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移动通讯知识

熟悉基本通信协议(1)入门篇

分类：嵌入式2007-09-06 18:03

传统IT人员如何实现个人增值?掌握移动通信协议,可以帮您在软件行业迈入一个新的台阶.

作为移动通信软件工程师您应该了解最基本的移动通信协议，更严格的来讲不是了解，而应该是精通，面临3G时代的到来，国家需要复合型移动通信人才，对于开发人员也提出了新的更高的标准要求：即拥有传统软件的开发经验又掌握丰富的移动通信技术。毕竟移动通信软件工程师主要编程方向是通信子网和资源子网的接口，所有的编程思路也都基于通信协议之上。如果不懂协议那么我们在实现这些编程思路的时候就会很迷茫，或者说思路很不清晰，对于某种通信状态的流程不了解，大概框架不了解也就做不出优秀的软件。譬如如果您不知道一条短信是如何实现发送和接受的整个过程，那么在开发相应的应用软件时也就会一头雾水，在团队中只能跟着别人的思路走。有人可能会说：“我为什么要知道通信协议？我又不做那方面的开发！”。注意，我这里只是针对于想在移动通信领域搞软件开发的人员来说的。毕竟社会上传统的java工程师很多，如果您是其中一位，能够体现您比别人有优势的地方未必就是您多知道多态分为两种：一种是方法的重载；一种是和继承有关的多态。扎实的java基础固然是必须，但是对于个人整体能力的提升和对于自己目标的实现，单一的java 工程师还是显得有些劣势所在。

我个人认为作为移动通信软件开发人员应该掌握如下有关移动通信协议的内容：（备注：资料完全是有笔者亲自整理，不足之处请读者朋友指正）作为移动通信软件工程师应该熟悉基本的移动通信协议，在这里我就说高级移动通信协议了，那个涉及到更复杂的内容。

整个框架：(如果读者朋友感觉下边内容过于专业或者枯燥可以直接阅读文章的最后部分，本人总结了关于OSI部分的精华)一、TCP／IP：

（1）掌握协议的构成成份。

（2）理解OSI模型、TCP/IP模型。

（3）掌握以太网的接入方法，以太网和802.3帧的区别是什么？了解无线以太网无线以太帧的构成。

（4）第二层主要设备和工作原理。

（5）掌握IP层主要必须协议、IP编址、理解协议配置步骤。

（6）理解传输和应用层主要协议功能。

二、七号信令

（1）掌握三种信令单元的功能。

（2）信令网组成。

（3）信令点编码。

（4）移动网和信令网的关系。

三、移动网

（1）GSM网络结构、信道、帧。

（2）GSM互联其他网络。

（3）GSM网络组成设备的功能。

（4）GSM的编号。

（5）MSC局数据步骤。

（6）GPRS网络结构。

（7）GPRS协议模型。

（8）GPRS路由管理。

（9）EDGE组网。（在欧洲使用，我们国家没有，所以只是作为了解内容）

第一、网络技术的基础（向移动通信软件开发人员转型的入门阶段）要学习通信协议，我们先从网络技术基础开始学起，这也是传统软件开发人员向移动通信软件开发人员过渡的入门知识，掌握这几个知识点后，你也就基本对计算机通信有个概念了。

在本阶段应该掌握以下知识点：

（1）网络协议的概念

（2）传输模式的种类和它们的区别

（3）能够描述出OSI（开放系统互连参考模型）的七层

（4）了解调频、调幅、调相的原理和区别

（5）知道正交调幅的概念和解决的问题

（6）知道脉码调制和脉冲幅度调制的区别（模数转换的两种方式）

（7）复用的概念及其主要的三种复用技术是什么

（8）FDM（频分复用）如何将多个信号组合为一个，又如何分开？FDM和WDM的相似之处和不同之处

（9）TDM（时分复用）的两种类型。TDM如何将多个信号合并成一个，又如何分开（10)CDM（码分复用）的原理

（11)单比特差错和突发差错的区别

（12)已知数据比特的位数，掌握计算纠正一位差错所需要的冗余比特数的公式

（13）海明码的先进之处和引入的目的。

详细介绍：

一、网络协议的基本概念

网络协议是在网络上的各台计算机之间的一种语言，它是通信双方为了实现通信所进行的约定或所做的对话规则，不同的计算机之间必须使用相同的网络协议才能进行通信（为了避免重复工作，每个协议应该处理没有被其他协议处理过的通信问题，并且协议之间可以共享数据和信息）internet上的计算机通常使用的是TCP（传输控制协议）/IP（互联网协议---主要用于负责IP寻址、路由选择和IP数据包的分割和组装）。

协议包括三部分：

（1）语法：确定通信双方“如何讲“，定义了数据格式、编码和信号电平等

（2）语义：确定“讲什么“，定义了用于协调同步和差错处理等信息

（3）同步：确定“讲话的次序“，定义了速度匹配和排序等

二、传输模式的种类和区别（由于传输模式的概念比较简单，本文已省略）

（一）基本概念：

（1）传输：是信源到信宿之间的过程

（2）信道：是指通信系统中传输信息的媒体或通道

（3）传输速率：是衡量传输的一个标准，单位是Mpbs（兆比特/秒），它与我们通常所说的“带宽”是一个意思.

（4）带宽：有两层意思：

从电子电路角度出发，指电子电路中存在一个固有通频带，指的是电路可以保持稳定工作的频率范围（包括显示器带宽、通信/网络中的带宽）。

第二层意思指的就是传输率（如内存带宽、总线带宽、网络带宽等）。

（二）模式分类：

（1）单工：如键盘和传统的监视器

（2）半双工：对讲机和BP机等民用无线电设备都是半双工（无论哪一方进行传输，都使用信道的整个带宽）

（3）全双工：如电话网络。原理解释：两个方向的信号共享链路带宽，共享有两种方式进行：一种是链路具有两条物理上独立的传输路径，一条发送，一条接收；一种是为传输两个方向的信号而将信道一分为二。

三、画出OSI（开放系统互连参考模型）。

（一）物理层：包含那些在物理介质上传输比特流所必需的功能，它定义了接口与传输介质的机械和电气特性，也定义了物理设备和接口为了传输而必须执行的过程与功能，还有传输介质的类型。

（二）数据链路层：将物理层中对数据不做任何改动的传输通道变成可靠的链路，并负责节点到节点的传输。这样可以将物理层的数据无错的传给上层（网络层）。

具体职责：

（1）成帧（将比特流划分成帧的易处理数据单元）

（2）物理地址（也叫硬件地址）

（3）流量控制

（4）差错控制

（5）访问控制

（三）网络层：负责将包从源地址传递到目的地址，可能会通过多个网络（或链路）。

网络层的具体任务：

（1）逻辑寻址

（2）路由

（四）传输层：负责整个报文从源端到目的端（端到端）的传输过程。

建立一条连接包含三个步骤：建立连接、数据传输和连接释放。

传输层的具体任务：

（1）服务点寻址

（2）拆分和组装

（3）连接控制

（4）流量控制

（5）差错控制

（五）会话层：前面三层提供的服务对某些进程是不需要的。会话层是网络的对话控制器，它建立和维护以及同步通信系统交互操作。

具体任务：

（1）会话控制

（2）同步

（六）表示层：是关于两个系统之间交互信息的语义和语法。

具体职责：

（1）翻译

（2）加密/解密（实际中加密在这层现在并没有实现，都是在高层应用软件来解决的）（3）压缩

（七）应用层：使得用户（无论是人还是软件）可以访问网络。它为用户提供了接口和服务支持，如电子邮件、远程文件访问和传输、共享数据库管理以及其他分布式信息服务。（注意：在本层中不增加任何头部和尾部信息）。

应用层的具体任务如下：

（1）网络虚拟终端

（2）文件传输、访问和管理（FTAM）

（3）邮件服务

（4）目录服务

四、了解调频、调幅和调相的原理和区别？

（1）调幅（AM）：对载波信号进行调制，使振幅根据调制信号的改变而变化（调制信号变成了载波信号的包络线）。调幅信号的带宽BWt等于调制信号带宽BWm的两倍，并且覆盖以载波频率为中心的频率范围。

（2）调频（FM）：载波信号的频率随着调制信号电压（振幅）的改变而调整。一个调频信号的带宽等于调制信号带宽的10倍，即BWt＝10＊BWm，而且和调幅带宽一样以载波频率为中心。

（3）调相（PM）：载波信号的相位随调制信号的电压变化而调整，当信息信号的振幅变化时，载波信号和相位随之发生相应的改变。

五、什么是正交调幅

QAM (Quadrature Amplitude Modulation) 正交调幅。

一种调制数字信号的编码方法，它兼用振幅编码和相位编码。该方法既可以用于下行，也可以用于上行，不但可以增加合法信号的数目，也能让信号之间保持较大的差异，它为每个比特组合分配一个给定振幅和相移的信号。该方法的优点是能充分利用带宽和抗噪声能力强。（备注说明：（1）波特率:模拟信号的速率,等于每秒钟传输的数据位数,有压缩和没压缩之分,跟阀门电路有关.（2）比特率:数字信号的名词,模拟信号经过采样量化后,变为数字信号,那在数字信号要如何表示经过数字化的视频和音频呢,就要用到比特率来表示,用的比特位越多(比特就是二进制里面最少的单位),比特率就越大,视频音频质量就越好.

）

六、知道脉码调制和脉冲幅度调制的区别（此为模数转换的两种方式）

（1）脉冲幅度调制（PAM）

按照一定的时间间隔对模拟信号进行采样，接着产生一个振幅等于采样信号的脉冲。

（2）脉码调制（PCM）

由PAM产生的信号看起来似乎是数字式的，但由于脉冲的振幅和采样信号一样，所以其取值是随意的。使脉冲真正数字化的一种方法为采样信号分配一个预先确定的振幅，这种处理方法称为脉码调制（pulse code modulation，PCM）

PCM有几种普通的应用：

其一是长途电话线上的语音信号的数字化。按照国际标准，每秒采样8000次，每个采样8个比特，依照尼奎斯特定理这个频率是电话机所能够处理的最大语音频率的两倍多一点，它要求每秒8＊8000，即大约64kbps的比特速率；

其二是光盘（CD）技术。CD上的音乐是应用PCM编码成数字格式的。

七、复用的概念及其三种主要的复用技术是什么

（一）复用：当连接两台设备的介质的传输能力比设备间的传输要求更高时，该链路就可以被共享。复用就是允许同时通过一条数据链路传输多个信号的一种技术。

（二）主要的复用技术：

（1）频分复用FDM：

所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。多路信号调制在不同载频上进行复用。是一种模拟技术，在链路带宽大于要传输的所有信号带宽之和时采用。如有线电视、无线电广播、光纤的波分复用、频分多址的TACS制式模拟移动通信系统。

（2）时分复用TDM（是在物理层实现的）：

所有用户在不同的时间占用同样的频带宽度。多路信号占用不同时隙进行复用。是一个数字化过程，当传输介质的数据速率容量大于发送和接收设备所需要的数据速率时就可以采用它。如电话网采用这种技术。

包括同步时分复用（电路交换）和异步时分复用（包交换）。

在这里我多说几句：中国采用欧洲体制，以E1为一次群（2.048M＝32＊64k）；

而美国、日本等国家采用北美体制，以T1为一次群（24＊64k）。

具体原理：3.9ns为一个话路，共32个话路，发送方逆时针旋转的同时接收方顺时针旋转，转一圈就是一帧，它的缺点是浪费资源。

（3）码分复用CDM：

多路信息调制在不同的码型上进行复用。（例如码分多址CDMA数字移动通信技术，cdma的多址技术的原理是采用一组正交或准正交的伪随机序列通过相关处理实现多用户共享频率资源和时间资源）

八、FDM如何将多个信号组合为一个？又如何将一个FDM信号分离成原来的多个？FDM 和WDM有何相似之处和不同

（1）复用过程：FDM是一个模拟过程，把频率范围相似的信号采用调幅或调频技术将信号调制到独立载波频率上（f1、f2、f3），然后将调制后的信号合成为一个复合信号并通过具有足够带宽容量的介质链路发送出去。载波频率之间的频率差必须能够容纳调制信号的带宽。这些带宽范围就是不同信号传输的信道。信号之间必须由狭长的未用带宽（警戒

频带）以防止信号交叉。另外，载波频率必须不会影响原来的数据频率。

（2）多路分解：在多路分解器中采用了一系列过滤器来将复合信号分解成组成它的各个信号。每个信号随后被送往解调器，解调器将他们与载波信号分离并转发给等待的接收方。

（3）波分复用WDM是频分的一个特例，用在光纤通信中，除了复用和多路分解包括通过光纤信道传输光信号之外wdm在概念上与频分复用相同。不同之处是组合的频率很高。

九、时分复用的两种类型，TDM如何将多个信号合并成一个，又如何分开？考虑TDM实现的两种方法。

多道传输流通过细分链路和交织过程来使用单条链路，采用的链路与FDM中一样，但是这里显示的分割是时间上的并不是频率上的，信号按顺序占据链路。

（一）同步时分复用：同步所包含的意义与在远程通信等其他领域中的含义不同，这里同步是指复用器在所有时间为每个设备都分配完全一样的时间片，不管该设备有没有数据要传输。

（1）帧。一帧由时间片的一个完整循环组成，包括分配给每个发送设备的一个或者多个时间片。

（2）交织。同步时分复用以恒定速率和固定顺序在设备间轮转的过程乘坐交织。

（3）帧定位比特。因为在同步时分复用系统中各帧内时间片的顺序不变，因而在每帧头上只需要很少的额外开销。

（4）同步时分复用实例

（5）比特填充

（二）异步时分复用。

同步时分复用不能保证使用链路的全部容量。实际上很有可能在一个给定时刻只使用了一部分时间片。因为时间片是预分配的和固定的。每当有一台设备不发送时，对应的时间片就会是空的并且浪费了通路带宽。

异步时分复用（也叫统计复用）就是为避免这种浪费而设计的，这里的异步是可变的、不固定的。异步时分复用允许将许多较低速率的输入线路复用到一条较高速率的线路上，但是与同步时分复用不同的是，在异步中所有输入线路之和可能比通路容量大。

十、单比特差错和突发差错的区别

（1）单比特差错是指在给定数据单元（例如一个字节、字符、数据单元或数据包）只有一个比特被从0变为1或是从1变为0，即在数据单元中只有一个比特发生了改变。

（2）突发差错指数据单元中的两个或者连个以上连续的比特从0变为1或是从1变为0.但它的长度是由第一各改变的位置到最后一个改变的位置来确定，其中间某些比特可以不改变

突发差错大多发生在串行传输时。

十一、已知数据比特的位数，计算纠正一位差错所需要的冗余比特数的公式是什么？

2的r次方大于等于m＋r＋1

（说明：m为给定数量的数据位数即要传输的数据单元的原始长度；r为冗余位的数量，它的值可以通过插入m）

十二、引入海明码的目的和作用是什么

海明码是一种可以纠正一位差错的编码。它可以利用单比特差错状态所需要的比特数来发现出现的差错状态，它可以在任意长度的数据单元上应用。海明码的纠错在物理层。

这个阶段的内容大概就是这么多。下面我来总结一下这个阶段的一些东西或者一些需要读者必须掌握的东西，当然这个掌握是相对而言的。其实，涉及到物理层的东西是固化的东西，我们在实际工作中根本就用不到，但是作为（移动通信软件工程师）通信入门的基础还是必须得了解的，我们可能做不到精通但是大概应该听过这些东西。

首先，我说一下OSI（开放系统互连参考模型）七层。我们知道这个模型是由国际标准化组织（ISO）制定的一个覆盖网络通信各个方面的标准，包括以后要讲到的TCP/IP模型都是这个模型（OSI）某层具体实现的一个版本。

建立七层模型的主要目的是为解决异种网络互连时所遇到的兼容性问题。它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来：服务说明某一层为上一层提供一些什么功能，接口说明上一层如何使用下层的服务，而协议涉及如何实现本层的服务；这样各层之间具有很强的独立性，互连网络中各实体采用什么样的协议是没有限制的，只要向上提供相同的服务并且不改变相邻层的接口就可以了。网络七层的划分也是为了使网络的不同功能模块（不同层次）分担起不同的职责。

从应用层开始说起，它为应用程序提供接口，应用程序调用这个接口以实现对应用程序的一个初始化。接下来是表示层涉及到编码（比如同样的文件在windows系统和linux系统下编码肯定会不一样）、加密和压缩，要加入表示层首部H6。再往下是会话层，跟踪会话、管理传输模式（比如是全双工还是半双工等等），要加入会话层首部H5，再下边是传输层，这是应用程序的终点传输数据片（切片工作是由网络层来完成的）每片加上首部H4，加源端口和目的端口，这个层已经有了识别应用程序的能力，以上四层在本机实现（有人观点会不同：把传输层独立出来将上三层和下三层连接起来并保证下层是以上层能够使用的型式传输的）

低三层再来说一下，网络层包括主机域和网络域，它解决的是网间的寻址（IP地址），再往下是数据链路层，解决寻找硬件地址，即网段中具体的某一台机子，再下边是物理层，注意它不是实际的传输介质，但是它定义了传输介质的接口和机械与电气特性（规程就是流程的意思；电气特性就是电平信号的一些定义；机械特性就是比如传输介质的尺寸的配合等等，格式化的数据经过这层后它被转换成电磁信号，并在物理链路上传输）。

说到物理层我们不得不说两种设备：DTE和DCE：前者是数据终端设备，是具有数据处理、发送和接收能力的一种设备（比如路由器，可以想象成计算机或者终端）；后者是数据通信设备，它在DTE和传输线路之间提供信号变换和编码的功能。注意：DTE和DCE之间是由物理层来定义的（这里用到典型的物理规范RS232，可以说是串行通信的一种协议EIA-232/V.24），标准的传输距离是100米，这里进行简单的信号定义即可通信如只是对：信号地、保护、发送数据和接收数据的定义。

概括：在发送端每一层都在从直接上层传来的报文中加上自己的信息并将整个包传到它的直接下层，这些信息以报文头或尾部（附加在数据包的头或尾的控制信息）的型式加入报文，一般来说报文头加在第6、5、4、3、2层，尾部通常只加在第二层。在接收端报文被一层一层地打开，每一层接收并提取对他

有意义的数据。

我们说两台计算机之间能不能通信呢？这句话严格来说是错误的，应该是计算机之间的应用程序之间的通信。那么如何实现两台计算机应用程序之间的通信呢？第一、通过网络层寻找网络地址（逻辑地址即我们通常所说的IP地址）。第二、通过数据链路层来识别是那个网络的具体哪一台机子（即通过这个层的ARP和RARP协议将IP地址映射为硬件地址）。第三、通过应用层的端口号来识别是哪个应用程序（说明：当然不是只有端口才能识别应用程序）。

如果链路是理想的传输信道，所传送的任何数据既不会出差错也不会丢失，那么数据链路层协议是根本不需要的。但是，这可能吗？不可能。所以我们需要数据链路层协议。

如果不管发送方以多快的速率发送数据，接收方总是来得及收下，并及时上交主机，那么数据链路层协议也是不需要的。但是，这可能吗？不可能。所以我们还是需要数据链路层协议。

这就是说，传输数据的信道是不可靠的（即不能保证所传的数据不产生差错），并且还需要对数据的发送端进行流量控制。

看看最简单的停止等待协议。

收方在收到一个正确的数据帧后，向发方发送一个确认帧ACK（表示“我收到啦”）。当发方收到确认帧后才能发送一个新的数据帧。这样就实现了收方对发方的流量控制。假如数据帧在传输过程中出现了差错。由于通常都在数据帧中加上了循环冗余校验CRC，所以收方很容易校验出收到的数据帧是否有差错。当发现差错时，收方就向发方发送一个否认帧NAK（表示“嘿，哥们儿，你搞错了”），以表示发方应当重发出错的那个数据帧。

有时，链路上的干扰很严重，或由于其他一些原因，收方收不到发方发来的数据帧。这种情况称为帧丢失。发生帧丢失时，收方当然不会向发方发送任何应答帧。如果发方要等收到收方的应答信息后再发送下一个数据帧，那么就将永远等下去。要解决这个问题，可在收方发送完一个数据帧时，就启动一个超时定时器。若到了超时定时器所设置的重发时间仍收不到收方的任何应答帧，则发方就重传前面所发送的这一数据帧。

然而现在问题并没有完全解决。当出现数据帧丢失时，超时重发的确是一个好办法。但是若丢失的是应答帧，则超时重发将使收方收到两个同样的数据帧。由于收方现在无法识别重复的数据帧，因而在收方收到的数据中出现了另一种差错，称为重复帧。要解决这个问题，必须使每一个数据帧带上不同的发送序号。若收方收到序号相同的数据帧，就表明出现了重复帧。这时应当丢弃这重复帧。但应注意，此时收方还必须向发方发送一个确认帧，因为收方已经知道发方还没有收到上一次发过去的确认帧。

我们知道，任何一个编号系统的序号所占用的比特数一定是有限的。因此，经过一段时间，发送序号就会重复。序号占用的比特数越少，数据传输的额外开销就越少。对于停等协议，由于每发送一个数据帧就停止等待，因此用一个比特来编号就够了。就是说序号轮流使用0和1。

由于发方对出错的数据帧进行重复是自动进行的，所以这种差错控制体制常简称为ARQ（Automatic Repeat reQuest），直译是自动重复请求，意思是自动请求重发。

停止等待协议ARQ比较简单，但信道利用率不高，信道远远没有被数据比

特填满。为了克服这一缺点，就产生了另外两种协议，即连续ARQ和选择重传ARQ。

连续ARQ的要点就是在发送完一个数据帧后，不是停下来等待应答帧，而是可以连续再发送若干个数据帧。如果这时收到了收方发来的确认帧，那么还可以接着发送数据帧。由于减少了等待时间，整个通信的吞吐量就提高了。但是，收方只按序接收数据帧，如果收到有差错的某帧之后接着又收到了正确的几个数据帧，都必须将它们全部丢弃；而发方在重传时，又必须把原来已正确传送过的数据帧进行重传（仅因为这些数据帧之前有一个数据帧出了错）。这种做法又使传送效率降低。由此可见，若传输信道的传输质量很差因而误码率较大时，连续ARQ不一定优于停止等待协议。

为了进一步提高信道的利用率，可设法只重传出现差错的数据帧或者是定时器超时的数据帧。但这时必须加大收方的缓冲区，以便先收下发送序号不连续但仍处在缓冲区中的那些数据帧。等到所缺序号的数据帧收到后再一并送交主机。这就是选择重传ARQ协议。使用选择重传ARQ协议可以避免重复传送那些本来已经正确到达收方的数据帧。但我们付出的代价是在接收端要设置具有相当容量的缓冲空间，这在许多情况下是不够经济的。正因为如此，选择重传ARQ协议在目前就远没有连续ARQ协议使用得那么广泛。

本篇是续上篇未结束部分－－这些都是OSI七层的精华部分（请读者牢记）：一、OSI七层小结（容易记忆）

物理层：OSI模型的最底层。它提出了网络的物理特性，比如连接的电缆类型。这里是二进制值0和1的世界，也就是数据以信号的电特性（高低电平）来表示。涉及在物理信道上传输原始比特，处理与物理传输介质有关的机械的和电器的过程的接口。

数据链路层：指明将要发送的每个数据包的大小、每个数据包的地址以使它们送到指定的接收者那里。也能提供基本的错误识别和校正机制，以确保发送的数据和接收的数据一样。分为介质访问控制（MAC）和逻辑链路控制（LLC）两个子层。MAC子层解决广播型网络中多用户竞争信道使用权的问题（因为它使用的是CSMA/CD协议）。LLC的主要任务是将有噪声的物理信道变成无传输差错的通信信道，提供数据成帧、差错控制、流量控制和链路控制等功能。

网络层：负责将数据从物理连接的一端传到另一端，即所谓点到点通信。主要功能是寻径，以及与之相关的流量控制和拥塞控制等。就是告诉数据包从一个网络到另一个网络怎样走（术语叫“路由”）。

传输层：通过一个唯一的地址指明计算机网络上的每个节点（可能就是你的计算机），并管理节点之间的连接。同时将大的信息分成小块信息(也就是所谓的切片)，并在接收节点将信息重新组合起来。主要目的在于弥补网络层服务与用户需求之间的差距。传输层通过向上提供一个标准、通用的界面，使上层与通信子网的细节相隔离。传输层的主要任务就是提供进程间通信机制和保证数据传输的可靠性。

会话层：在网络节点之间建立“会话”（你理解为谈判前的准备工作也行）。主要功能是信息转换，包括信息压缩、加密、与标准格式的转换（以及上述各操作的逆操作）等等。

表示层：负责把网络上传输的数据从一种陈述类型转换到另一种类型，也能

在数据传输前将其打乱，并在接收端将其恢复，这里使用了复杂的技术，甚至连福尔摩斯也难以将其弄明白。主要功能是信息转换，包括信息压缩、加密、与标准格式的转换（以及上述各操作的逆操作）等等。

应用层：OSI的最高层，提供最常用且通用的应用程序。讨论应用程序用于同网络通信所需要的技术。在这里，我们可以看到很多熟面孔，比如HTTP（超文本传输协议），FTP（文件传输协议），WAP（无线应用协议），SMTP（简单邮件协议）等等。

二、物理层的典型的协议规范

RS -232C标准（协议）的全称是EIA-RS-232C标准，其中EIA(Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会，RS（ecommeded standard）代表推荐标准，232是标识号，C代表RS232的最新一次修改（1969），在这之前，有RS232B、RS232A。。它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。常用物理标准还有RS-232-C、RS-422-A、RS-423A、RS-485。这里只介绍RS-232-C （简称232，RS232）。例如，目前在IBM PC机上的COM1、COM2接口，就是RS-232C接口。物理层规范都描述了哪几类规定呢？机械特性：在RS-232C中，规定采用的连接器接口有25根针，接口形状为D形接口。电气特性：RS-232C 规定，对数据信号，以+12V或+8V表示"0"，-12V或-8V表示"1"，对控制信号，"0"表示"开"，"1"表示"断"，数据速率0-20Kbps(比特每秒),连接电缆传输距离最大为15M。功能特性：如RS-232-C的第二根针是用于发送数据的，第三根针是用于接收数据的，第四根针表示请求发送，第五根针表示允许发送。规程特性。例如，RS-232-C的一段规程为：第四根针置位->请求发送第五根针置位，允许发送->数据通过第二根针发送

先来介绍两个很重要的概念:

DTE (Data Terminal Equipment) 是数据终端设备，是具有一定的数据处理能力和发送、接收数据能力的设备。

DCE (DataCircuit-terminating Equipment)是数据电路端接设备，它在DTE 和传输线路之间提供信号变换和编码的功能，并且负责建立、保持和释放数据链路的连接。

一.电气特性

EIA-RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。

在TxD和RxD上：逻辑1(MARK)=-3V～-15V

逻辑0(SPACE)=+3～＋15V

在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上：

信号有效（接通，ON状态，正电压）＝+3V～+15V（高电平）

信号无效（断开，OFF状态，负电压)=-3V～-15V（低电平）

电缆长度：在通信速率低于20kb/s时，RS-232C所直接连接的最大物理距离为15m（50英尺）。

最大直接传输距离说明：RS -232C标准规定，若不使用MODEM，在码元畸变小于4%的情况下，DTE和DCE之间最大传输距离为15m（50英尺）。（注意这里的15米是指DTE和DCE之间，而有的地方说是100米那是指从一个DTE到另一个DTE来说的，中间当然有modem，实际上现在可以达到600米，当然这不是一个公开的数字，是我认识的人中有通过这种方法实现了600米的通信距离。）可见这个最大的距离是在码元畸变小于4%的前提下给出的。为了保证码元畸变小于4%的要求，接口标准在电气特性中规定，驱动器的负载电容应小于2500pF。

说到这里我不得不提232芯片，实际上它就是为了克服在长距离通信的电压的衰减而实现一个电平转换，不然串口无法识别电压，不能识别信号。

二、RS-232C的接口信号

（一）RS232常用的接口信号有：

（1）数据装备准备好（DSR：data set ready）

（2）数据终端准备好（DTR：data terminal ready

（3）请求发送（RTS：request to sent）

（4）允许发送（CTS：clear to sent）

（5）接收线信号检出（RLSD：received line detection）

也叫数据载波检出线（DCD：data carrier detection）

（6）振铃指示（RI：ringing）

（7）发送数据（TxD：transmitted data）

（8）接收数据（RxD：received data）

（9）信号地（SG）和保护地信号线（PG）（备注：无方向）

RS-232C规标准接口有25条线，4条数据线、11条控制线、3条定时线、7条备用和未定义线，常用的只有9根，它们是：

（1）联络控制信号线：

数据装置准备好（Data set ready-DSR)——有效时（ON）状态，表明MODEM 处于可以使用的状态。

数据终端准备好(Data set ready-DTR)——有效时（ON）状态，表明数据终端可以使用。

这两个信号有时连到电源上，一上电就立即有效。这两个设备状态信号有效，只表示设备本身可用，并不说明通信链路可以开始进行通信了，能否开始进行通信要由下面的控制信号决定。

请求发送(Request to send-RTS)——用来表示DTE请求DCE发送数据，即当终端要发送数据时，使该信号有效（ON状态），向MODEM请求发送。它用来控制MODEM是否要进入发送状态。

允许发送（Clear to send-CTS）——用来表示DCE准备好接收DTE发来的数据，是对请求发送信号RTS的响应信号。当MODEM已准备好接收终端传来的数据，并向前发送时，使该信号有效，通知终端开始沿发送数据线TxD发送数据。

这对RTS/CTS请求应答联络信号是用于半双工MODEM系统中发送方式和接收方式之间的切换。在全双工系统中作发送方式和接收方式之间的切换。在全双工系统中，因配置双向通道，故不需要RTS/CTS联络信号，使其变高。

接收线信号检出(Received Line detection-RLSD)——用来表示DCE已接通通信链路，告知DTE准备接收数据。当本地的MODEM收到由通信链路另一端（远地）的MODEM送来的载波信号时，使RLSD信号有效，通知终端准备接收，并且由MODEM将接收下来的载波信号解调成数字两数据后，沿接收数据线RxD 送到终端。此线也叫做数据载波检出(Data Carrier dectection-DCD）线。

振铃指示(Ringing-RI)——当MODEM收到交换台送来的振铃呼叫信号时，使该信号有效（ON状态），通知终端，已被呼叫。

（2）数据发送与接收线：

发送数据(Transmitted data-TxD)——通过TxD终端将串行数据发送到MODEM，(DTE→DCE)。

接收数据(Received data-RxD)——通过RxD线终端接收从MODEM发来的串行数据，(DCE→DTE)。

（3）地线

有两根线SG、PG——信号地和保护地信号线，无方向。

上述控制信号线何时有效，何时无效的顺序表示了接口信号的传送过程。例如，只有当DSR和DTR都处于有效（ON）状态时，才能在DTE和DCE之间进行传送操作。若DTE要发送数据，则预先将DTR线置成有效(ON)状态，等CTS线上收到有效(ON)状态的回答后，才能在TxD线上发送串行数据。这种顺序的规定对半双工的通信线路特别有用，因为半双工的通信才能确定DCE已由接收方向改为发送方向，这时线路才能开始发送。

2个数据信号：发送TXD；接收RXD。

1个信号地线：SG。

6个控制信号：

DSR数传机（即modem）准备好，Data Set Ready.

DTR数据终端（DTE，即微机接口电路，如Intel8250/8251,16550）准备好，Data Terminal Ready。

RTS DTE请求DCE发送(Request To Send)。

CTS DCE允许DTE发送（Clear To Send）,该信号是对RTS信号的回答。

DCD 数据载波检出，Data Carrier Detection当本地DCE设备（Modem）收到对方的DCE设备送来的载波信号时，使DCD有效，通知DTE准备接收，并且由DCE将接收到的载波信号解调为数字信号，经RXD线送给DTE。

RI 振铃信号Ringing当DCE收到交换机送来的振铃呼叫信号时，使该信号有效，通知DTE已被呼叫。

简单的来概括RS232接口信号通信程序为：就绪－请求－发送－释放

三、通信的流量控制如何进行的，详细描述，纠错分为几个层面.

在上一篇文章中我已经提到了ARQ纠错方法，也可以说它是流量控制的方法，也就是说它有差错控制和流量控制两种功能。也正是这种有效的检错重传机制保证了数据链路层对上面的网络层提供可靠传输的服务，强调一点ARQ是属于数据链路层的纠错方法，停止等待协议是它的一个特例。其重要的方法还是包括那两种即连续重传（只按序接收数据帧，即如果不按序就要求重传）和选择重传。还有提到的重传时间，一般选为略大于“从发完数据帧到收到确认帧所需的平均时间”。

（一）停止等待协议的要点有：

（1）连续出现相同发送序号的数据帧，表明发送方进行了超时重传，接收方连续收到相同发送序号的数据帧，表明接收端收到了重复帧。

（2）发送端在完成发送数据帧时，要保留副本以备没有发送成功进行重传，直到确认收到后则清除这个副本。

（3）CRC检验是由硬件完成的，自动丢弃出错帧（用户或上层软件感觉不到）

（二）通信的流量控制：（由收方控制发方的数据流，乃是计算机网络中流量控制的一个基本方法）

采用滑动窗口协议作为流量控制方法。

滑动窗口协议是一种改进的连续ARQ协议，它在发送端和接收端分别设定所谓的发送窗口和接收窗口。发送窗口用来对发送端进行流量控制，而发送

窗口的大小就代表在还没有收到对方确认信息的情况下发送端最多可以发送多少个数据帧。同理，在接收端设置接收窗口是为了控制可以接收哪些数据帧而不可以接收哪些帧。在接收端只有当收到的数据帧的发送序号落入接收窗口内才允许将该数据帧收下。若接收到的数据帧落在接收窗口之外，则一律将其丢弃。当接收端接收到了接收窗口内起始的那个数据帧后，接收窗口将向前移动。同理，当发送端收到了发送窗口内起始帧对应的确认帧之后，发送窗口也将向前移动。不难看出，只有在接收窗口向前移动时，发送窗口才有可能向前移动。正因为收发两端的窗口按照以上的规律不断地向前滑动，因此这种协议称为滑动窗口协议。

精华提取：

滑动窗口（协议）

（1）发送端和接收端分别设置发送窗口和接收窗口；

（2）发送窗口用来对发送端进行控制；

（3）发送窗口的大小Wt在对方还没有发送过来之前规定的窗口的大小，规定对方最多发送多少个数据帧（明确一点：是接收方发给发送方）。

重要性：

当发送窗口和接收窗口的大小都等于1时，就是停止等待协议（因为等于1时就没有校验尺了，每一次都要确认，就会称为停止等待协议，应该是成批的数据才可以。）

（二）纠错层面：

（1）数据链路层的差错控制：数据链路层增加了一些机制用来检测与重发损坏帧或丢失帧，从而增加了物理层的可靠性。差错控制通常在一个帧的结束处增加一个尾部来处理。

（2）传输层的差错控制：这一层的差错控制是端到端的，不是在单条链路上，发送方的传输层确保整个报文无差错（损坏、丢失或重复）地到达接收方的传输层。通常通过重发来纠正错误。

(3)另外物理层面也有纠错功能

四、OSI模型的目标和所解决的问题。

解决不同系统交换信息的方法问题，使得用户不必去关心个别系统怎样工作和如何通信。它希望打造开放的平台，通过分层的概念开发分层的设备。解决异种网络互连时所遇到的兼容性问题。就是在不需要改变系统的软硬件逻辑结构的条件下，使不同的系统间的通信称为可能。

它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来：服务说明某一层为上一层提供一些什么功能，接口说明上一层如何使用下层的服务，而协议涉及如何实现本层的服务；这样各层之间具有很强的独立性，互连网络中各实体采用什么样的协议是没有限制的，只要向上提供相同的服务并且不改变相邻层的接口就可以了。网络七层的划分也是为了使网络的不同功能模块（不同层次）分担起不同的职责，从而带来如下好处：

（1）减轻问题的复杂程度，一旦网络发生故障，可迅速定位故障所处层次，便于查找和纠错；

（2）在各层分别定义标准接口，使具备相同对等层的不同网络设备能实现互操作，各层之间则相对独立，一种高层协议可放在多种低层协议上运行；

（3）能有效刺激网络技术革新，因为每次更新都可以在小范围内进行，不需对整个网络动大手术；便于研究和教学。

（4）网络分层体现了在许多工程设计中都具有的结构化思想，是一种合理的划分。

第三、网络层协议框架

一、路由器在网际中的作用

（一）路由器的构成（强调：它工作在第三层，即IP层或网络互连层，但是它包括物理层和数据链路层。路由器也具有操作系统，相当于一台小型计算机）

（1）当主机A 要向另一个主机B 发送数据报时，先要检查目的主机B 是否与源主机A 连接在同一个网络上

（2）如果是，就将数据报直接交付给目的主机B 而不需要通过路由器

（3）但如果目的主机与源主机 A 不是连接在同一个网络上，则应将数据报发送给本网络上的某个路由器，由该路由器按照转发表指出的路由将数据报转发给下一个路由器。这就叫作间接交付

（二）典型路由器的结构

“转发”和“路由选择”的区别

（1）“转发”(forwarding)就是路由器根据转发表将用户的IP 数据报从合适的端口转发出去

（2）“路由选择”(routing)则是按照分布式算法，根据从各相邻路由器得到的关于网络拓扑的变化情况，动态地改变所选择的路由

（3）路由表是根据路由选择算法得出的。而转发表是从路由表得出的（实际中转发表是逻辑图而路由表是实际的线路图）

（4）我们在讨论路由选择的原理时，往往不去区分转发表和路由表的区别

输入端口对线路上收到的分组的处理

数据链路层剥去帧首部和尾部后，将分组送到网络层的队列中排队等待处理。这会产生一定的时延

输出端口将交换结构传送来的分组发送到线路

当交换结构传送过来的分组先进行缓存。数据链路层处理模块将分组加上链路层的首部和尾部，交给物理层后发送到外部线路

分组丢弃（分组又叫报文或IP数据包或数据报）

若路由器处理分组的速率赶不上分组进入队列的速率，则队列的存储空间最终必定减少到零，这就使后面再进入队列的分组由于没有存储空间而只能被丢弃。路由器中的输入或输出队列产生溢出是造成分组丢失的重要原因（所以IP数据包是非面向连接的，高层才是面向连接）

两个重要的路由协议：

构成、维护路由表的协议是主动路由协议（routing）；

转发数据包的协议是被动路由协议（routed）。

二、互连网和因特网

（一）互连在一起的网络要进行通信，会遇到许多问题需要解决

不同的寻址方案

不同的最大分组长度

不同的网络接入机制

不同的超时控制

不同的差错恢复方法

不同的状态报告方法

不同的路由选择技术

不同的用户接入控制

不同的服务（面向连接服务和无连接服务）

不同的管理与控制方式

（二）网络互相连接起来要使用一些中间设备

中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统

（1）物理层中继系统：转发器(repeater)特点是连个端口而集线器是多个端口

（2）数据链路层中继系统：网桥或桥接器(bridge)

（3）网络层中继系统：路由器(router)

（4）网桥和路由器的混合物：桥路器(brouter)

（5）网络层以上的中继系统：网关(gateway)

（三）网络互连使用路由器

（1）当中继系统是转发器或网桥时，一般并不称之为网络互连，因为这仅仅是把一个网络扩大了，而这仍然是一个网络（也可以说第二层设备不会扩大LAN）

（2）网关由于比较复杂，目前使用得较少

（3）互联网都是指用路由器进行互连的网络

（4）由于历史的原因，许多有关TCP/IP 的文献将网络层使用的路由器称为网关

（四）虚拟互连网络的意义

（1）所谓虚拟互连网络也就是逻辑互连网络，它的意思就是互连起来的各种物理网络的异构性（异构的意思是：比如网络有的使用以太网、有的使用令牌环网等等，这叫异构）本来是客观存在的，但是我们利用IP 协议就可以使这些性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络

（2）使用IP 协议的虚拟互连网络可简称为IP 网。（强调：虚拟的意思是人感觉到的，感觉是在一个网络上通信）

（3）使用虚拟互连网络的好处是：当互联网上的主机进行通信时，就好像在一个网络上通信一样，而看不见互连的各具体的网络异构细节

（五）名词internet 和Internet 的区别：

（1）以小写字母i 开始的internet（互联网或互连网）是一个通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的虚拟网络。有的地方叫internetwork一般这样写，即是网络互连的意思

（2）以大写字母I 开始的的Internet（因特网）则是一个专用名词，它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，它采用TCP/IP 协议族，且其前身是美国的ARPANET。

（六）因特网的网际协议IP

网际协议IP 是TCP/IP 体系中两个最主要的协议之一。与IP 协议配套使用的还有四个协议：

（1）地址解析协议ARP (Address Resolution Protocol)

（2）逆地址解析协议RARP (Reverse Address Resolution Protocol)（备注：它是一个过时的协议，现在已经基本上不使用了。逆地址解析协议RARP 使只知道自己硬件地址的主机能够知道其IP 地址。这种主机往往是无盘工作站。因此RARP协议目前已很少使用。）

（3）因特网控制报文协议ICMP(Internet Control Message Protocol）

（4）因特网组管理协议IGMP(Internet Group Management Protocol)

三、分类的IP地址

（一）我们把整个因特网看成为一个单一的、抽象的网络。IP 地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是惟一的32 bit 的标识符。IP 地址现在由因特网名字与号码指派公司ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)进行。（备注：关于IP地址获得这部分我简单提一下：以前用bootp协议来分配IP地址，但是现在已经基本不用，它是静态的，被DHCP所取代，DHCP能够动态地分配IP地址，既可以完成bootp所完成的工作，也能完成它不能完成的工作。）

（二）IP地址的编址方法

（1）分类的IP 地址。这是最基本的编址方法，在1981 年就通过了相应的标准协议（2）子网的划分。这是对最基本的编址方法的改进，其标准[RFC 950]在1985 年通过（3）构成超网。这是比较新的无分类编址方法。1993 年提出后很快就得到推广应用（三）分类IP地址

每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号host-id，它标志该主机（或路由器）。两级的IP 地址可以记为

IP 地址= { <网络号>, <主机号>}

（1）A （0）类地址的网络号字段net-id 为 1 字节

（2）B（10）类地址的网络号字段id 为2字节

（3）C（110）类地址的网络号字段id 为 3 字节

（4）D （1110）类地址是多播地址（注意和广播地址的区别：广播地址是一对全，而多播是一对多）

（5）E（11110）类地址是为了保留为今后使用

（备注：括号中是第一个字节的前几位，用来区分类别）

（四）路由器转发分组的步骤

（1）先按所要找的IP 地址中的网络号net-id 把目的网络找到

（2）当分组到达目的网络后，再利用主机号host-id 将数据报直接交付给目的主机（3）按照整数字节划分net-id 字段和host-id 字段，就可以使路由器在收到一个分组时能够更快地将地址中的网络号提取出来

说明：每隔8 bit 插入一个空格能够提高可读性。采用点分十进制记法则进一步提高可读性。（备注：什么叫整数字节呢？就是8位一个字节的划分方法，有人可能迷糊，8位本来不就是一个字节吗？对，没错，如果你能想明白它为什么不用4位来作为一个网络号的原因，也就能明白8位一个字节的划分方法）

（五）常用的三类IP地址

（1）A类：最大网络数为126（2的7次方－2）

第一个可用的网络号是：1

最后一个可用的网络号是：126

每个网络中最大的主机数：16777214

（2）B类：最大网络数为16384（2的14次方）

第一个可用的网络号是：128.0

最后一个可用的网络号是：191.255

每个网络中最大的主机数：65535

（3）C类：最大网络数为2097152（2的21次方）

第一个可用的网络号是：192.0.0

最后一个可用的网络号是：223.255.255

每个网络中最大的主机数：254

（六）IP地址的一些重要特点

IP 地址是一种分等级的地址结构。分两个等级的好处是

(1)第一，IP 地址管理机构在分配IP 地址时只分配网络号，而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了IP 地址的管理。第二，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（而不考虑目的主机号），这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少，从而减小了路由表所占的存储空间

(2)实际上IP 地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口。当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同时具有两个相应的IP 地址，其网络号net-id 必须是不同的。这种主机称为多接口主机(multihomed host)。由于一个路由器至少应当连接到两个网络（这样它才能将IP 数据报从一个网络转发到另一个网络），因此一个路由器至少应当有两个不同的IP 地址

(3) 用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此这些局域网都具有同样的网络号net-id。在同一个局域网上的主机或路由器的IP 地址中的网络号必须是一样的

(4) 所有分配到网络号net-id 的网络，范围很小的局域网，还是可能覆盖很大地理范围的广域网，都是平等的（就是说没有什么优先级而言）

（备注：两个路由器直接相连的接口处，可指明也可不指明IP 地址。就是说有可能两个路由器中间什么都没有除了线路，这种情况也可以给这个线路两端分配两个IP地址，它也算是一个网络，一般在长途网中使用，用的是串行口，这一段连线就构成了一种只包含一段线路的特殊“网络” 。现在常不指明IP 地址，用的是以太口。路由器的IP地址就是指某个端口的IP地址，如果用的是串行口，则下一跳IP地址是这个长途线路上的IP地址。）（七）IP地址与硬件地址

（1）网络层及以上使用IP地址

（2）链路层及其以下使用硬件地址

（3）在IP 层抽象的互联网上只能看到IP 数据报，在具体的物理网络的链路层只能看见MAC 帧而看不见IP 数据报

（4）两个路由器的IP 地址并不出现在IP 数据报的首部中

（5）路由器只根据目的站的IP 地址的网络号进行路由选择

（6）IP层抽象的互联网屏蔽了下层很复杂的细节。在抽象的网络层上讨论问题，就能够使用统一的、抽象的IP 地址

（7）不变的是IP地址（因为源地址和目的地址不可能改变），在进行路由选择的时候。变化的是硬件地址。（备注：请读者想一下为什么MAC地址要变化？因为它要适应不同的局域网）

（八）地址解析协议ARP 和逆地址解析协议RARP

（1）不管网络层使用的是什么协议，在实际网络的链路上传送数据帧时，最终还是必须使用硬件地址

（2）每一个主机都设有一个ARP 高速缓存(ARP cache)，里面有所在的局域网上的各主机和路由器的IP 地址到硬件地址的映射表

（3）当主机A 欲向本局域网上的某个主机B 发送IP 数据报时，就先在其ARP 高速缓存中查看有无主机B 的IP 地址。如有，就可查出其对应的硬件地址，再将此硬件地址写入MAC 帧，然后通过局域网将该MAC 帧发往此硬件地址

（九）ARP 高速缓存的作用

（1）为了减少网络上的通信量，主机 A 在发送其ARP 请求分组时，就将自己的IP 地址到硬件地址的映射写入ARP 请求分组。

（2）当主机B 收到 A 的ARP 请求分组时，就将主机A 的这一地址映射写入主机B 自己的ARP 高速缓存中。这对主机B 以后向A 发送数据报时就更方便了。

（3）ARP协议映射地址的过程：整个转换过程是一台主机先向目标主机发送包含IP 地址信息的广播数据包，即ARP请求，然后目标主机向该主机发送一个含有IP地址和MAC 地址数据包，通过MAC地址两个主机就可以实现数据传输了。

应用：在安装了以太网网络适配器的计算机中都有专门的ARP缓存，包含一个或多个表，用于保存IP地址以及经过解析的MAC地址。在Windows中要查看或者修改ARP缓存中的信息，可以使用arp命令来完成，比如在Windows XP的命令提示符窗口中键入“arp -a”或“arp -g”可以查看ARP缓存中的内容；键入“arp -d IPaddress”表示删除指定的IP地址项（IPaddress表示IP地址）。arp命令的其他用法可以键入“arp /?”查看到.（备注：ARP 是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP 地址和硬件地址的映射问题。如果所要找的主机和源主机不在同一个局域网上，那么就要通过ARP 找到一个位于本局域网上的某个路由器的硬件地址，然后把分组发送给这个路由器，让这个路由器把分组转发给下一个网络。剩下的工作就由下一个网络来做。）

（十）应该注意的问题

（1）从IP地址到硬件地址的解析是自动进行的，主机的用户对这种地址解析过程是不知道的。

（2）只要主机或路由器要和本网络上的另一个已知IP 地址的主机或路由器进行通信，ARP 协议就会自动地将该IP 地址解析为链路层所需要的硬件地址

（十一）为什么我们不直接使用硬件地址进行通信？

（1）由于全世界存在着各式各样的网络，它们使用不同的硬件地址。要使这些异构网络能够互相通信就必须进行非常复杂的硬件地址转换工作，因此几乎是不可能的事。

（2）连接到因特网的主机都拥有统一的IP 地址，它们之间的通信就像连接在同一个网络上那样简单方便，因为调用ARP 来寻找某个路由器或主机的硬件地址都是由计算机软件自动进行的，对用户来说是看不见这种调用过程的

（十二）IP数据报的格式

（1）一个IP 数据报由首部和数据两部分组成。

（2）首部的前一部分是固定长度，共20 字节，是所有IP 数据报必须具有的。

（3）在首部的固定部分的后面是一些可选字段，其长度是可变的。

（十三）IP数据报的详细解释：

（1）版本——占 4 bit，指IP协议的版本，目前的IP 协议版本号为 4 (即IPv4)。

（2）首部长度——占 4 bit，可表示的最大数值，是15 个单位(一个单位为4 字节)。因此IP 的首部长度的最大值是60字节

（3）服务类型——占8 bit，用来获得更好的服务。这个字段以前一直没有被人们使用（4）总长度——占16 bit，指首部和数据之和的长度，单位为字节，因此数据报的最大长度为65535 字节。总长度必须不超过最大传送单元MTU。

（5）标识(identification) 占16 bit，它是一个计数器，用来产生数据报的标识。

（6）片偏移(12 bit)指出：较长的分组在分片后，某片在原分组中的相对位置。片偏移以8 个字节为偏移单位。（举例：偏移= 1400/8 = 175）

（7）生存时间(8 bit)记为TTL (Time To Live)数据报在网络中的寿命，其单位为秒。当TTL 为0时，就会丢弃分组。

（8）协议(8 bit)字段指出此数据报携带的数据使用何种协议，以便目的主机的IP 层将数据

部分上交给哪个处理过程（将数据部分交给哪一个进程。）

（9）首部检验和(16 bit)字段只检验数据报的首部不包括数据部分。这里不采用CRC 检验码而采用简单的计算方法。（之所以是这样：IP数据只作首部校验，它是尽力传递，只完成本层的功能即可，保证头部正确，即源地址和目的地址相同即可。）

（10）源地址和目的地址都各占4 字节

（11）标志—3位。标志数据包是否可拆分以及是否拆分后的数据包的最后一部分等信息；（十四）IP 数据报首部的可变部分

（1）IP 首部的可变部分就是一个选项字段，用来支持排错、测量以及安全等措施，内容很丰富。

（2）选项字段的长度可变，从 1 个字节到40 个字节不等，取决于所选择的项目。

（3）增加首部的可变部分是为了增加IP 数据报的功能，但这同时也使得IP 数据报的首部长度成为可变的。这就增加了每一个路由器处理数据报的开销。（备注：我记得在前面有这么一句话：两个路由器的IP地址并不出现在IP数据报的首部中，它只是一个导引作用，路由的作用，而我们IP数据包的首部中有源地址和目的地址是必须的。）（4）实际上这些选项很少被使用。

（十五）IP 层转发分组的流程

路由器和结点交换机有些区别

（1）路由器是用来连接不同的网络，而结点交换机只是在一个特定的网络中工作

（2）路由器是专门用来转发分组的，而结点交换机还可接上许多个主机

（3）路由器使用统一的IP 协议，而结点交换机使用所在广域网的特定协议

（4）路由器根据目的网络地址找出下一个路由器，而结点交换机则根据目的站所接入的交换机号找出下一跳（即下一个结点交换机）（备注：在路由表中，对每一条路由，最主要的是目的网络地址，下一跳地址）

（十六）特定主机路由

（1）这种路由是为特定的目的主机指明一个路由

（2）采用特定主机路由可使网络管理人员能更方便地控制网络和测试网络，同时也可在需要考虑某种安全问题时采用这种特定主机路由（特定主机路由顾名思义在特定情况下使用，一般不用，因为它比较占用路由器的资源）

（十七）分组转换算法

(1) 从数据报的首部提取目的站的IP 地址D, 得出目的网络地址为N。

(2) 若网络N 与此路由器直接相连，则直接将数据报交付给目的站D；否则是间接交付，执行(3)

(3) 若路由表中有目的地址为D 的特定主机路由，则将数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器；否则，执行(4)

(4) 若路由表中有到达网络N 的路由，则将数据报传送给路由表指明的下一跳路由器；否则，执行(5)

(5) 若路由表中有一个默认路由，则将数据报传送给路由表中所指明的默认路由器；否则，执行(6)

(6) 报告转发分组出错

（十八）我要强调的是

（1）IP数据报的首部中没有地方可以用来指明“下一跳路由器的IP 地址”

（2）当路由器收到待转发的数据报，不是将下一跳路由器的IP 地址填入IP数据报，而是送交下层的网络接口软件

（3）网络接口软件使用ARP 负责将下一跳路由器的IP 地址转换成硬件地址，并将

移动通讯专业术语中英文对照

移动通讯词汇（中英）数字、英文 1/4比特数quarter bit number AGC恢复时间AGC recovery time AGC启动时间AGC attack time ATM技术asynchronous transfer technics, 异步转移模式，为多种速率信息的情况下研究的一种合适的传输与交换方式。 GSM 泛欧数字蜂窝移动通信系统GSM PLMN接入能力GSM PLMN access capability GSM PLMN连接类型属性 GSM PLMN connection type attribute GSM公共陆地移动网 GSM PLMN 用户身份模块：SIM J-K触发器J-K flip-flop M-序列M-sequence N进制数字信号n-ary digital system RS-232总线RS-232 bus A 安全地线 safe ground wire 安全特性 security feature 安装线 hook-up wire 按半周进行的多周期控制multicycle controlled by half-cycle 按键电话机p ush-button telephone set 按需分配多地址 demand assignment multiple access(DAMA) 按要求的电信业务demand telecommunication service 按组编码 encode by group B 八木天线Yagi antenna 白噪声white Gaussian noise 白噪声发生器white noise generator 半波偶极子halfwave dipole 半导体存储器 semiconductor memory 半导体集成电路semiconductor integrated circuit 半双工操作semi-duplex operation 半字节Nib 包络负反馈peak envelop negative feed-back 包络延时失真envelop delay distortion 薄膜thin film 薄膜混合集成电路thin film hybrid integrated circuit 保护比（射频） protection ratio (RF) 保护时段guard period 保密通信secure communication 报头header 报文分组packet 报文优先等级message priority 报讯alarm 备用工作方式spare mode 背景躁声background noise 倍频frequency multiplication 倍频程actave 倍频程滤波器octave filter 被呼地址修改通知 called address modified notification 被呼用户优先priority for called subscriber 本地PLMN local PLMN 本地交换机local exchange 本地移动用户身份local mobile station identity ( LMSI) 本地震荡器local oscillator 比功率(功率密度) specific power 比特bit 比特并行bit parallel 比特号码bit number (BN) 比特流bit stream 比特率bit rate 比特误码率bit error rate

移动通信专业术语

Abis接口 BSC与BTS间的接口 A接口 MSC与BSC间的接口 ALD 告警显示 ANS 通知系统用于向用户发送录制好的话音和信号音。 APT 交换部分负责所有的交换功能 APZ 控制部分控制APT部分 ASSCD 接入选择 AST 通知业务终端 AT 字符终端 AUC 鉴权中心 AXE 数字程控交换系统由交换部分（APT）和控制部分（APZ）组成 BA 基本入口 BC 广播系统用于将源消息同时广播到多个用户。 BGS 商务组群子系统提供类似小交换机的商务通信。应用场合：LE BNAM 总线适配器机柜基站控制器在电信网中的应用：PLMN BSS 基站分系统 BSIC 基站识别码 BSIC＝NCC＋BCC，NCC为网络色码，识别GSM PLMN，相邻PLMN不使用相同的NCC。BCC为基站色码，来识别基站。 BT 双向中继 BTS 基站的收发信部分 C7LABT 七号信令标题翻译 C7DR CCS7分配和路由 C7ST CCS7信令终端 CCT 会议电话设备主要用于三方通话，电话会议。

CCS 公共信道信令子系统处理信令。应用场合：LE、TE、MSC、GMSC、BSC、SSP、SCP、STP、HLR。 CCS 七号信令网 CDU 是TRU与天线系统接口 cell 小区 CF 用于支持BTS的O&M总线是TG的核心控制部分，相当于电脑的CPU。 CGI 全球小区识别码 CGI=MCC+MNC+LAC+CI，CI=小区识别码，最多为16位。 CHAP 计费分析功能块用以分析如何计费 CHPULSE 计费脉冲产生功能块用以产生计费所需的计费脉冲。计费子系统计费和结算功能。应用场合：LE、TE、MSC。 CJ 组合连接器 CLM 时钟模块 CLCOF 呼叫监视和协调功能 CLT 时钟脉冲产生及定时单元 CON 用于对LAPD信令进行集中与分解。 CPA 执行侧 CPS 中央处理机子系统完成高级的处理功能。（-A）中央处理机（A）处理集中控制、分析、故障诊断等方面的复杂工作 CPB 备用工作侧 CPS 中央处理机子系统 CPU 中央处理机单元 CSR 收发码器 CSR-D 数字式收发码器 CTLABT 七号信令标题翻译

移动通信基本知识(doc 40页)

培训教材移动通信基本知识深圳市中兴通讯股份有限公司

差异，所以总的容量受着很大的限制。鉴于模拟移动通信的局限性，因此尽管模拟蜂窝移动通信系统还会以一定的增长率在近几年内继续发展，但是它有着下列致命的弱点： A) 各系统间没有公共接口。 B) 无法与固定网迅速向数字化推进相适应，数字承载业务很难开展。 C) 频率利用率低，无法适应大容量的要求。 D) 安全.利用率低，易于被窃听，易做"假机"。这些致命的弱点将妨碍其进一步发展，因此模拟蜂窝移动通信将逐步被数字蜂窝移动通信所替代。然而，在模拟系统中的组网技术仍将在数字系统中应用。 1.1.1第二代――数字蜂窝移动通信系统由于TACS等模拟制式存在的各种缺点，90年代开发出了以数字传输、时分多址和窄带码分多址为主体的移动电话系统，称之为第二代移动电话系统。代表产品分为两类： 1.1.1.1TDMA系统 TDMA系列中比较成熟和最有代表性的制

式有：泛欧GSM、美国D-AMPS和日本PDC。（1）D-AMPS是在1989年由美国电子工业协会EIA完成技术标准制定工作，1993年正式投入商用。它是在AMPS的基础商改造成的，数模兼容，基站和移动台比较复杂。（2）日本的JDC（现已更名为PDC）技术标准在1990年制定，93年使用，只限于本国使用。（3）欧洲邮电联合会CEPT的移动通信特别小组（SMG）在88年制定了GSM第一阶段标准phase1，工作频带为900MHz左右，90年投入商用；同年，应英国要求，工作频带为1800MHz 的GSM规范产生。上述三种产品的共同点是数字化，时分多址、话音质量比第一代好，保密性好、可传送数据、能自动漫游等。三种不同制式各有其优点，PDC系统频谱利用率很高，而D-AMPS系统容量最大，但GSM 技术最成熟，而且它以OSI为基础，技术标准公开，发展规模最大。 1.1.1.2N-CDMA系统 N-CDMA（码分多址）系列主要是以高通公

移动通信主要知识点汇总

第一章主流标准编码典型特征第一代AMPS、TACS FDMA 频谱效率低，网络容量有限，性差第二代GSM、CDMA TDMA 第三代WCDMA、CDMA2000、 CDMA TD-SCDMA 2．移动通信的分类按多址方式可分为频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）按工作方式可分为同频单工、异频单工、异频双工和半双工 Ps：SDMA 空分多址第二章 1．电波传输的三大特性：多径衰落、阴影衰落、多普勒效应 2．三种电波传送机制：反射、绕射、散射 3．什么是阴影衰落？阴影衰落时移动无线通信信道传播环境中的地形起伏、建筑物及其它障碍物对它的电波传输途径的阻挡而形成的电磁场阴影效应。 4．多普勒公式：（λ：电波访问与移动方向的夹角，0~180°）5．相关带宽与信号带宽之间对传输特性的影响P31 信号带宽< 相关带宽平坦衰落信号波形不失真信号带宽> 相关带宽频率选择性衰落引起波形失真,造成码间干扰 6．平坦衰落和频率选择性衰落P39 平坦衰落(非选择性衰落) : 信号带宽< 相关带宽条件: B 《B 、T 》σ 频率选择性衰落：信号带宽> 相关带宽条件: B 》B 、T 《σ Ps：T 信号周期（信号带宽B 的倒数）；σ：信道的时延展宽；B ：相关带宽 7．预测模型适用围 Okumura模型150~1500MHz ，主要应用于GSM 900MHz COST-231模型2GHz 用于GSM1800 以及3G系统第三章 1．什么是信源编码，目的是什么? 信源编码位于从信源信宿的整个传输链路中的第一个环节,其基本目的是压缩信源产生的冗余信息,降低传递这些不必要的信息的开销,从而提高整个传输链路的有效性. 2．话音编码技术 2G/3G系统中的话音信源编码技术的基本原理是相同的，都采用了矢量量化和参数编码的方式，它不同于PCM方式，没有直接传递话音信号的波形。而是对这些波形进行参数提取，传递的是这些参数。优点：一方面，传递这些参数本身需要数据量较小；另一方面，

移动通信原理与系统(北京邮电出版社)课后答案

第一章概述 1．1简述移动通信的特点：答：①移动通信利用无线电波进行信息传输； ②移动通信在强干扰环境下工作； ③通信容量有限； ④通信系统复杂； ⑤对移动台的要求高。 1．2移动台主要受哪些干扰影响？哪些干扰是蜂窝系统所特有的？答：①互调干扰； ②邻道干扰； ③同频干扰；（蜂窝系统所特有的） ④多址干扰。 1．3简述蜂窝式移动通信的发展历史，说明各代移动通信系统的特点。答：第一代（1G）以模拟式蜂窝网为主要特征，是20世纪70年代末80年代初就开始商用的。其中最有代表性的是北美的AMPS（Advanced Mobile Phone System）、欧洲的TACS（Total Access Communication System）两大系统，另外还有北欧的NMT 及日本的HCMTS系统等。从技术特色上看，1G以解决两个动态性中最基本的用户这一重动态性为核心并适当考虑到第二重信道动态性。主要是措施是采用频分多址FDMA方式实现对用户的动态寻址功能，并以蜂窝式网络结构和频率规划实现载频再用方式，达到扩大覆盖服务范围和满足用户数量增长的需求。在信道动态特性匹配上，适当采用了性能优良的模拟调频方式，并利用基站二重空间分集方式抵抗空间选择性衰落。第二代（2G）以数字化为主要特征，构成数字式蜂窝移动通信系统，它于20世纪90年代初正式走向商用。其中最具有代表性的有欧洲的时分多址（TDMA）GSM（GSM原意为Group Special Mobile，1989年以后改为Global System for Mobile Communication）、北美的码分多址（CDMA）的IS-95 两大系统，另外还有日本的PDC 系统等。从技术特色上看，它是以数字化为基础，较全面地考虑了信道与用户的二重动态特性及相应的匹配措施。主要的实现措施有：采用TDMA（GSM）、CDMA（IS-95）方式实现对用户的动态寻址功能，并以数字式蜂窝网络结构和频率（相位）规划实现载频（相位）再用方式，从而扩大覆盖服务范围和满足用户数量增长的需求。在对信道动态特性的匹配上采取了下面一系列措施：（1）采用抗干扰性能优良的数字式调制：GMSK（GSM）、QPSK（IS-95），性能优良的抗干扰纠错编码：卷积码（GSM、IS-95）、级联码（GSM）；（2）采用功率控制技术抵抗慢衰落和远近效应，这对于CDMA方式的IS-95尤为重要；（3）采用自适应均衡（GSM）和Rake 接收（IS-95）抗频率选择性衰落与多径干扰；（4）采用信道交织编码，如采用帧间交织方式（GSM）和块交织方式（IS-95）抗时间选择性衰落。第三代（3G）以多媒体业务为主要特征，它于本世纪初刚刚投入商业化运营。其中最具有代表性的有北美的CDMA2000、欧洲和日本的WCDMA及我国提出的TD-SCDMA三大系统，另外还有欧洲的DECT及北美的UMC-136。从技术上看，3G 是在2G 系统适配信道与用户二重动态特性的基础上又引入了业务的动态性，即在3G 系统中，用户业务既可以是单一的语音、数据、图像，也可以是多媒体业务，且用户选择业务是随机的，这个是第三重动态性的引入使系统大大复杂化。所以第三代是在第二代数字化基础上的、以业务多媒体化为主要目标，全面考虑并完善对信道、用户二重动态特性匹配特性，并适当考虑到业务的动态性能，尽力采用相应措施予以实现的技术。其主要实现措施有：（1）继续采用第二代（2G）中所采用的所有行之有效的措施；（2）对CDMA扩频方式应一分为二，一方面扩频提高了抗干扰性，提高了通信容量；另一方面由于扩

新增移动通信技术专业申报论证报告

移动通信技术专业申报论证报告 2008年3月5日辽宁省人民政府批准成立辽宁铁道职业技术学院，学院现开办铁道交通运营管理、铁道通信信号等多个高职专业，为了进一步满足辽宁老工业基地振兴和铁路运输业发展的需求，根据学院现有的办学条件和师资力量我们对开办移动通信技术专业的必要性和可行性进行了充分论证，下面具体报告如下：一、开办移动通信技术专业的主要理由及人才需求预测情况 1、3G（3G是第三代移动通信技术的简称）通信人才短缺，3G行业已经成为新的高薪行业中国被世界公认为全球最大的3G移动市场，但是，3G 相关的人才却严重失调。专业从事3G应用软件开发从业人员不足千人，据工信部预测，仅2010年，中国3G人才市场缺口就在100万以上，其中3G软件工程师缺口就在50万左右。 3G人才短缺现状，使得3G行业已经成为新的高薪行业，基于3G软件开发人员变得格外抢手。人力资源专家表示，3G软件开发是未来几年最热门和最受欢迎的职业之一。根据前程无忧网发布的薪资报告，具有10年工作经验的高级嵌入式软件工程师年薪在30万元左右。即使是初级的嵌入式软件开发人员，平均月薪也在5000元左右，中高级的嵌入式软件工程师月薪平均已超过万元，而且随着3G应用的进

一步深入发展，3G软件研发人才的薪水还会进一步水涨船高！ 2、3G行业迅猛发展，使3G专业产业投资前景广泛。未来几年，中国的3G移动增值业务市场将达到10万亿的规模，未来将保持50%的甚至更高的增长速度。因此，移动业务增值市场将迫切需要大量移动增值软件工程师，但这类人群在目前的市场上非常少见，保守估计，随着3G工程大规模的建设和应用步伐的加快，移动增值业务软件工程师人才市场缺口将达到每年20-50万人。随着3G业务的全面的应用,移动通信方面的大量的新技术和新产品都需要大量的专业人才开发,比如平台开发工程师、嵌入式开发工程师、手机WAP网站开发工程师、手机游戏开发工程师等。 3、利用当前3G系统的发展机遇，提高我国高铁移动通信系统的水平和能力，更好地为我国高铁战略的发展服务。从2007年我国首条高速铁路——京津城际轨道交通工程完成铺轨开始，我国已经先后投入巨资开始兴建郑西高速铁路、京石高速铁路、武广高速铁路、京沪高速铁路、广深高速铁路以及南宁到广州的高速铁路等等一大批高速铁路，由此可见，我国铁路运输已经进入了高铁时代。与此同时，高铁的移动通信技术也逐渐成为该领域研究人员的研究重点，在我国高铁中需要大批的移动通信专业人才，我们要依

移动通信基础知识试题和答案

基础知识答案一、选择题 1.E接口是指：（A） A.MSC与MSC间的接口 B.MSC和HLR的接口 C.HLR和VLR的接口 D.VLR和VLR的接口 2. 国内备用网的信令点编码为（B）位。 A.24 B.14 C.8 D.16 3. 在蜂窝通信系统中在满足同频保护比时，能够采用（A）技术，提高频谱利用率。 A.频率复用技术 B.时分技术 C.码分技术 4. 两台计算机通过以太网口用网线直接相连，网线制作时应该按照以下哪种方式（A） A.1和3交叉，2和6交叉 B.1和6交叉，2和3交叉 C.4和5交叉，2和3交叉 D.1和3交叉，4和5交叉 5. CCS7信令网脱离于通信网，是一种支撑网，其三要素是：（A） A.SP.STP和Signalling Link B. SP.LSTP和HSTP C.SP.LSTP和Signalling Link D. SP.HSTP和Signalling Link 6. 七号信令系统结构遵循OSI结构，以下部分那些不属于应用层：（D） A.BSSAP B.INAP C.MAP D.SCCP 7.既是MTP 的用户又是SCCP 的用户的功能实体是：（B） A.TUP B.ISUP C.TC D.MAP 8.当某局向对端局发送_____消息后，随即收到对端发送来的相同的消息，且两个消息的CIC都相同，此时意味着发生了同抢。（D） A.ANN B.ACM C.GSM D.IAM（IAI） 9.两信令点相邻是指：（A） A.两局间有直达的信令链路 B.两局间有直达的话路，不一定有直达的链路 C.两局间有直达的话路和链路 D.两局间话路和链路都不直达 10.哪一类业务的SCCP消息在传送时，SLS是随机选择的？（A） A.0类业务 B.1类业务 C.2类业务 D.3类业务 11. 在两个相邻七号交换局间最多可有_______根相邻链路( A ) A) 16

移动通信基本原理

移动通信基本原理 1、常用的移动通信系统有哪些？答：蜂窝移动通信系统，无绳电话系统，集群移动通信系统，移动卫星通信系统，分组无线网。无限寻呼系统 2试列出1G，2G，3G的典型系统。答：1G:TACS和AMPS 2G:GSM和NCDMA 3:WCDMA、 CDMA2000和TD－SCDMA 3、移动通信信道的特点。答：１传播的开放性２接受环境的复杂性３用户的随机移动性 4、蜂窝移动通信中电波传播方式有哪些？答：直射波、反射波、绕射波、散射波 5、慢衰落和快衰落的成因分别是什么？其信号包络统计特性分别服从什么分布？答：慢衰落阴影效应正态分布；快衰落多径传播瑞利分布莱斯分布 6、信号通过移动信道时。在什么情况下遭受平坦衰落。在什么情况下遭受选择性衰落？答：信号带宽大于相关带宽遭受选择性衰落；信号带宽小于相关带宽遭受平坦衰落 7、电波传播预测是用来计算什么量的？在选择传预测型时要注意哪些因素？答：计算接收信号中值的要注意距离、频率、天线高度、地理环境等 8、主要从哪几个方面来提高频率资源的有效利用？如何实现？答：时间域：多信道共用空间域：频率复用频率域：信道的笮带化和宽带多址技术 9、给出蜂窝小区和区群的概念？同频复用的距离公式是什么？答：蜂窝小区：区群：共同使用全部可用频率的N个小区；公式：N=i*i+ij+j*j 10、改善蜂窝小区容量的技术有哪些？简述它们是如何提高系统容量的。答：小区分裂：通过增加基站的数量来增加系统容量裂向和覆盖区域逼近：通过基站天线的定位来减小同频干扰以提高系统容量11、什么是多址技术？常用的多址技术有哪些？答：多址技术：是指在通信网内处于不同位置的多对用户同时进行通信的技术；常见的多址技术有FDMA、TDMA、CDMA 12、越区切换的准则有哪些？越区切换过程控制的方式有哪些？越区切换可分为哪几种？答：准则：１、对信号强度准则２、具有门限规定的相对信号强度准则３、具有滞后余量的相对信号强度准则４、具有门限规定和滞后余量的相对信号强度准则；越区切换：硬切换：在新的链路建立之前先中断旧的链路，如TDMA，FDMA（1G、2G）。软切换：即保持旧的连接，有建立新的连接，当新的基站可靠连接后，在中断旧的连接。更软的切换：在一个基站不同扇区之间的切换叫做更软的切换。 1、蜂窝移动通信系统对数字解调技术的要求是什么？答：1、为了在衰落条件下获得所要求的误码率（BER），需要好的载噪比（C/N）和载干比（C/I）性能; 2、所用的调制技术必须在规定频带榆树内提供高的传输率，以Hz为单位；3、应使用高频率的功率放大器，而带外辐射又必须降低到所需要的要求4、具有恒定包络5、尽量避免幅相效应6、要求具有小的功率谱占有率。 2、GSM系统中采用什么调制技术？为了产生0.3GMSK信号，当信道数据速率为270KBPS时，求高斯低通滤波器的3DB带宽？并确定高斯低通滤波器的系数A? 答：GSM系统采用GMSK 即高斯最小频移键控 BT=0.3 PB=1/T=270KBPS 则高斯低通滤波器3DB带宽为B=0.3/T=81KHZ A=0.5887/B=7.3*10-6 3、IS-95CDMA采用的调制技术是什么？OQPSK/QPSK的主要区别是什么？答：IS-95CDMA系统上下行采用不同的调制技术，即上行采用QPSK(四相相移键控)，下行采用OQPSK(交错四相相移键控)。区别：1QPSK 调制信号具有恒包络特性，OQPSK解调信号不具有恒包络特性2在QPSK解调信号中奇偶比特流的比特同时跳变，而在OQPSK中奇偶比特流错开半个输入码间隔3在QPSK中，最大相移码达180°，而OQPSK在任意时刻发送的最大相移限制在±90° 5、给出GSM900系统的工作频段，载频间隔，双工间隔？答：上行890 MHz—915 MHz 载频间隔为0.2 MHz 下行为935 MHz ---965 MHz 双工间隔为45MHz 6、简述GSM系统的桢结构？答：在GSM系统桢结构总存在两种复桢，即业务和控制复桢。1业务复桢：一个TDMA桢可以分为0-7共8个时桢，长为4.615MS；由26个TDMA(120MS)构成1复桢。控制复桢：一个TDMA桢可分为0-7共8个时桢，长为4.165MS，每时隙含156.25个码元，码长约0.577MS，由51个TDMA桢构成一个复桢，长235.385MS称为控制复桢。由51个业务复桢或26个控制复桢组成一个超桢，

移动通信技术的现状与发展

移动通信技术的现状与发展-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

下一代互联网技术大作业题目移动通信技术的现状与发展姓名专业网络工程班级 1402班学号

1. 移动通信技术的概念及相关知识 1.1 移动通信的基本概念移动通信是指通信中的移动一方通过无线的方式在移动状态下进行的通信，这种通信方式可以借助于有线通信网，通过通信网实现与世界上任何国家任何地方任何人进行通信，因此，从某种程度上说，移动通信是无线通信和有线通信的结合。移动通信的发展先后经历了第一代蜂窝模拟通信，第二代蜂窝数字通信，以及未来的第三代多媒体传输、无线Internet等宽带通信，它的最终目标是实现任何人在任何时间任何地点以任何方式与任何人进行信息传输的个人通信。 1.2移动通信的发展目前，移动通信已从模拟通信发展到了数字移动通信阶段，并且正朝着个人通信这一更高级阶段发展。未来移动通信的目标是，能在任何时间、任何地点、向任何人提供快速可靠的通信服务。1978年底，美国贝尔实验室研制成功先进移动电话系统（AMPS），建成了蜂窝状模拟移动通信网，大大提高了系统容量。与此同时，其它发达国家也相继开发出蜂窝式公共移动通信网。这一阶段的特点是蜂窝移动通信网成为实用系统，并在世界各地迅速发展,这个系统一般被当作是第一代移动通信系统。从20世纪80年代中期开始，数字移动通信系统进入发展和成熟时期。蜂窝模拟网的容量已不能满足日益增长的移动用户的需求。80年代中期，欧洲首先推出了全球移动通信系统（GSM：Global System for Mobile）。随后美国和日本也相继指定了各自的数字移动通信体制。20世纪90年代初，美国Qualcomm 公司推出了窄带码分多址（CDMA：Code-Division Multiple Access）蜂窝移动通信系统，这是移动通信系统中具有重要意义的事件。从此，码分多址这种新的无线接入技术在移动通信领域占有了越来越重要的地位。些目前正在广泛使用的数字移动通信系统是第二代移动通信系统。

移动通信基础知识培训(全)

移动通信基础知识培训会议记录一移动通信常用的专业术语基站：即公用移动通信基站是无线电台站的一种形式，是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。都是以主设备加基站天线的形式呈现，最直观的就是我们现实中看到的铁塔，抱杆，桅杆型的基站。直放站：是在无线通信传输过程中起到信号增强的一种无线电发射中转设备。直放站的基本功能就是一个射频信号功率增强器。实际上基站在其覆盖范围内并不是100%的覆盖到每个角落，难免会由于某些原因而在有些地方出现信号弱，更甚者出现盲区的现象，这时候就需要直放站进行覆盖，达到消除弱信号或者盲区的目的。因此直放站就是通过各种方式将基站信号接入并进行放大，进而改善信号不良区域。天线（Antenna）——天线是将传输线中的电磁能转化成自由空间的电磁波，或将空间电磁波转化成传输线中的电磁能的专用设备。简单的理解，天线就是负责信号中转的无源器件。室内分布系统：室内分布系统是将基站信号引入室内，解决室内盲区覆盖；它可以有效解决信号延伸和覆盖，改善室内通信质量；它将基站信号科学地分配到室内的各个房间、通道，而又不产生相互干扰。它是基站和微蜂窝的补充和延伸，有不能被基站和直放站所代替的优势，是大都市中移动通信不可缺少的组成

部分。盲区：在移动通信中，盲区表示信号覆盖不到的地区，在这样的地区移动信号非常微弱，甚至是没有。由于建筑物的隔墙、楼层等障碍对电磁波产生阻挡、衰减和屏蔽作用，使得大型建筑物的底层、地下商场、停车场、地铁隧道等环境下，移动通信信号弱，手机无法正常使用，形成了移动通信的盲区。通话质量：顾名思义，就是手机通话时的语言质量即清晰程度。在移动通信中通话质量是一个很重要的网络参数，按照语言的清晰程度将通话质量分为0到7不同的8个级别，0最好，客户通话时的感知最好；7最差，通话时的感知最好，客户。一般正常的通话质量应该为0-3。信号场强：是指信号信号的强弱。在移动通信中信号的强弱用具体的电平值表示，通过测试手机可以测得，一般-40~-90dBm为可正常通话的强度范围，也可直观的从普通手机的信号显示格数看出。手机发射功率：手机发射功率是指，手机在寻呼基站时的功率。手机发射功率越高，说明上行越弱，客户感知为拨打电话上线慢。切换：就是指当移动台（用户手机）在通话过程中从一个基站覆盖区移动到另一个基站覆盖区，或者由于外界干扰而造成通话质量下降时，必须改变原有的话音信道而转接到一条新的空闲话音信道上去，以继续保持通话的过程。掉话：是指用户手机在使用过程中由于出现异常而自动挂断的现象。单通：是指用户双方正在通话时，由于异常出现只有一方可以听见另一方的

《移动通信原理与系统》考点

移动通信原理与系统第1章概论 1.（了解）4G网络应该是一个无缝连接的网络，也就是说各种无线和有线网络都能以IP协议为基础连接到IP核心网。当然为了与传统的网络互连则需要用网关建立网络的互联，所以将来的4G网络将是一个复杂的多协议的网络。 2.所谓移动通信，是指通信双方或至少有一方处于运动中进行信息交换的通信方式。移动通信系统包括无绳电话、无线寻呼、陆地蜂窝移动通信、卫星移动通信等。无线通信是移动通信的基础。 3.移动通信主要的干扰有：互调干扰、邻道干扰、同频干扰。（以下为了解） 1）互调干扰。指两个或多个信号作用在通信设备的非线性器件上，产生与有用信号频率相近的组合频率，从而对通信系统构成干扰。 2）邻道干扰。指相邻或邻近的信道（或频道）之间的干扰，是由于一个强信号串扰弱信号而造成的干扰。 3）同频干扰。指相同载频电台之间的干扰。 4.按照通话的状态和频率的使用方法，可以将移动通信的工作方式分成：单工通信、双工通信、半双工通信。第2章移动通信电波传播与传播预测模型 1.移动通信的信道是基站天线、移动用户天线和两副天线之间的传播路径。对移动无线电波传播特性的研究就是对移动信道特性的研究。移动信道的基本特性是衰落特性。 2.阴影衰落：由于传播环境中的地形起伏、建筑物及其他障碍物对电磁波的遮蔽所引起的衰落。多径衰落：无线电波呢在传播路径上受到周围环境中地形地物的作用而产生的反射、绕射和散射，使其到达接收机时是从多条路径传来的多个信号的叠加，这种多径传播多引起的信号在接收端幅度、相位和到达时间的随机变化将导致严重的衰落。无线信道分为大尺度传播模型和小尺度传播模型。大尺度模型主要是用于描述发射机与接收机之间的长距离（几百或几千米）上信号强度的变化。小尺度衰落模型用于描述短距离（几个波长）或短时间（秒级）内信号强度的快速变化。 3.在自由空间中，设发射点处地发射功率为P t，以球面波辐射；设接收的功率为P r，则 P r=（A r/4πd2）P t G t 式中，A r=λ2G r/4π，λ为工作波长，G t、G r分别表示发射天线和接收天线增益，d为发射天线和接收天线间的距离。 4.极化是指电磁波在传播的过程中，其电场矢量的方向和幅度随时间变化的状态。电磁波的极化可分为线极化、圆极化和椭圆极化。线极化存在两种特殊的情况：电场方向平行于地面的水平极化和垂直于地面的垂直极化。在移动通信中常用垂直极化天线。 5.极化失配：接收天线的极化方式只有同被接收的电磁波的极化形式一致时，才能有效地接收到信号，否则将使接收信号质量变坏，甚至完全收不到信号。 6.阴影衰落又称慢衰落，其特点是衰落与无线电传播地形和地理的分布、高度有关。 7.多径衰落属于小尺度衰落，其基本特性表现在信号的幅度衰落和时延扩展。 8.多普勒频移：f d=（v/λ）cosα，式中v为移动速度；λ为波长；α为入射波与移动台方向之间的夹角；v/λ=f m为最大多普勒频移。

移动通信的三大制式

移动通信论文 ——论述移动通信的三大制式院系：专业：班级：学号：姓名：论述移动通信的三大制式在通信系统里有一种术语叫“制式”，意思是通信的技术的标准，比如，要定期和一个外国朋友通电话，彼此必须事先约定说汉语还是讲英语，什么时候进行通话等等。我国的手机用户在美国国内打不通，而在欧洲打能打通。这是因为我国的制式跟欧洲的相同，跟美国不相同的原因。

目前世界上存在的主要有三大制式。一是欧洲和日本流行的WCDMA，二是美国流行的CDMA2000，这两种制式分别由第二代制式GSM和CDMA IS--95 发展而来。三是我国自主提出的一种新制式TD—SCDMA。本文将从比较 TD-SCDMA 、CDMA2000 与WCDMA制式设计规划方法的异同入手，说明TD-SCDMA 和CDMA2000设计规划方法和特点。 TD-SCDMA与WCDMA设计规划比较。TD-SCDMA作为我国提出的第三代移动通信的制式和WCDMA系统相比较教，在网络设计和规划上既有共同的特点，也存在一定的区别。以下分别从技术特点、设计方法、规划方法三个方面来分析和阐述。 1.TD技术特点对容量和覆盖的影响 TD-SCDMA系统是一个综合了时分双功（TDD）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）、频分多址（FDMA）的一个系统。其信道每帧长为10ms，由两个结构相同时长为5ms的子帧构成。每个子帧由三个特殊时隙和七个常规时隙构成，每个时隙又可以分为若干个码道。这种信道结构对于TD-SCDMA系统容量和覆盖的计算都有影响。首先，在七个常规时隙中，除了TS0和TS1的上下行关系确定外，其它时隙可根据需要进行上下行关系设置。因而，TD-SCDMA的容量计算多了其它系统所没有的一项新内容——时隙转换点的配置，即根据用户话务需求的特点，合理的配置上下行时隙的比例。其次，TD-SCDMA用户是通过占用某个时隙上某个码道进行通信的，因此TD-SCDM业务对资源的占用是以时隙和码道为单位的。同时，在每个子帧三个特殊时隙种的主保护间隔（GP）为75μs(96chip)，这个时间长度确定了在没有时隙间干扰的前提下，TD-SCDAM系统的小区的基本覆盖范围为11.3km。当然也可以通过允许干扰或减少时隙的方法突破11.3km的限制。 2.TD-SCDMA与WCDMA无线网络设计的比较由于TD-SCDMA系统采用智能天线、多用户检测等关键技术，这些技术可以降低系统的干扰，从而使得TD-SCDMA小区呼吸效应不象WCDMA系统这样明显，因此TD-SCDMA的容量和覆盖计算可分别考虑，然后根据系统受限的情况取定最终的设计规模。总的流程如下图所示。下面分别就覆盖和容量计算进行说明。覆盖分析计算在TD-SCDMA的覆盖分析时，其原理和WCDMA类似，也是进行上行链路最大允许路径损耗的分析，只是在具体的参数取值与WCDMA不同。这些参数主要是： 1)处理增益 TD-SCDMA与WCDMA相比处理增益计算公式更为复杂，由于TD-SCDMA 码片速率只有1.28Mchip/s，扩频因子为1至16，所以总体来讲TD-SCDMA系统的处理增益比WCDMA要小。 2)Node B接收机灵敏度2010年11月10日星期三2010/11/10 TD-SCDMA与WCDMA接收机灵敏度的定义是一致的，是指仅对于热噪声，达到给定质量所需要的最小接收电平，由于TD-SCDMA的GP与WCDMA小了十几个dB，而其它参数取值比较接近，因而造成TD-SCDMA接收机灵敏度比WCDMA低。TD-SCDMA除话音业务外，其它业务的接收机灵敏度差别较小。这样就使得TD-SCDMA个业务之间覆盖范围的差别不象WCDMA那样大，各

移动通信复习知识点

第一章 1.移动通信主要使用VHF和UHF频段的主要原因有哪三点P5 (1)VHF/UHF频段较适合移动通信。 (2)天线较短，便于携带和移动。 (3)抗干扰能力强。 2.移动通信系统中150MHz频段、450MHz频段、900MHz频段和1800MHz频段的异频双工信道的收发频差为多少 150MHz的收发频率间隔为，450MHz的收发频率间隔为10MHz，900MHz 的收发频率间隔为45MHz，1800MHz的收发频率间隔为95MHz。 4.移动通信按用户的通话状态和频率使用方法可分为哪三种工作方式 ~ 分为单工制，半双工制和全双工制。 5.移动通信与其他通信方式相比，具有哪七个特点与其他通信方式相比，移动通信具有以下基本特点：（1）电波传播条件恶劣。（2）具有多普勒效应。（3）干扰严重。（4）接收设备应具有很大的动态范围。《（5）需要采用位置登记、越区切换等移动性管理技术。（6）综合了各种技术。移动通信综合了交换机技术、计算机技术和传输技术等各种技术。（7）对设备要求苛刻。移动用户常在野外，环境条件相对较差，因此对其设备（尤其专网设备）要求相对苛刻。 6.常用的多址技术有哪四种P6 频分多址（FDMA）时分多址（TDMA）码分多址（CDMA）和空分多址（SDMA）7.什么是均衡技术P9 均衡技术是指在数字通信系统中，由于多径传输、信道衰落等影响，在接收端会产生严重的码间干扰（Inter Symbol Interference，简称ISI），增大误码率。为了克服码间干扰，提高通信系统的性能，在接收端采用的技术。均衡是指对信道特性的均衡，即接收端的均衡器产生与信道特性相反的特性，用来减小或消除因信道的时变多径传播特性引起的码间干扰。】 8.什么是分集技术常用的分集有哪四种举例说出目前实际移动通信中采用的分集技术P10-11 分集技术是通信中的一种用相对低廉的投资就可以大幅度改进无线链路性能的接收技术。分集的概念是：如果用一条无线传播路径中的信号经历了深度衰落，那么另一条相对独立的路径中可能包含着较强的信号。常用的分集包括：空间分集、频率分集、时间分集、极化分集。

移动通信技术专业简介

移动通信技术专业简介专业代码610302 专业名称移动通信技术基本修业年限三年培养目标本专业培养德、智、体、美全面发展，具有良好职业道德和人文素养，掌握移动通信技术原理、设备、工程等专业知识，具备移动基站工程建设与维护、无线网络规划与优化、移动业务管理与服务、微波与卫星通信系统维护等能力，从事移动基站勘察与设计、移动基站维护、无线网络室内分布设计、无线网络优化、通信工程项目管理、移动业务支撑与管理、移动终端维修等工作的高素质技术技能人才。就业面向主要面向通信行业企业，在移动基站建设与维护、无线网络规划与优化、移动业务支撑与终端维护等岗位群，从事移动基站勘察与设计、移动基站维护、无线网络室内分布设计、无线网络优化、通信工程项目管理、移动业务支撑与管理、移动终端维修、微波与卫星通信系统维护等工作。主要职业能力 1.具备对新知识、新技能的学习能力和创新创业能力； 2.具备移动通信技术专业基本素质与能力； 3.具备计算机操作应用能力； 4.具备基站系统设备开通与调测、运行与维护能力； 5.具备无线网络规划设计、优化能力； 6.具备移动通信工程项目管理能力； 7.具备移动通信业务营销与服务能力；

8.具备移动终端维修、营销及售后服务能力； 9.具备微波与卫星通信系统维护能力。核心课程与实习实训 1.核心课程移动通信技术基础、现代通信技术及应用、光传输技术与设备、基站建设与维护、通信工程制图与概预算、无线网络规划与优化、移动室内覆盖工程、电信业务应用与营销、移动终端维修等。 2.实习实训在校内进行电子技术基础、移动通信原理、基站建设与维护、通信工程制图、通信工程概预算、无线网络优化、移动终端维修等实训。在移动通信类企业进行实习。职业资格证书举例电信机务员（三级、四级）通信网络管理员（三级）用户通信终端维修员（四级）移动通信助理工程师无线网络优化助理工程师衔接中职专业举例通信技术通信系统工程安装与维护通信运营服务接续本科专业举例通信工程电子信息工程

移动通信基础知识试题和答案

移动通信基础知识试题和答案 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

基础知识答案一、选择题接口是指：（A ）与MSC间的接口和HLR的接口和VLR的接口和VLR的接口 2. 国内备用网的信令点编码为（B）位。 3. 在蜂窝通信系统中在满足同频保护比时，能够采用（ A）技术，提高频谱利用率。 A.频率复用技术 B.时分技术 C.码分技术 4. 两台计算机通过以太网口用网线直接相连，网线制作时应该按照以下哪种方式（A）和3交叉，2和6交叉和6交叉，2和3交叉和 8.当某局向对端局发送_____消息后，随即收到对端发送来的相同的消息，且两个消息的CIC都相同，此时意味着发生了同抢。（D ）（IAI） 9.两信令点相邻是指：（A ） A.两局间有直达的信令链路 B.两局间有直达的话路，不一定有直达的链路 C.两局间有直达的话路和链路 D.两局间话路和链路都不直达 10.哪一类业务的SCCP消息在传送时，SLS是随机选择的（A ）类业务类业务类业务类业务 11. 在两个相邻七号交换局间最多可有_______根相邻链路 A A 16 B 4 C 8 D 2 12. 信息信号单元MSU中的业务表示语SI为0100时，表明该MSU属于______用户层 A A 电话用户部分TUP B ISDN用户部分ISUP C 信令网管理SNM D 信令连接控制部分SCCP 13. 信令链路的定位属于 B A LEVEL 1 B LEVEL 2 C LEVEL 3 14. MAP中，取消位置更新程序由_____发起 A A HLR B VMSC C AUC D VLR 15. A 接口指的是_______之间的接口 C A HLR---VLR B MSC---

移动通信复习知识点

第一章 1.移动通信主要使用 VHF和 UHF频段的主要原因有哪三点？ P5 (1)VHF/UHF频段较适合移动通信。 (2)天线较短，便于携带和移动。 (3)抗干扰能力强。 2.移动通信系统中 150MHz频段、 450MHz频段、 900MHz频段和 1800MHz频段的异频双工信道的收发频差为多少？ 150MHz的收发频率间隔为 5.7MHz，450MHz的收发频率间隔为 10MHz，900MHz 的收发频率间隔为 45MHz， 1800MHz的收发频率间隔为 95MHz。 4.移动通信按用户的通话状态和频率使用方法可分为哪三种工作方式？分为单工制，半双工制和全双工制。 5.移动通信与其他通信方式相比，具有哪七个特点？与其他通信方式相比，移动通信具有以下基本特点：（1）电波传播条件恶劣。（2）具有多普勒效应。（3）干扰严重。（4）接收设备应具有很大的动态范围。（5）需要采用位置登记、越区切换等移动性管理技术。（6）综合了各种技术。移动通信综合了交换机技术、计算机技术和传输技术等各种技术。（7）对设备要求苛刻。移动用户常在野外，环境条件相对较差，因此对其设备（尤其专网设备）要求相对苛刻。 6.常用的多址技术有哪四种？ P6 频分多址（ FDMA）时分多址（ TDMA）码分多址（ CDMA）和空分多址（ SDMA）7.什么是均衡技术？ P9 均衡技术是指在数字通信系统中，由于多径传输、信道衰落等影响，在接收端会产生严重的码间干扰（ Inter Symbol Interference ，简称 ISI ），增大误码率。为了克服码间干扰，提高通信系统的性能，在接收端采用的技术。均衡是指对信道特性的均衡，即接收端的均衡器产生与信道特性相反的特性，用来减小或消除因信道的时变多径传播特性引起的码间干扰。 8.什么是分集技术？常用的分集有哪四种？举例说出目前实际移动通信中采用的分集技术？ P10-11 分集技术是通信中的一种用相对低廉的投资就可以大幅度改进无线链路性能的接收技术。分集的概念是：如果用一条无线传播路径中的信号经历了深度衰落，那么另一条相对独立的路径中可能包含着较强的信号。常用的分集包括：空间分集、频率分集、时间分集、极化分集。 9.为什么要进行信道编码？信道编码与信源编码的主要差别是什么？P11-12 信道编码通过在传输数据中引入冗余来避免数字数据在传输过程中出现差错。 10.作为 3G标准的 IMT-2000 具有哪些特点？作为下一代（ 3G）标准的 IMT-2000 具有特性如下： (1) 采用 1.8~2.2GHz 频带的数字系统； (2) 在多种无线环境下工作（蜂窝系统、无绳系统、卫星系统和固定的无线系统环境）；

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