拨打手机时种种回应的理论分析

魏秉国，周 侃，魏永钦

（濮阳县职业技术学校，河南 濮阳 457000）

0 引言

当今信息时代，手机在我们的生活中扮演着愈来愈重要的角色，用手机或固定电话拨打某一手机时，除大部分能正常通话外，往往还会听到诸如：①不在服务区；②拨打的手机已关机；③正在通话中；④无人接听；⑤网络忙；⑥无法接通等种种回应，以提醒主叫方下一步采取相应的措施。现从移动通信网络的结构及通话信道的分配与使用的角度，对拨打手机时得到的各种回应作一理论探讨。

1 移动通信实现的基本过程

手机通信属于无线通信，对于每部手机来说，它既是接收机又是发射机。要实现手机与手机、手机与固定电话之间的通信，需要解决的首要问题是搭建好移动通信网络。移动通信网络由移动业务交换中心、基站（BS，Base Station）、基站收发信机、移动台（手机）（MS，Mobile Station）等来组成，移动业务交换中心又与固话局相连，如图1所示。当前，按照移动通信的多址方式不同有频分多址（FDMA，Frequency Division Multiple Access），时分多址（TDMA，Time Division Multiple Access），码分多址（CDMA，Code Division Multiple Access）。

实现移动通信时，按不同的频率范围划分出不同的频段有：CDMA800M、GSM900M、DCS1800M、PCS1900M频段以及3G手机宽带码分多址（WCDMA，Wideband Code Division Multiple Access）、CDMA2000、时分同步码分多址 TD-SCDMA，Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access）使用的2 000 M频段等。每个频段分为上行频率和下行频率，所谓上行频率是手机向基站发射信号使用的频率，所谓下行频率是指基站向手机发射信号使用的频率。无论是上行频率还是下行频率按照频率由低到高又划分出许多信道。例如：GSM900M频段上行频率范围是880～915 MHz，下行频率范围是925～960 MHz，上行频率和下行频率的带宽均为35 MHz，双工间隔为 45 MHz。在上下行频带中，按频率的高低每200 kHz带宽划分为一个信道，用CH表示，为防止相邻频段间的干扰，在上、下行频带的两端各留有100 kHz的余地[1]。故GSM900M频段中共有174个信道，每个信道从频率上讲是成对出现的,即包含一个上行频率与一个下行频率,带宽200 kHz双工间隔也为45 MHz。如图2所示。

图2 GSM900频道信道划分

每个基站所覆盖的范围是一个小区，从原理上讲一个小区在地平面上应当是以基站为中心的一个圆。但考虑到小区之间的衔接性,避免信号出现盲区，故每个基站实际的作用范围人为地定为以基站为中心的正六边形，如图3所示。

图3 小区结构分布

这样多个小区的整体排列就形成相互衔接的多个正六边形，初看很象蜂窝形状，这也是蜂窝移动通信的由来。每个小区均配有若干个信道，每个基站通过收、发信机接收上行频率和发射下行频率与手机实现连接，然后再通过移动交换中心，实现与另一手机或固定电话的通话。在每个小区的若干个信道中，其中有一个信道称为广播控制信道（BCH，Broadcast Channel），其余为业务信道[2]，如图4所示。

手机在开机后拨打、接收电话前，首先要完成入网过程，入网的步骤为：①查找广播控制信道，把所有收到的广播控制信道按信号的强弱排队，然后守候在信号最强的广播控制信道上；②通过上行控制信道经基站向交换中心发送本机客户识别模块（SIM，Subscriber Identity Module）卡内的国际移动用户识别码（IMSI，International Mobile Subscriber Identification Number）；③移动交换中心经基站通过BCH的下行信道向手机发送随机数据；④该数据在用户SIM卡内经过加密运算，由手机通过BCH将计算结果发回移动交换中心；⑤交换中心用同一随机数根据用户档案中的加密运算方法也计算出一结果；⑥移动交换中心将两个运算结果进行比较，如果中心运算数据与手机发来的数据相同，鉴定通过；⑦交换中心向手机发出鉴定通过指令，同时指定一个临时用户识别码存入手机和交换中心；⑧手机入网成功，并继续守候在BCH上，液晶屏（LCD，Liquid Crystal Display）上显示网号、网名、信号场强[2]。

图4 小区内信道分配

手机一旦入网就处于断续的接收广播控制信道BCH下行频率的状态，且移动中心通过基站每间隔一定的时间呼叫手机一次，手机接到中心的呼叫后就通过 BCH的上行频率向移动中心作回应，此时移动中心就知道手机在何位置，是否仍在开机以及手机所处位置的信号场强如何。一旦有别的手机或固话拨打该手机，移动中心首先会查找该小区有无空闲的业务信道，若有，移动中心会通过BCH让手机跳转到空闲的业务信道上，从而实现通话。

2 主叫方得到种种回应的原因

在实际使用的过程中，除能正常通话外，往往还会出现不能正常通话时候，但此时会得到以下几种不同的回应。

（1）“你拨打的电话已关机”

若手机在待机状态下按下关机键实现正常关机，则手机会在关机前通过BCH向移动中心作关机汇报，移动中心会将该手机的关机信息存储起来，此时若用别的手机或固话再拨打该手机，当呼叫信息送至移动中心时，移动控制中心会将被叫手机的关机信息通过主叫所在小区的BCH或固话局发送到主叫方，主叫就会得到“你拨打的电话已关机”的回应。

（2）“你拨打的电话无法接通”

若手机是非正常关机，如电池脱落或电池低电量突然关机，均会导致手机还没有来得及向移动中心发送关机信息就已关机。此时若拨打该手机，移动控制中心会通过各小区的BCH呼叫被叫手机，由于移动控制中心得不到被叫手机的回应，就会向主叫发出无法接通的信息，此时主叫就会得到“你拨打的电话无法接通”的回应。但由于移动中心没有接到关机信息，故移动中心还会每间隔一定的时间通过 BCH呼叫该手机，若连续几次呼叫均得不到回应，就自动视为关机[3]，此时若再拨打该手机会得到“你拨打的电话已关机”的回应。

（3）“你拨打的手机不在服务区”

若手机进入移动网络信号的盲区，诸如手机处在移动网络的屏蔽区，或者移动网络信号覆盖不到的地方，即手机接收不到BCH，此时手机LCD上会出现无网络的字样或图标，若此时拨打该手机，由于移动中心通过 BCH呼叫该手机得不到应答，则主叫方会得到“你拨打的手机不在服务区”的回应。

（4）“网络忙请稍后再拨”

若手机处在手机密度较高的区域，由于同时通话的手机较多，手机所在小区内业务信道全部被手机占用，尽管呼叫的手机信号场强也很强，此时只能表明此处的广播控制信道正常，但没有多余的空闲业务信道供被叫手机使用，故主叫方会得到移动控制中心发出的“网络忙请稍后再拨”的回应。由于信道是公用的，一旦有一手机通话完毕让出信道，再拨打该手机即可得到接通的回铃声。当然类似这种情况也可能是用手机作主叫方时，主叫手机所在小区无空闲业务信道 所致。

（5）“你拨打的手机无人接听”

若手机正在通话，表明它已占有业务信道，若此时拨打该手机，由于移动中心知道该手机在业务信道上，因而主叫方会得到“你拨打的手机正在通话中”之类的回应。

（6）“你拨打的手机无人接听”

若呼叫某一手机并听到回铃声，表明移动中心通过被叫手机所在小区的BCH为手机分配了业务信道，只要被叫方按下接听键就可使手机转到业务信道上实现通话，若对方一直不按接听键，经过几次回铃后主叫方会听到“你拨打的手机无人接听”的回应。

3 结语

总之，要实现与被叫手机正常的通话：①手机正常开机后并守候在小区的BCH上；②该小区有空闲的业务信道供手机通话使用；③主叫方若是手机也应满足上述两条件，这样基本上均能实现正常的通话。但满足上述条件后通话的过程中有时会出现：①听不到对方说话；②对方听不到自己说话；③双方均听不到对方说话等现象。遇到这种情况一般是业务信道的上行、下行频率信号发生阻塞或一时不畅引起，挂机后重新拨打一般均能恢复正常。

[1] 赵伶俐.WCDMA系统基站覆盖范围的分析与优化[J].通信技术，2008,41（08）：166-167.

[2] 张兴伟.数字手机电路与检修技术[M].北京:人民邮电出版社，2007.

[3] 尚鹏,李小文.TD-SCDMA/GSM双模终端切换问题研究[J].通信技术，2008,41（06）：173-174.