第九章现代通信技术
第一节“蜂窝”之名从何而来
在众多的移动通信系统中，蜂窝或移动通信系统在我们国家应用最广，用户最多，也最为大
家所关心，我们在这里简要介绍一下蜂窝移动通信系统。
蜂窝式移动通信会带来同频干扰，那么我们为什么还要采用蜂窝式移动通信呢？原因还是
在于频率资源上：频率作为一种资源必须合理安排。由于适于移动通信的频段仅限于VH
F(甚高频)、UHF(超高频)，所以可用的通道容量是极其有限的。为满足用户需求量的增加，
只能在有限的已有频段中采取有效利用频率的措施，如窄带化（就是每个用户占用的频率带
宽较小），缩小频带间隔（就是缩小用户频带之间的保护间隔），频道重复利用等方法来解
决。
目前常使用频道重复利用的方法来扩容，也就是划分蜂窝的方法来增加用户容量。就是说在
使用区域划出一块块的小区域，每一个小区分配一些频率资源，隔几个小区后，又把相同的
频率划给另一个小区，一般认为这时候他们之间的干扰比较小，属可以忍受的情况。但每个
城市要做出长期增容的规划，以利于今后发展。
在设计中，人们发现用正六角形的图形来模拟实际中的小区要比用圆形、正方形等其他图形
效果更好，衔接也更紧密，现在的划分小区都采用了这种方法，看上去就像是蜂窝，所以我
们也称之为蜂窝式移动通信。
“蜂窝”里的房间
这种系统由移动业务交换中心（MSC）、基站（BS）设备及移动台（MS）（用户设备），以
及交换中心至基站的传输线组成。移动的交换中心与公共的电话交换网（就是我们平时所说
的电话网PSTN）相连，移动交换中心负责连接基站之间的通信。通话过程中，移动台（比如
手机）与所属基站建立联系，由基站再与移动交换中心连接，最后接入公共电话网。
基站与移动台之间是无线通信，他们之间用无线电波进行信息传递，每个基站负责与一个特
定区域的所有的移动台进行通信。基站和移动交换中心之间通过微波或有线交换信息进行彼
此联系。最后移动交换中心再与公共电话网进行连接。
如果仅仅是两个基站所属的移动台进行通信，用户只需要在移动交换中心就可以完成通话。
如果需要和其他的用户通话，则由移动交换中心与公共电话网连接，再与其他用户完成通话
。
蜂窝式公用陆地移动通信系统适用于全自动拨号，全双工工作，大容量公用移动陆地网组网
，可与公用电话网中任何一级交换中心相连接，实现移动用户与本地电话网用户、长途电话
网用户，及国际电话网用户的通话接续。这种系统具有越区切换、自动或人工漫游、计费
及业务量统计等功能。
移动通信中的行话
1信道
信道是对无线通信中发送端和接收端之间的通路的一种形象比喻。对于无线电波而言，它从
发送端传送到接收端，其间并没有一个有形的连接，它的传播路径也有可能不止一条，但是
为了形象地描述发送端与接收端之间的工作，我们想像两者之间有一个看不见的通路衔接，
把这条衔接通路称为信道。信道有一定的频率带宽，正如公路有一定的宽度一样。
2大区
所谓大区是指：在一个比较大的区域中，只用一个基站覆盖全地区，不论是单工或双工工作
，单信道还是多信道，都称这种组网方式为“大区制”，以别于后面所称的小区制。大区制
的特点是只有一个基站，服务（覆盖）面积大，因此所需的发射功率也较大。大区制多用于
专用网或小城市的公共网。由于只有一个基站，其信道数有限（因为可用频率带宽有限），
因此容量较小，一般只能容纳数百至数千个用户。
3小区
所谓小区是相对于大区而言的，由于大区制的主要缺点是系统容量不高，为了适合大城市或
更大区域的服务，必须突破这一限制。采用小区制组网方式，可以在有限的频谱条件下，达
到大容量的目的。
小区制的概念如下：将所要覆盖的地区划分为若干小区，每个小区的半径可视用户的分布密
度在1～10公里，在每个小区设立一个基站为本小区范围内的用户服务。这和大区制中的基
站一样，本小区内能服务的用户数仍由这个基站的信道数来决定。但每一个小区和其他小区
可再重复使用这些频率，称为频率再用。由于相隔远了，同信道干扰降至可以接受的程度，
所以用有限的频率数就可以服务多个小区。用这种组网方式可以构成大区域大容量的移动通
信系统，还可以形成全省，全国或更大的系统。
4漫游
移动台的漫游也称出游，它的意义是移动台脱离了本管区的范围，而移动到其他管区中去了
，当其他用户呼叫这个漫游的移动台的时候，仍拨它原来的局号和电话号码。显然，如蜂窝
系统无漫游功能，将无法和这一脱离原管区的移动台接通。而具有漫游功能的系统，则
可将此电话接到此已脱离本管区漫游到其他管区的移动台去。这一功能对于一个在较大范围
的地区——全省、全国，或更大的地区（例如北欧四国的跨国或全欧洲）活动的用户确实是
非常重要的。
5切换
切换是指当移动台在通话中经过两个基站覆盖区的相邻边界的时候，所采用的信道切
换过程。由于相邻两个小区的信道不一样，移动台通话的前半段时间在一个基站的某一个
无线信道上传输，而后半段时间已经进入另一个基站的覆盖范围，须切换到另一个基站所
指配的信道上去。这种信道的切换必须不影响通话进行，时间要求短，须在100毫秒以下，
完全自动切换，通话人完全不觉察。切换技术在蜂窝移动通信中占有重要地位。
漫游与切换两个性能是大区制所没有的，切换是由漫游而起，漫游通过切换技术得以解
决。在漫游的过程中，当通话经过小区边界时，无线信道要切换，其过程如下：
移动台位置不仅由为之服务的基站台收集，而且也由周围的基站台收集，并判断当前是否需
要进行信道切换，从而进行新信道的准备工作。当移动控制中心判断要进行信道切换，就发
送指令给移动台当前基站和即将到的小区所属基站，由手机配合基站完成切换工作。
移动台始呼的过程
当一个移动用户要建立一个呼叫，只需拨被呼用户的号码，再按“发送”键，移动用户则开
始启动程序。移动用户通过随机接入信道（RACH）向系统发送接入请求消息。移动交换中心
便分配给它一个专用信道，查看主呼用户的类别并标记此主呼用户示忙。若系统允许该主呼
用户接入网络，则移动交换中心发证实接入请求消息。
主呼用户发起呼叫，如果被呼叫用户是固定用户，则系统直接将被呼用户号码送入固定网，
固定网将号码连接至目的地。这种连接方式与固定电话的区别仅仅在于发送端的移动性，就
是说移动台先接入移动交换中心，移动交换中心再与固定电话网相连，之后就和平时的电话
接续没有什么差别了，由固定电话网接到被呼叫的用户端去。
如果被呼号是同一网中的另一个移动台，则移动交换中心以类似从固定网发起呼叫的处
理方式，进行归属寄存器的请求过程，转接被呼用户的移动交换机，一旦接通被呼用户的链
路准备好，网络便向主呼用户发出呼叫建立证实，并给它分配专用业务信道(TCH)。主
呼用户等候被呼用户响应证实信号，这时完成移动用户主呼的过程。也就是说，移动台呼叫
移动台是“移动台呼叫固定电话网用户”以及“固定电话网用户呼叫移动台”的两者的结合
。中间常常需要固定网做两者之间的信息交换。但由于移动台的移动性，就造成呼叫过程更
复杂，要求也更高。其复杂之处在于移动台与移动交换中心之间的信息交换，包括基站与移
动台之间的连接以及基站与移动交换中心之间的连接。
展望“蜂窝”
未来的世界是个人通信的世界，虽然“个人通信”至今尚无统一的标准，但多数人认为是指
“一个人在任何地方，任何时间均能与任何地方的人进行通信的一种服务”。也就是不论在
任何时间和空间，人们均可以互相通信的一种服务，被称为一种全时空通信的服务。
未来的移动终端可以做得小而又耗电低，则个人携带就很方便。价格也会降低，这样就可能
普及，人人都可以有一个随身携带的移动终端，移动终端和个人始终在一起，则终端的移动
性和个人的移动性相一致。这种情况下，个人的号码就是移动终端的号码。
价格低是指人们承受得起（还包括运转时的收费率），因为个人通信是和普及率相联系的。
如果价格很高，只有少数人才买得起，那么也不能达到与任何地点的任何人通信的目的。未
来的通信一定要是多数人的通信。
其他的改善还有容量会大幅度提高，可靠性也得到加强，服务业务更多也更好。下面是一些
人对未来移动通信的构思：
你只需要带一张芯片，这张芯片是你个人独有的，记录着你个人的信息，然后你带上一
台移动终端，就可以到世界各地旅游，当你要和别人通信时，你只需要把自己的识别芯片放
进任何一台移动终端，这台移动终端可以是你的，也可以是公用的，你就可以进行通话或者
其他联系。别人想找你的时候，他就可以随时随地通过网络找到你的识别芯片，从而找到你
。比如，你在美国某个路边加油站，你只要把你的芯片插入路边的一个公用电话，你就可以
和任何人通话了。
随时随地的个人化通信，是我们未来移动通信发展的目标。