移动网络信号的原理

A. 移动LTE的基本原理是什么

移动通信是移动体之间的通信，或移动体与固定体之间的通信。移动体可以是人，也可以是汽车、火车、轮船、收音机等在移动状态中的物体。移动通信系统由两部分组成：

(1) 空间系统；

(2) 地面系统：①卫星移动无线电台和天线；②关口站、基站。

移动通信系统从20世纪80年代诞生以来，到2020年将大体经过5代的发展历程，而且到2010年，将从第3代过渡到第4代(4G)。到4G，除蜂窝电话系统外，宽带无线接入系统、毫米波LAN、智能传输系统(ITS)和同温层平台(HAPS)系统将投入使用。未来几代移动通信系统最明显的趋势是要求高数据速率、高机动性和无缝隙漫游。实现这些要求在技术上将面临更大的挑战。此外，系统性能(如蜂窝规模和传输速率)在很大程度上将取决于频率的高低。考虑到这些技术问题，有的系统将侧重提供高数据速率，有的系统将侧重增强机动性或扩大覆盖范围。

从用户角度看，可以使用的接入技术包括：蜂窝移动无线系统，如3G；无绳系统，如DECT；近距离通信系统，如蓝牙和DECT数据系统；无线局域网(WLAN)系统；固定无线接入或无线本地环系统；卫星系统；广播系统，如DAB和DVB-T；ADSL和Cable Modem。

移动通信的种类繁多。按使用要求和工作场合不同可以分为：

(1)集群移动通信，也称大区制移动通信。它的特点是只有一个基站，天线高度为几十米至百余米，覆盖半径为30公里，发射机功率可高达200瓦。用户数约为几十至几百，可以是车载台，也可是以手持台。它们可以与基站通信，也可通过基站与其它移动台及市话用户通信，基站与市站有线网连接。

(2)蜂窝移动通信，也称小区制移动通信。它的特点是把整个大范围的服务区划分成许多小区，每个小区设置一个基站，负责本小区各个移动台的联络与控制，各个基站通过移动交换中心相互联系，并与市话局连接。利用超短波电波传播距离有限的特点，离开一定距离的小区可以重复使用频率，使频率资源可以充分利用。每个小区的用户在1000以上，全部覆盖区最终的容量可达100万用户。

(3)卫星移动通信。利用卫星转发信号也可实现移动通信，对于车载移动通信可采用赤道固定卫星，而对手持终端，采用中低轨道的多颗星座卫星较为有利。

(4)无绳电话。对于室内外慢速移动的手持终端的通信，则采用小功率、通信距离近的、轻便的无绳电话机。它们可以经过通信点与市话用户进行单向或双方向的通信。

B. 手机的信号是什么原理产生的

GSM是采用FDMA（频分）与TDMA（时分）制式相结合的一种通信技术，其网络中所有用户分时使用不同的频率进行通信。在GSM900频段，25MHZ的频率范围划分为124个不同的信道，每个信道带宽为200K，每个信道含8个时隙，即GSM900M频段在同一区域内，可同时供近1000个用户使用。而CDMA是采用码分多址技术的一种通信系统，在这个系统中所有用户都使用同一频率。FDMA、TDMA及CDMA的比较如图2.1. x0dx0ax0dx0a一、GSM的理论基础. x0dx0aGSM系统是第二代数字蜂窝移动通信系统,它采用900MHz频段,在后期又加入了1800MHz频段及1900MHz频段,为便于区别,分别称为GSM900、DCS1800及PCS1900. 凌锐手机具有GSM900MHz及DCS1800MHz两个频段自动切换的功能. x0dx0ax0dx0a初期的GSM的工作频率是890～915MHz(移动台发),935～960MHz(基站发)共25MHz的双工频率;后加入了EGSM(扩展GSM)其频段为880～890MHz(移动台发),925～935MHz(基站发),为与EGSM区别,把前者称之为PGSM。GSM900上行与下行频段的间隔为45MHz,信道间隔为200KHz,可分为124个信道（EGSM加入了975～1023共49个信道）；因此E-GSM共有174个信道。 x0dx0aDCS1800的频段为1710～1785MHz(移动台发),1805～1880MHz(基站发),上行与下行频段的间隔为95MHz，频带宽度为75M，可分为374个信道（512至885）。 x0dx0aPCS1900的频段分为上行：1850～1910MHz，下行：1930～1990MHz，上行与下行频段的间隔为80MHz，频带宽度为60M，可分为300个信道。 x0dx0a每信道分成8个时隙(半速率是有16个),每个时隙信道速率是22.8kb/s,信道总传输速率270.83Kb/s,采用GMSK调制，通信方式是全双工，分集接收，每秒跳频217次,交错信道编码,自适应均衡.现在GSM向前发展开发了GPRS业务，作为2G向3G的过渡方式。 x0dx0ax0dx0a注：GPRS（General Packet Radio Service，通用无线分组业务）作为第二代移动通信技术GSM向第三代移动通信（3G）的过渡技术，是由英国BT Cellnet公司早在1993年提出的，是GSM Phase2+ (1997年)规范实现的内容之一，是一种基于GSM的移动分组数据业务，面向用户提供移动分组的IP或者X.25连接。 x0dx0ax0dx0aGSM手机的话音编码采用RPE-LTP(规则脉冲激励线性预测编码)方案,它每20ms输出260比特,因此速率是13Kb/s.每帧为120/26=4.625ms,每时隙为577us,每比特宽度为3.692us. x0dx0ax0dx0a下图是一个GSM的源编码与信道编码示意图. x0dx0ax0dx0a图2-2-2 GSM的源编码与信道编码 x0dx0ax0dx0a但它还要加入纠错编码.因为话音编码的比特重要性不同,一种是重要的称为I类比特,必需加以保护,即规则脉冲编码与LPC参数比特共182个,加上3位奇偶检验比特,及4位尾比特共189比特.纠错编码使用1/2码率的卷积码,因此共编码为378个比特.260比特中的其余78个比特,则不加以保护.这样加起来,每20ms的总输出是456比特.如图1所示. x0dx0ax0dx0a为了防止抗衰落引起的突了误码,编码后的比特还须进行交织.交织的原理在此从略. x0dx0ax0dx0a二、GSM手机原理框图. x0dx0ax0dx0a图2 GSM移动电话原理框图 x0dx0ax0dx0a移动电话(以下均称手机)电路结构可分为四个部分:无线部分、传输处理部分、接口部分、电源部分。其电路原理可归纳为两大部分：射频电路和基带电路。 x0dx0ax0dx0a1．无线部分 x0dx0ax0dx0a包括天线回路、发送、接收、调制解调和振荡器等高频系统.其中发送部分由射频功率放大器、带通滤波器组成.接收部分由高频滤波、高频放大、变频及中频滤波器组成,调制解调器采用GMSK. x0dx0ax0dx0a2．传输处理 x0dx0ax0dx0a2.1发送通道的处理包括语音编码、信道编码、加密、TDMA帧形成. x0dx0ax0dx0a1)语音编码:用户的话音通过MIC转化成电信号,这个电信号通过ADC转化成数字的、代表语音的13Kbitps的信息流。 x0dx0a2）信道编码：为了检测甚至纠正传输期间产生的差错，在数据流中引入冗余码，通过从信 x0dx0a源数据计算得到的信息来提高其速率。信道编码的结果是一个码字流。 x0dx0a3）交织:将几个码字的比特混合起来,使得在已调制信号中相互靠近的比特能扩展到几个 x0dx0a码字上.由于调制流中连续出错的可能性是紧密相关的,而且由于当差错被去相关后,信道编 x0dx0a码性能会改善,交织的目的就是去除差错及它们在码字中位置的相关性,交织以后,信息流就 x0dx0a成了信息块的序列. x0dx0a4）突发脉冲格式化：为有助于接收信号的同步和均衡，向加密的信息块中增加一些二进制信息使其成为二进制信息块。 x0dx0a5）加密：通过仅由移动台和基站收发台知道的加密方式修改这些信息块的内容。 x0dx0a6）调制：使用GMSK调制技术，在适当时刻将数码信号转变为合适的频率的模拟信号；然后通过射频电路的处理，以无线电波的形式发射出去。 x0dx0ax0dx0a2.2接收通道的处理包括均衡、信道分离、解密、信道解码和语音解码. x0dx0a1）解调：无线电波被天线接收以后，接收机根据多址规则接收相应的信息。在突发脉冲格式化期间引入的附加信息的帮助下对这部分信号进行解调，结果为二进制信息块的序列。 x0dx0a2）均衡：采用均衡解调的目的是校正因复杂地形引起的无线电信号失真。 x0dx0a3）解密：通过与加密相反的方法修改这些比特。 x0dx0a4）去交织：为了重建码字，把不同的突发脉冲的比特放回原位。 x0dx0a5）信道解码：利用附加的冗余码，检测或纠正解调器输出中可能的差错，从解调器的输出中恢复信源信息。 x0dx0a6）语音解码：通过译码器DAC将数字语音信息还原成模拟的语音信号。 x0dx0ax0dx0a控制部分对移动电话进行控制和管理.包括定时控制、数字系统控制、天线系统控制以及人机接口控制等.若采用跳频,还应包括对跳频的控制.控制器采用微处理器. x0dx0ax0dx0a3．接口部分 x0dx0ax0dx0a包括模拟语音接口、数字接口及人机接口三个部分.模拟语音接口包括A/D、D/A变换、话筒和扬声器.数字接口主要是数字终端适配器.人机接口主要有显示器和键盘. x0dx0ax0dx0a4．电源部分 x0dx0ax0dx0a电源部分包括电池直接供电的电路和由电池供电通过专用集成电源IC转换成各路直流电压的电路

C. 4G的基本工作原理是什么

4G是第四代移动通信及其技术的简称。 4G LTE系统能够以100Mbps的速度下载，比拨号上网快50倍，上传的速度也能达到50Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。而4G LTE Advanced采用载波聚合技术，下行峰值速度可达150Mbps。此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。 很明显，4G有着不可比拟的优越性。4G最大的数据传输速率超过100Mbit/s，这个速率是移动电话数据传输速率的1万倍，也是3G移动电话速率的50倍。4G手机可以提供高性能的汇流媒体内容，并通过ID应用程序成为个人身份鉴定设备。它也可以接受高分辨率的电影和电视节目，从而成为合并广播和通信的新基础设施中的一个纽带。此外，4G的无线即时连接等某些服务费用会比3G便宜。还有，4G有望集成不同模式的无线通信——从无线局域网和蓝牙等室内网络、蜂窝信号、广播电视到卫星通信，移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准。与传统的通信技术相比，4G通信技术最明显的优势在于通话质量及数据通信速度。
4G移动系统网络结构可分为三层：物理网络层、中间环境层、应用网络层。物理网络层提供接入和路由选择功能，它们由无线和核心网的结合格式完成。中间环境层的功能有QoS映射、地址变换和完全性管理等。物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的，它使发展和提供新的应用及服务变得更为容易，提供无缝高数据率的无线服务，并运行于多个频带。这一服务能自适应多个无线标准及多模终端能力，跨越多个运营者和服务，提供大范围服务。第四代移动通信系统的关键技术包括信道传输；抗干扰性强的高速接入技术、调制和信息传输技术；高性能、小型化和低成本的自适应阵列智能天线；大容量、低成本的无线接口和光接口；系统管理资源；软件无线电、网络结构协议等。第四代移动通信系统主要是以正交频分复用（OFDM）为技术核心。OFDM技术的特点是网络结构高度可扩展，具有良好的抗噪声性能和抗多信道干扰能力，可以提供无线数据技术质量更高（速率高、时延小）的服务和更好的性能价格比，能为4G无线网提供更好的方案。例如无线区域环路（WLL）、数字音讯广播（DAB）等，预计都采用OFDM技术。4G移动通信对加速增长的宽带无线连接的要求提供技术上的回应，对跨越公众的和专用的、室内和室外的多种无线系统和网络保证提供无缝的服务。通过对最适合的可用网络提供用户所需求的最佳服务，能应付基于因特网通信所期望的增长，增添新的频段，使频谱资源大扩展，提供不同类型的通信接口，运用路由技术为主的网络架构，以傅利叶变换来发展硬件架构实现第四代网络架构。移动通信会向数据化，高速化、宽带化、频段更高化方向发展，移动数据、移动IP预计会成为未来移动网的主流业务。

D. 移动wifi的原理

移动wifi就是可以随身携带的wifi信号，通过和无线运营商提供的无线上网芯片（sim卡），组成一个可以移动的wifi接收发射信号源，通过此套设备，可以连接到2.5G、3G或者4G网络上，形成可以移动的wifi热点，是满足出差移动办公的商务及旅游人士对网络依赖的需求。

E. 移动通信原理

移动通信的基本物理层技术、高级物理层技术、网络层技术和网络规划层技术等内容。

F. 移动网络与联通构造原理

移动网络和联通网络构造原理都属于移动通信网络体系架构：网络架构，该架构可分为三大模块：网络部署场景、接入网和核心网。
具体的构造原理和试验如下：
3.1.1中国移动黑龙江公司网络部署场景设计方案
1.室外借助分布式天线（distributedantennasystem，DAS）和大规模MIMO（multipleinputmulti-pleoutput）配备基站，天线元件分散放置在小区，且通过光纤与基站连接。移动事物（如终端）部署Mo-bileFemtocell，可以动态地改变其到运营商核心网络的连接。同时，部署虚拟蜂窝作为宏蜂窝的补充，提升了室外覆盖率。
2.室内用户需要与安装在室外建筑的大型天线阵列的室内AP进行通信，这样就可以利用多种适用于短距离通信的技术实现高速率传输，比如60GHz毫米波通信，可以解决频谱稀缺问题。
3.1.2 中国移动黑龙江公司接入网设计方案
5G通信网络接入网部署中，采用新型的分布式基站进行组网把宏基站的部分载波通过标准的CPRI接口拉远实现分布式组网，也就是将传统基站的基带处理部分（BBU）和射频收发信机部分（RRU）设计成单独的模块。分布式基站不仅带来快速、便捷的网络部署，而且有利于大幅降低运营商建网的成本。由于无线频谱资源的高价格、高频通信技术的使用，使原有基站覆盖密度越来越大，因此必须对无线接入侧的网络做相应的调整，才能保证5G网络下的无线带宽及物联需求的应用。
CoP(CPRI over Packet)承载技术是承接5G通信网络接入网中的研究和部署重点。为满足业务需求和基站承载，需要建立一种新的承载技术架构来满足云通信的需求，现通过以下几点方案进行接入网部署：
在RRU增加的情况下使其满足免机房需要，新的CoP FO 设备能跟RRU供址部署，建立成一个新的前传网络（Fronthanl）,通过CoP FO 设备将RRU进行汇聚传给接入侧的A设备。该方式针对现有IP RAN设备基本无需改动，只需要在原有的设备中插入带有CRPI协议的新增板卡就可以工作。
对于Fronthanl接入侧的保护机制有CPRI接口和ETH接口；网络侧保护机制可以采用线性“1+1”保护或环网Wrapping、Steering保护。
对于无线侧RRU的接入点模块FO是全室外模式，易部署、省机房，满足于大网络容量要求。
在组网类型上，优先选用环型拓扑结构，可以实现RRU任意的部署，实现接入设备A无源CWDM解决方案。
3.1.2 中国移动黑龙江公司核心网设计方案
1.现有核心网网元由传统平台向云平台演进
（1）RCS在互联网基地部署应用，IMS AS、CSCF/BGCF等网元进行技术试点；
（2）控制类网元（MME、PCRF）、数据类网元（HSS、HLR）、信令转接网元（DRA）等正在研究设计阶段，成熟后马上推动现网引入；
（3）媒体转发面网元（MGW/SBC）,根据SDN技术进行进行部署；
（4）2G、3G电路域相关网元正逐步融合、替换和退网，不再考虑运化升级。
构建以DC为中心的网络云化平台，部署基于云化架构的NFV（网络功能虚拟化），引入跨DC部署与无状态设计，并将传统核心网业务搬迁至此云化平台；
2.控制面网元功能重构
（1）业务处理节点：承接传统核心网GW/SBC等媒体接入处理类网元的功能；
（2）融合控制接节点：承接传统核心网MME/CSCF/HSS等管理控制类网元和HSS的等用户数据类网元的功能；
（3）业务能力节点：承接传统核心网应用服务AS/业务平台类网元的功能层次，同时支持提供网络能力开放和网络拓扑设置功能。
3.引入C/U分离，并利用MEC技术构建分布式网络，保障低时延业务应用。
4.引入SBA架构、网络切片Slicing、接入无关技术Access Agnostic，为各式各样差异化需求提供on demand服务，以支撑5G业务。
3.2 5G关键技术
3.2.1 CoP(CPRI over Packet)承载技术
CoP承载技术是集成前传承载和后传承载的中心枢纽模块，采用的是高效装载技术，其由于CRPI结构化和非结构化是的数据成帧灵活，便于整个网络调节，采用光承载，继承了原有波分承载的有点，也能进一步节省传输光缆。CPRI over Packet的NGFI承载方案，具体对比指标比较如下:
3.2.2 网络功能虚拟化（net-workfunctionvirtualization，NFV）
NFV（网络功能虚拟化）利用软硬件解耦及功能抽象，以虚拟化技术降低昂贵的设备成本费，根据业务需求进行自动部署、弹性伸缩、故障隔离等步骤，让运营商可通过此极速将承载各种网络功能的通用硬件与云计算虚拟化技术相结合，实现网元虚拟化和虚拟网络可编程，简化网络升级的步骤和降低购买新专用网络硬件的成本，把网络技术重点放到部署新的网络软件上。
3.2.3 基于OFDM优化的波形和多址接入
5G NR设计过程中最重要的一项决定，就是采用基于OFDM优化的波形和多址接入技术，因为OFDM 技术被当今的 4G LTE 和 Wi-Fi 系统广泛采用，因其可扩展至大带宽应用，而具有高频谱效率和较低的数据复杂性，因此能够很好地满足 5G 要求。 OFDM 技术家族可实现多种增强功能，例如通过加窗或滤波增强频率本地化、在不同用户与服务间提高多路传输效率，以及创建单载波 OFDM 波形，实现高能效上行链路传输。
不过OFDM体系也需要创新改造，才能满足5G的需求：
1. 通过子载波间隔扩展实现可扩展的OFDM参数配置；
2. 通过OFDM加窗提高多路传输效率。
3.2.4 灵活的框架设计

5G NR灵活的框架设计：
1. 可扩展的时间间隔（Scalable Transmission Time Interval (TTI)）
相比当前的 4G LTE网络，5G NR将使时延降低一个数量级。目前LTE网络中，TTI（时间间隔）固定在1 ms（毫秒）。为此，3GPP在4G演进的过程中提出一个降低时延的项目。尽管技术细节还不得而知，但这一项目的规划目标就是要将一次傅里叶变换的时延降低为目前的1/8（即从1.14ms降低至143µs（微秒）。

2. 自包含集成子帧（Self-contained integrated subframe）
自包含集成子帧是另一项关键技术，对降低时延、向前兼容和其他一系列5G特性意义重大。通过把数据的传输（transmission）和确认（acknowledgement）包含在一个子帧内，时延可显着降低。

3. 先进的新型无线技术（Advanced wireless technologies）
5G必然是在充分利用现有技术的基础之上，充分创新才能实现的，而4G LTE正是目前最先进的移动网络平台，5G在演进的同时，LTE本身也还在不断进化（比如最近实现的千兆级4G+），5G不可避免地要利用目前用在4G LTE上的先进技术，如载波聚合，MIMO技术，非共享频谱的利用等等。
大规模MIMO：
MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术是目前无线通信领域的一个重要创新研究项目，通过智能使用多根天线（设备端或基站端），发射或接受更多的信号空间流，能显着提高信道容量；而通过智能波束成型，将射频的能量集中在一个方向上，可以提高信号的覆盖范围。
毫米波：
全新 5G 技术正首次将频率大于 24 GHz 以上频段（通常称为毫米波）应用于移动宽带通信。大量可用的高频段频谱可提供极致数据传输速度和容量，这将重塑移动体验。但毫米波的利用并非易事，使用毫米波频段传输更容易造成路径受阻与损耗（信号衍射能力有限）。通常情况下，毫米波频段传输的信号甚至无法穿透墙体，此外，它还面临着波形和能量消耗等问题。

G. 手机信号原理及网络标识含义的介绍

如今的移动互联网时代，终端设备的发达及普遍程度已相当可观。然而人们对手机信号知识和网络标识含义在很大程度上缺乏一定的了解。

一、手机信号知识

首先，我们了解手机信号是怎样传播的：以电磁波的形式在空气中进行传播。当手机拨打电话时，会把语音转化成信号，然后通过电磁波的形式，发送到距离最近的基站，基站接收到信号之后，再通过交换机转发到覆盖对方手机信号的基站，然后再把信号发送给对方手机，手机接收到信号之后再把信号转换成语音，从而实现双方通话。简而言之，手机与手机之前的通信是通过基站传播。

其次，了解基站分布：由于信号是以电磁波的`形式通过基站在不同区域之间进行传播的，但是电磁波传输会随着距离的增加而递减。因此为让信号能够覆盖的范围足够广，需设立很多经过精密计算分布为六边形的基站。

再次，手机信号减弱的原因：一是信号传播随距离增加而递减；二是信号传播是直线传播，途中如遇阻碍并不会拐弯，故此会影响信号强弱。

二、网络标识含义

目前，随着移动网络的发展，多品牌的智能手机所支持的网络制式也是各式各样。

1、4G：新兴网络制式，属第四代移动通信技术，包括TD-LTE和FDD-LTE。从上网速度数据来看，可达到20Mbps，最高可以达到高达100Mbps。

2、H+：联通3G网络(H网）的升级版，一般速率最高达42Mbps，仅次于4G网络传输速率。

3、3G：指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统，目前3G存在3种标准：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA；其下行速度一般来说为2.8Mbit/s。

4、T：移动的3G网络标识，好像昙花一现的赶脚。

5、E：基于GSM的数据传输模式，以EDGE方式连接，被人们称为2.75G，但仍属2G范围；对于普通的网页浏览还是没问题的。

6、G：属于当前应用最为广泛的移动电话标准，是基于蜂窝技术的一代移动通信技术。在当年移动网络普及不完善的前提下，多出现于诺基亚手机上。

H. 谁知道移动宽带的原理，光缆是怎么走的，通过什么设备到户

您好 湖北十堰铁通宽带故障处理团队来为您回答
移动宽带的原理是通过总的OLT: optical line terminal(光线路终端）设备把网络信号通过光信号下放到GPON EPON 以及FTTH 设备上去。
现在的移动铁通宽带的主要接入方式就是EPON 和GPON，和FTTH接入方式。XPON的接入方式就是光纤到箱子，然后从箱子到用户家是网线。FTTH是最先进也是以后的主流接入方式，光纤到盒子，通过分光器，光纤冷接头，以及光纤线，光猫直接接入用户家里。

希望回答对您有用。湖北十堰铁通宽带团队