1G（第一代移动通信系统）详解

语音信号：

核心频率范围：

1. 主要能量集中区：30Hz-3400Hz，涵盖基频、共振峰及大部分语音特征成分。
2. 电话通信标准：传统窄带电话仅传输300Hz-3400Hz范围，以保证语音可懂度。
3. 高频成分：虽然语音可能包含高达8000Hz的成分，但对清晰度贡献较小，常被编码系统舍弃。
4. 人耳可听范围：20Hz-20kHz，但语音信号能量远窄于此。
5. 低频下限：低于30Hz的成分能量微弱，通常可忽略。

1G通信技术概述：

       1G（第一代移动通信）是模拟蜂窝网络的开端，代表系统包括AMPS（美国）、TACS（欧洲）和NMT（北欧）。其核心目标是为移动用户提供语音通话服务，采用模拟信号传输和频分多址（FDMA）技术。

大哥大的基本构成：

       大哥大主要由一下几个部分组成：天线、射频模块、基带处理模块、电源管理模块、用户界面模块以及控制单元。这些本部分协同工作，实现了移动通信的核心功能。

1. 天线：作为无线电波的收发装置，天线负责将射频信号转换为电磁波进行发射，或者将接收到的电磁波转换为射频信号。大哥大的天线同城采用可伸缩式，便于携带和使用。
2. 射频模块：射频模块负责将基带信号调制为射频信号，以便通过天线进行发射。同时，他还负责接收天线传来的射频信号，并将其调节为基带信号。射频模块的性能直接影响到大哥大的通信质量和覆盖范围。
3. 基带处理模块：基带处理模块是大哥大的核心部分，它负责处理各种通信协议、编解码、调制解调等任务。此外，基带处理模块还负责语音信号的压缩、扩展和转换，以确保通信过程中的语音质量。
4. 电源管理模块：电源管理模块负责为大哥大提供稳定的电源供应，确保各个模块能够正常工作。它通常采用电池作为能源，并具备充电和放电管理功能。
5. 用户界面模块：用户界面模块包括显示屏、键盘、听筒和话筒等部件，用于实现人机交互。用户可以通过键盘输入电话号码，通过显示屏查看通话状态和信息，通过听筒和话筒进行语音通话。
6. 控制单元：控制单元是大哥大的大脑，它负责协调各个模块的工作，确保整个系统的稳定性和可靠性。控制单元通常采用微处理器和数字信号处理器等高性能芯片实现。

大哥大的工作原理

        大哥大的工作原理主要基于无线通信技术和移动通信网络。当用户需要进行通话时，首先通过用户界面模块输入对方的电话号码。控制单元接收到电话号码后，将其转换为数字信号，并通过基带处理模块进行编码和调制。然后，射频模块将调制后的射频信号通过天线发射出去。

        在移动通信网络中，大哥大的发射信号会被附近的基站接收。基站负责将接收到的信号进行解调、解码和转发，将其传输到目标用户所在的位置。目标用户的大哥大接收到信号后，会进行相反的处理过程，将射频信号还原为语音信号，并通过听筒播放出来。

        在通话过程中，大哥大还需要与基站保持持续的通信连接，以确保通话的稳定性和可靠性。基站会定期向大哥大发送控制信号，以调整发射功率、切换频道等参数。同时，大哥大也会向基站发送状态信息，以便基站进行管理和调度。

大哥大的工作流程：

1、设备启动

        用户打开大哥大，设备自动扫描预设频段（如TACS系统的900MHz频段），搜索最近的蜂窝基站信号。

2、注册入网

        大哥大通过控制信道（专用频点）向基站发送注册请求（含设备ESN和MIN码）。

        基站将信息转发至移动交换中心（MSC），验证设备合法性并分配临时身份。

        注册成功后，大哥大进入待机状态，周期性监听控制信道。

3、用户拨号

        输入被叫号码（如8为本地号码），按下呼叫键。

4、信道申请

        大哥大通过控制信道向基站发送呼叫请求（含主叫MIN、被叫号码）

        基站将请求转发至MSC，MSC检查被叫状态：

                若被叫为固话：MSC通过PSTN（公共电话网）连接被叫。

                若被叫为移动用户：MSC全网广播寻呼信号。

        MSC为通话分配一对空闲语音信道（上行和下行频点），通知主被叫双方切换至该信道。

5、信道切换

        主叫大哥大和基站切换到分配的语音信道（如890MHz上行/935MHz下行）

        被叫大哥大（若为移动用户）同样切换至对应信道并振铃。

6、模拟信道传输

        主叫讲话：麦克风将声音转换为模拟电信号（30-3400Hz），通过FM调制载波（890-935MHz）发送至基站。

        基站中继：基站接收信号并放大，通过有限链路（如E1线路）传至MSC。

        被叫端接收：MSC将信号路由至被叫基站（或被叫固话），解调后通过听筒播放。

7、移动中通话

        若用户跨基站移动，1G系统支持应切换（非无缝）

        原基站检测信号强度下降，通知MSC启动切换。

        MSC协调新基站分配新语音信道，命令大哥大切换频率。

        切换瞬间通话终端（月数百毫秒），用户可能听到“咔哒”声。

8、信号增强

        基站通过功率控制调整发射强度，补偿距离变化。

9、用户挂机       

        任一方按下挂断键，设备向基站发送终止信号。

10、信道释放

        基站通知MSC释放语音信道资源，MSC向PSTN（若涉及）发送拆线信号。

        主被叫双方大哥大返回控制信道监听状态。

        计费系统记录通话时长，完成扣费。