通信系统/蜂窝系统
移动无线电服务于 1946 年在圣路易斯推出。这个无线电调度系统有一个接线员，他将呼叫者连接到 PSTN。后来，IMTS 允许客户在没有接线员的情况下拨打电话。从这个不起眼的起点，诞生了现在的蜂窝电话系统。
蜂窝网络被 PSTN 看作是另一个呼叫发起和结束的端局。
STP（信号传输点）通过建立到特定移动用户的 HLR（归属位置寄存器）的路由来处理网络路由。这简化了网络管理，因为只有 STP 中的路由表需要随着系统增长而更新。每个 MSC（移动交换中心）不需要维护到所有其他 MSC 的完整路由表。
蜂窝语音参考模型
- AC - 认证中心。它代表 MS 管理最终用户或设备的认证。它可以为多个 HLR 提供服务，或者实际上是 HLR 本身。
- BS - 基站。基站管理一个或多个蜂窝站点，并包含一个控制器和一个或多个无线收发器。
- EIR - 设备标识寄存器。目前还没有很好地定义，但用于识别最终用户设备并减少欺诈事件。
- HLR - 归属位置寄存器。它标识特定的用户及其服务配置文件。它还记录他们当前的位置和授权期限。HLR 可以分布在多个实体上。
- MS - 移动台。它是实际的基于无线电的终端，为客户提供访问网络的途径。
- MSC - 移动交换中心。电信交换机，在移动用户和 PSTN 之间路由呼叫。
- VLR - 访问位置寄存器。这允许访问者在其他系统上漫游。
这个参考模型区分了不同的任务，并不一定反映实际的物理设备。
不幸的是，在 Um 空中接口处使用着大量不兼容的技术。因此，虽然可以与世界各地的人们进行通信，但无法将手机带到任何地方。这使得很难调整目前的系统来支持全球 PCS。
蜂窝基础设施市场由四家主要公司主导：朗讯科技、北电、爱立信和摩托罗拉。
目前的蜂窝系统正在经历用户、服务和技术创新的前所未有的增长。一些提供的服务包括
- • 寻呼、车辆定位
- • 文本、数据、传真传输
- • 交通、天气信息
- • 紧急援助拨号
- • 用于票价支付的电子资金转账
然而，也有一些令人担忧的地方
- • 蜂窝站点之间的计算机化呼叫切换
- • 主叫方号码识别
- • 远程诊断
- • 可靠性
- • 技术混合 [数字、模拟、UHF、音频、计算机]
- • 计费
- • 长途寻呼
每个用户在呼叫持续期间被分配一个发射和接收频率。频率对有时被称为前向和反向通道，或上行链路和下行链路。在蜂窝站点控制下，蜂窝电话必须能够调谐到系统中的数百个频率通道中的任何一个。
一些相邻蜂窝将监控来自便携式设备的信号强度，以帮助中央交换确定哪个蜂窝站点应处理呼叫。如果在某个时候，由于用户移动到另一个蜂窝服务区域，这个信号变得更弱，则需要进行呼叫切换。这需要蜂窝电话切换到另一组频率，并且呼叫路径需要重新路由。所有这些都必须对用户来说是透明的。
AMPS 是一种基于 FDMA 的模拟系统，在美国广泛使用。自从它诞生以来，它已经过了一些修改，它的一些特性是
- • 通道宽度：30 KHz
- • 双工间距：45 MHz
- • 数据传输：BFSK ±8 KHz 偏移
- • 输出功率：0.6 到 4 瓦
目前的系统将 832 个通道分为两个 416 个通道的块。在每个块中，21 个通道被保留用于信令。
与该系统相关的一些弱点包括
- • 市区繁忙时段的呼叫阻塞
- • 由于信号快速衰落导致的错误连接和断开连接
- • 缺乏隐私和安全性
- • 有限的数据传输 [1200 bps]
为了解决目前大都市区发现的一些拥塞问题，提出了一种技术，即缩小通道广播带宽。NAMPS（窄 AMPS）通过将每个 30 kHz AMPS 通道分成三个 10 kHz 通道来提高系统容量。这被视为一种临时解决方案，直到达成更好的方案为止。
蜂窝通道分配
不可能将所有通道分配给每个蜂窝，因为使用相同频率的相邻蜂窝会相互干扰。在 832 通道系统中的通道分布如下
- • 由 7 个相邻蜂窝组成的蜂窝组共享 416 个全双工通道
- • 任何蜂窝都不包含任何相邻频率通道
- • 4 个蜂窝分配了 56 个通道
- • 3 个蜂窝分配了 57 个通道
- • 21 个通道被保留用于控制
通过蜂窝分裂和扇区化，可以提高频率利用率。这些方法有效地减少了客户服务区域的大小，并允许频率复用。这会增加切换和其他对 MTX 的要求。
蜂窝分裂涉及从两个较大的蜂窝创建一个新的较小的蜂窝，而扇区化是将单个蜂窝分解成更小的蜂窝。通常，蜂窝站点以 3 比 1 或 4 比 1 的比例分裂。
为了最大程度地减少溢出到附近的蜂窝中，蜂窝天线略微向下倾斜，并且输出功率限制为 100 Werp。
另一种提高利用率的方法是通道借用。允许一些通道违反正常的频率分配，并在蜂窝之间移动。这允许系统动态地改变可以在给定蜂窝中服务的客户数量。必须仔细考虑潜在的同频干扰。
这个原理可以进一步扩展到提供动态通道分配，其中分配的蜂窝频率不断变化以满足不断变化的需求模式。
GSM 是一种第三代无线电话技术，允许在 17 个欧洲国家漫游。它最初是一个泛欧洲标准，但由于其全面而周到的实施，很快就获得了全球认可。
GSM 使用 TDMA 访问格式并具有呼叫切换功能，从而提高了客户的移动性，并允许接收呼叫。基站可以处理 124 个频带。通道 0 执行双重角色，既提供信令通道，又监控信号强度。所有其他通道都可以分配给用户。
- • 上行链路频率 890 - 915 MHz
- • 下行链路频率 935 - 960 MHz
- • 载波间距 200 KHz
- • 可以支持 1000 个语音或数据通道
- • 使用 GMSK† 调制
UMTS