撥打手機(jī)時(shí)種種回應(yīng)的理論分析

魏秉國，周 侃，魏永欽

（濮陽縣職業(yè)技術(shù)學(xué)校，河南 濮陽 457000）

0 引言

當(dāng)今信息時(shí)代，手機(jī)在我們的生活中扮演著愈來愈重要的角色，用手機(jī)或固定電話撥打某一手機(jī)時(shí)，除大部分能正常通話外，往往還會聽到諸如：①不在服務(wù)區(qū)；②撥打的手機(jī)已關(guān)機(jī)；③正在通話中；④無人接聽；⑤網(wǎng)絡(luò)忙；⑥無法接通等種種回應(yīng)，以提醒主叫方下一步采取相應(yīng)的措施。現(xiàn)從移動通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)及通話信道的分配與使用的角度，對撥打手機(jī)時(shí)得到的各種回應(yīng)作一理論探討。

1 移動通信實(shí)現(xiàn)的基本過程

手機(jī)通信屬于無線通信，對于每部手機(jī)來說，它既是接收機(jī)又是發(fā)射機(jī)。要實(shí)現(xiàn)手機(jī)與手機(jī)、手機(jī)與固定電話之間的通信，需要解決的首要問題是搭建好移動通信網(wǎng)絡(luò)。移動通信網(wǎng)絡(luò)由移動業(yè)務(wù)交換中心、基站（BS，Base Station）、基站收發(fā)信機(jī)、移動臺（手機(jī)）（MS，Mobile Station）等來組成，移動業(yè)務(wù)交換中心又與固話局相連，如圖1所示。當(dāng)前，按照移動通信的多址方式不同有頻分多址（FDMA，F(xiàn)requency Division Multiple Access），時(shí)分多址（TDMA，Time Division Multiple Access），碼分多址（CDMA，Code Division Multiple Access）。

實(shí)現(xiàn)移動通信時(shí)，按不同的頻率范圍劃分出不同的頻段有：CDMA800M、GSM900M、DCS1800M、PCS1900M頻段以及3G手機(jī)寬帶碼分多址（WCDMA，Wideband Code Division Multiple Access）、CDMA2000、時(shí)分同步碼分多址 TD-SCDMA，Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access）使用的2 000 M頻段等。每個(gè)頻段分為上行頻率和下行頻率，所謂上行頻率是手機(jī)向基站發(fā)射信號使用的頻率，所謂下行頻率是指基站向手機(jī)發(fā)射信號使用的頻率。無論是上行頻率還是下行頻率按照頻率由低到高又劃分出許多信道。例如：GSM900M頻段上行頻率范圍是880～915 MHz，下行頻率范圍是925～960 MHz，上行頻率和下行頻率的帶寬均為35 MHz，雙工間隔為 45 MHz。在上下行頻帶中，按頻率的高低每200 kHz帶寬劃分為一個(gè)信道，用CH表示，為防止相鄰頻段間的干擾，在上、下行頻帶的兩端各留有100 kHz的余地[1]。故GSM900M頻段中共有174個(gè)信道，每個(gè)信道從頻率上講是成對出現(xiàn)的,即包含一個(gè)上行頻率與一個(gè)下行頻率,帶寬200 kHz雙工間隔也為45 MHz。如圖2所示。

圖2 GSM900頻道信道劃分

每個(gè)基站所覆蓋的范圍是一個(gè)小區(qū)，從原理上講一個(gè)小區(qū)在地平面上應(yīng)當(dāng)是以基站為中心的一個(gè)圓。但考慮到小區(qū)之間的銜接性,避免信號出現(xiàn)盲區(qū)，故每個(gè)基站實(shí)際的作用范圍人為地定為以基站為中心的正六邊形，如圖3所示。

圖3 小區(qū)結(jié)構(gòu)分布

這樣多個(gè)小區(qū)的整體排列就形成相互銜接的多個(gè)正六邊形，初看很象蜂窩形狀，這也是蜂窩移動通信的由來。每個(gè)小區(qū)均配有若干個(gè)信道，每個(gè)基站通過收、發(fā)信機(jī)接收上行頻率和發(fā)射下行頻率與手機(jī)實(shí)現(xiàn)連接，然后再通過移動交換中心，實(shí)現(xiàn)與另一手機(jī)或固定電話的通話。在每個(gè)小區(qū)的若干個(gè)信道中，其中有一個(gè)信道稱為廣播控制信道（BCH，Broadcast Channel），其余為業(yè)務(wù)信道[2]，如圖4所示。

手機(jī)在開機(jī)后撥打、接收電話前，首先要完成入網(wǎng)過程，入網(wǎng)的步驟為：①查找廣播控制信道，把所有收到的廣播控制信道按信號的強(qiáng)弱排隊(duì)，然后守候在信號最強(qiáng)的廣播控制信道上；②通過上行控制信道經(jīng)基站向交換中心發(fā)送本機(jī)客戶識別模塊（SIM，Subscriber Identity Module）卡內(nèi)的國際移動用戶識別碼（IMSI，International Mobile Subscriber Identification Number）；③移動交換中心經(jīng)基站通過BCH的下行信道向手機(jī)發(fā)送隨機(jī)數(shù)據(jù)；④該數(shù)據(jù)在用戶SIM卡內(nèi)經(jīng)過加密運(yùn)算，由手機(jī)通過BCH將計(jì)算結(jié)果發(fā)回移動交換中心；⑤交換中心用同一隨機(jī)數(shù)根據(jù)用戶檔案中的加密運(yùn)算方法也計(jì)算出一結(jié)果；⑥移動交換中心將兩個(gè)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行比較，如果中心運(yùn)算數(shù)據(jù)與手機(jī)發(fā)來的數(shù)據(jù)相同，鑒定通過；⑦交換中心向手機(jī)發(fā)出鑒定通過指令，同時(shí)指定一個(gè)臨時(shí)用戶識別碼存入手機(jī)和交換中心；⑧手機(jī)入網(wǎng)成功，并繼續(xù)守候在BCH上，液晶屏（LCD，Liquid Crystal Display）上顯示網(wǎng)號、網(wǎng)名、信號場強(qiáng)[2]。

圖4 小區(qū)內(nèi)信道分配

手機(jī)一旦入網(wǎng)就處于斷續(xù)的接收廣播控制信道BCH下行頻率的狀態(tài)，且移動中心通過基站每間隔一定的時(shí)間呼叫手機(jī)一次，手機(jī)接到中心的呼叫后就通過 BCH的上行頻率向移動中心作回應(yīng)，此時(shí)移動中心就知道手機(jī)在何位置，是否仍在開機(jī)以及手機(jī)所處位置的信號場強(qiáng)如何。一旦有別的手機(jī)或固話撥打該手機(jī)，移動中心首先會查找該小區(qū)有無空閑的業(yè)務(wù)信道，若有，移動中心會通過BCH讓手機(jī)跳轉(zhuǎn)到空閑的業(yè)務(wù)信道上，從而實(shí)現(xiàn)通話。

2 主叫方得到種種回應(yīng)的原因

在實(shí)際使用的過程中，除能正常通話外，往往還會出現(xiàn)不能正常通話時(shí)候，但此時(shí)會得到以下幾種不同的回應(yīng)。

（1）“你撥打的電話已關(guān)機(jī)”

若手機(jī)在待機(jī)狀態(tài)下按下關(guān)機(jī)鍵實(shí)現(xiàn)正常關(guān)機(jī)，則手機(jī)會在關(guān)機(jī)前通過BCH向移動中心作關(guān)機(jī)匯報(bào)，移動中心會將該手機(jī)的關(guān)機(jī)信息存儲起來，此時(shí)若用別的手機(jī)或固話再撥打該手機(jī)，當(dāng)呼叫信息送至移動中心時(shí)，移動控制中心會將被叫手機(jī)的關(guān)機(jī)信息通過主叫所在小區(qū)的BCH或固話局發(fā)送到主叫方，主叫就會得到“你撥打的電話已關(guān)機(jī)”的回應(yīng)。

（2）“你撥打的電話無法接通”

若手機(jī)是非正常關(guān)機(jī)，如電池脫落或電池低電量突然關(guān)機(jī)，均會導(dǎo)致手機(jī)還沒有來得及向移動中心發(fā)送關(guān)機(jī)信息就已關(guān)機(jī)。此時(shí)若撥打該手機(jī)，移動控制中心會通過各小區(qū)的BCH呼叫被叫手機(jī)，由于移動控制中心得不到被叫手機(jī)的回應(yīng)，就會向主叫發(fā)出無法接通的信息，此時(shí)主叫就會得到“你撥打的電話無法接通”的回應(yīng)。但由于移動中心沒有接到關(guān)機(jī)信息，故移動中心還會每間隔一定的時(shí)間通過 BCH呼叫該手機(jī)，若連續(xù)幾次呼叫均得不到回應(yīng)，就自動視為關(guān)機(jī)[3]，此時(shí)若再撥打該手機(jī)會得到“你撥打的電話已關(guān)機(jī)”的回應(yīng)。

（3）“你撥打的手機(jī)不在服務(wù)區(qū)”

若手機(jī)進(jìn)入移動網(wǎng)絡(luò)信號的盲區(qū)，諸如手機(jī)處在移動網(wǎng)絡(luò)的屏蔽區(qū)，或者移動網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋不到的地方，即手機(jī)接收不到BCH，此時(shí)手機(jī)LCD上會出現(xiàn)無網(wǎng)絡(luò)的字樣或圖標(biāo)，若此時(shí)撥打該手機(jī)，由于移動中心通過 BCH呼叫該手機(jī)得不到應(yīng)答，則主叫方會得到“你撥打的手機(jī)不在服務(wù)區(qū)”的回應(yīng)。

（4）“網(wǎng)絡(luò)忙請稍后再撥”

若手機(jī)處在手機(jī)密度較高的區(qū)域，由于同時(shí)通話的手機(jī)較多，手機(jī)所在小區(qū)內(nèi)業(yè)務(wù)信道全部被手機(jī)占用，盡管呼叫的手機(jī)信號場強(qiáng)也很強(qiáng)，此時(shí)只能表明此處的廣播控制信道正常，但沒有多余的空閑業(yè)務(wù)信道供被叫手機(jī)使用，故主叫方會得到移動控制中心發(fā)出的“網(wǎng)絡(luò)忙請稍后再撥”的回應(yīng)。由于信道是公用的，一旦有一手機(jī)通話完畢讓出信道，再撥打該手機(jī)即可得到接通的回鈴聲。當(dāng)然類似這種情況也可能是用手機(jī)作主叫方時(shí)，主叫手機(jī)所在小區(qū)無空閑業(yè)務(wù)信道 所致。

（5）“你撥打的手機(jī)無人接聽”

若手機(jī)正在通話，表明它已占有業(yè)務(wù)信道，若此時(shí)撥打該手機(jī)，由于移動中心知道該手機(jī)在業(yè)務(wù)信道上，因而主叫方會得到“你撥打的手機(jī)正在通話中”之類的回應(yīng)。

（6）“你撥打的手機(jī)無人接聽”

若呼叫某一手機(jī)并聽到回鈴聲，表明移動中心通過被叫手機(jī)所在小區(qū)的BCH為手機(jī)分配了業(yè)務(wù)信道，只要被叫方按下接聽鍵就可使手機(jī)轉(zhuǎn)到業(yè)務(wù)信道上實(shí)現(xiàn)通話，若對方一直不按接聽鍵，經(jīng)過幾次回鈴后主叫方會聽到“你撥打的手機(jī)無人接聽”的回應(yīng)。

3 結(jié)語

總之，要實(shí)現(xiàn)與被叫手機(jī)正常的通話：①手機(jī)正常開機(jī)后并守候在小區(qū)的BCH上；②該小區(qū)有空閑的業(yè)務(wù)信道供手機(jī)通話使用；③主叫方若是手機(jī)也應(yīng)滿足上述兩條件，這樣基本上均能實(shí)現(xiàn)正常的通話。但滿足上述條件后通話的過程中有時(shí)會出現(xiàn)：①聽不到對方說話；②對方聽不到自己說話；③雙方均聽不到對方說話等現(xiàn)象。遇到這種情況一般是業(yè)務(wù)信道的上行、下行頻率信號發(fā)生阻塞或一時(shí)不暢引起，掛機(jī)后重新?lián)艽蛞话憔芑謴?fù)正常。

[1] 趙伶俐.WCDMA系統(tǒng)基站覆蓋范圍的分析與優(yōu)化[J].通信技術(shù)，2008,41（08）：166-167.

[2] 張興偉.數(shù)字手機(jī)電路與檢修技術(shù)[M].北京:人民郵電出版社，2007.

[3] 尚鵬,李小文.TD-SCDMA/GSM雙模終端切換問題研究[J].通信技術(shù)，2008,41（06）：173-174.