相信很多人都聽說過數字電路,那么你知道它的一些缺陷嗎?21世紀,互聯網迅速發展。是頻譜效率競爭,也是同一水平下不同系統之間的競爭,由于2G的發展標準主要是差異在空中接口,所以這些系統在解決模擬系統的不足上面做得都需要優化。以GSM標準為例,系統說明一下2G數字系統是如何解決模擬系統存在的問題,并且對比下兩者之間的優劣。
首先我們要知道模擬系統有什么不足?模擬系統的不足之處主要有,標準多且不統一,安全的問題,漫游問題,頻譜效率低且頻譜少,服務質量不足。
在標準的問題上,歐洲通信主管部門應該先意識到標準化的重要性,也是較早標準化的組織和協作上穩步推進的。從開始確定開發第二代系統,到組織各個公司設立常設技術組討論和制定技術規范,再到說服歐洲英法德意等大國同意并支持GSM標準。
在爭取到祖國和運營商支持以后,設備商在標準上的投入,以及在系統設備開發上面的投資也好更保險了。通過一個技術協議之后,做標準的還繼續進行研究,而設備商的主力則立即投入了系統設備的開發,在一個先進局點商用以后立即在全球進行標準的推廣,為了推廣,還將GSM的法文名稱(移動特別組Groupe Spécial Mobile committee)改為英文名稱(全球移動通信標準GlobalStandard for Mobile Communications),簡寫不變,但是含義改變,有利于標準在全球的推廣。
模擬系統的安全問題有兩個,首先是系統很容易被竊聽,因為當時空口傳遞的是模擬信號,并且是連續的,也是未加密的,因此只要有特定的工具,可以類似調收音機方式連續掃描頻率,確定了某個信道是要被監聽對象的通話的信道,可以毫無聲息的監聽。
而數字化之后的空口發送的是數字信號,如果要監聽,監聽的工具要復雜很多,因為要不同層的協議層層解碼,才能得到相應的語音編碼的數據包,這個是從技術復雜度上講。另外一個機制是GSM本身編碼和頻率系統本身相比比較復雜,比如GSM有跳頻的技術,是一個用戶的語音在不同時間在不同的頻點上發送(技術本身是為了提升頻率效率),客觀上加大了無線空口信號跟蹤的難度。
然后也是比較重要的,GSM的空口是加密的,手機在發送信號之前用一個加密算法加密,網絡接收之后再解密,這個加密算法還是很牛的,一直到了2008年才黑客破解了算法,但是由于計算能力的原因,不可能投入實際中去破解某個用戶的語音。。國外的GSM空口一般都是加密的,而中國的空口是沒有加密的,原因不得而知。
模擬系統在早期或者標準協議中是不能實現漫游的,即一個城市的移動電話拿到另一個城市是不能使用的。后期在部分城市通過改造實現了人工漫游,通過人工登記獲得一個臨時號碼,手機完全可以在漫游地使用,再后來,又有了自動漫游,然后不用換號碼也能跨區使用手機。
由于GSM系統采用了優質的調制解調器,信道編碼,交織,跳頻等各種提升頻譜效率的技術手段,并且采用更加緊密的頻率復用的方式,使得GSM系統比原來的模擬系統有了很大的提高。再加上采用更小的小區,分層網絡等,也能夠更好的提升系統的容量。GSM整體的容量是原來的模擬系統的3-5倍。因為這個涉及到更多的技術和細節,這里只是簡單提一下,只要知道GSM的頻譜效率要高很多,容量也會大很多。
通過數字化的編碼技術,在編碼過程中加了不少糾錯的措施,使得部分信號丟失也能夠做一些恢復,也保證了只要信號質量在一定門限以上,語音質量可以達到一定的水準。而模擬系統傳遞的是模擬信號,任何信號的丟失都會影響語音質量。
所以從系統設計方面來講,GSM已經基本解決了模擬系統中的不足,并且能夠迅速部署,大量的發展移動用戶。形成效果,當然,頻譜效率和容量的提升是移動系統必要條件,所以在后續2G向3G和4G的演進中,新的標準,新的技術又進一步提升了頻譜效率。以上就是數字系統處理模擬系統缺陷的方法,小編能力有限,希望有更多人來參與討論。