一步節省傳輸光纜。CPRI over Packet的NGFI承載方案，具體對比指標比較如下:
3.2.2 網路功能虛擬化（net-workfunctionvirtualization，NFV）
NFV（網路功能虛擬化）利用軟硬體解耦及功能抽象，以虛擬化技術降低昂貴的設備成本費，根據業務需求進行自動部署、彈性伸縮、故障隔離等步驟，讓運營商可通過此極速將承載各種網路功能的通用硬體與雲計算虛擬化技術相結合，實現網元虛擬化和虛擬網路可編程，簡化網路升級的步驟和降低購買新專用網路硬體的成本，把網路技術重點放到部署新的網路軟體上。
3.2.3 基於OFDM優化的波形和多址接入
5G NR設計過程中最重要的一項決定，就是採用基於OFDM優化的波形和多址接入技術，因為OFDM 技術被當今的 4G LTE 和 Wi-Fi 系統廣泛採用，因其可擴展至大帶寬應用，而具有高頻譜效率和較低的數據復雜性，因此能夠很好地滿足 5G 要求。 OFDM 技術家族可實現多種增強功能，例如通過加窗或濾波增強頻率本地化、在不同用戶與服務間提高多路傳輸效率，以及創建單載波 OFDM 波形，實現高能效上行鏈路傳輸。
不過OFDM體系也需要創新改造，才能滿足5G的需求：
1. 通過子載波間隔擴展實現可擴展的OFDM參數配置；
2. 通過OFDM加窗提高多路傳輸效率。
3.2.4 靈活的框架設計

5G NR靈活的框架設計：
1. 可擴展的時間間隔（Scalable Transmission Time Interval (TTI)）
相比當前的 4G LTE網路，5G NR將使時延降低一個數量級。目前LTE網路中，TTI（時間間隔）固定在1 ms（毫秒）。為此，3GPP在4G演進的過程中提出一個降低時延的項目。盡管技術細節還不得而知，但這一項目的規劃目標就是要將一次傅里葉變換的時延降低為目前的1/8（即從1.14ms降低至143µs（微秒）。

2. 自包含集成子幀（Self-contained integrated subframe）
自包含集成子幀是另一項關鍵技術，對降低時延、向前兼容和其他一系列5G特性意義重大。通過把數據的傳輸（transmission）和確認（acknowledgement）包含在一個子幀內，時延可顯著降低。

3. 先進的新型無線技術（Advanced wireless technologies）
5G必然是在充分利用現有技術的基礎之上，充分創新才能實現的，而4G LTE正是目前最先進的移動網路平台，5G在演進的同時，LTE本身也還在不斷進化（比如最近實現的千兆級4G+），5G不可避免地要利用目前用在4G LTE上的先進技術，如載波聚合，MIMO技術，非共享頻譜的利用等等。
大規模MIMO：
MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技術是目前無線通信領域的一個重要創新研究項目，通過智能使用多根天線（設備端或基站端），發射或接受更多的信號空間流，能顯著提高信道容量；而通過智能波束成型，將射頻的能量集中在一個方向上，可以提高信號的覆蓋范圍。
毫米波：
全新 5G 技術正首次將頻率大於 24 GHz 以上頻段（通常稱為毫米波）應用於移動寬頻通信。大量可用的高頻段頻譜可提供極致數據傳輸速度和容量，這將重塑移動體驗。但毫米波的利用並非易事，使用毫米波頻段傳輸更容易造成路徑受阻與損耗（信號衍射能力有限）。通常情況下，毫米波頻段傳輸的信號甚至無法穿透牆體，此外，它還面臨著波形和能量消耗等問題。

G. 手機信號原理及網路標識含義的介紹

如今的移動互聯網時代，終端設備的發達及普遍程度已相當可觀。然而人們對手機信號知識和網路標識含義在很大程度上缺乏一定的了解。

一、手機信號知識

首先，我們了解手機信號是怎樣傳播的：以電磁波的形式在空氣中進行傳播。當手機撥打電話時，會把語音轉化成信號，然後通過電磁波的形式，發送到距離最近的基站，基站接收到信號之後，再通過交換機轉發到覆蓋對方手機信號的基站，然後再把信號發送給對方手機，手機接收到信號之後再把信號轉換成語音，從而實現雙方通話。簡而言之，手機與手機之前的通信是通過基站傳播。

其次，了解基站分布：由於信號是以電磁波的`形式通過基站在不同區域之間進行傳播的，但是電磁波傳輸會隨著距離的增加而遞減。因此為讓信號能夠覆蓋的范圍足夠廣，需設立很多經過精密計算分布為六邊形的基站。

再次，手機信號減弱的原因：一是信號傳播隨距離增加而遞減；二是信號傳播是直線傳播，途中如遇阻礙並不會拐彎，故此會影響信號強弱。

二、網路標識含義

目前，隨著移動網路的發展，多品牌的智能手機所支持的網路制式也是各式各樣。

1、4G：新興網路制式，屬第四代移動通信技術，包括TD-LTE和FDD-LTE。從上網速度數據來看，可達到20Mbps，最高可以達到高達100Mbps。

2、H+：聯通3G網路(H網）的升級版，一般速率最高達42Mbps，僅次於4G網路傳輸速率。

3、3G：指將無線通信與國際互聯網等多媒體通信結合的新一代移動通信系統，目前3G存在3種標准：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA；其下行速度一般來說為2.8Mbit/s。

4、T：移動的3G網路標識，好像曇花一現的趕腳。

5、E：基於GSM的數據傳輸模式，以EDGE方式連接，被人們稱為2.75G，但仍屬2G范圍；對於普通的網頁瀏覽還是沒問題的。

6、G：屬於當前應用最為廣泛的行動電話標准，是基於蜂窩技術的一代移動通信技術。在當年移動網路普及不完善的前提下，多出現於諾基亞手機上。

H. 誰知道移動寬頻的原理，光纜是怎麼走的，通過什麼設備到戶

您好 湖北十堰鐵通寬頻故障處理團隊來為您回答
移動寬頻的原理是通過總的OLT: optical line terminal(光線路終端）設備把網路信號通過光信號下放到GPON EPON 以及FTTH 設備上去。
現在的移動鐵通寬頻的主要接入方式就是EPON 和GPON，和FTTH接入方式。XPON的接入方式就是光纖到箱子，然後從箱子到用戶家是網線。FTTH是最先進也是以後的主流接入方式，光纖到盒子，通過分光器，光纖冷接頭，以及光纖線，光貓直接接入用戶家裡。

希望回答對您有用。湖北十堰鐵通寬頻團隊