能上网的蜂窝 —— 蜂窝网络

文档君的粉丝千千万，粉丝们使用的手机也是各种各样，相信有些粉丝会发现：当部分用户想要打开数据流量时，发现设置界面变成了“蜂窝网络”，你一定很好奇“蜂窝网络”是什么？

其实在 20 世纪 40 年代末，蜂窝网络这一概念就已经出现，经过技术的不断发展，现在我们已经处于第五代蜂窝移动通信系统。那你知道为什么会被称作蜂窝网络么，让文档君带你了解一下吧！

为什么叫蜂窝网络？

大家都知道移动通信的应用系统有许多种，例如卫星通信系统、无线电传呼系统、集群系统等。

移动通信系统为了追求最大的覆盖，且最大限度的利用资源，利用数学计算中的一个结论建立了蜂窝通信系统：以相同半径的圆形覆盖平面，当圆心处于周围各六边形的正中心时，所用圆的数量最少。

所以基站覆盖范围是呈六边形分布的，每个六边形的中心设有一个基站，从而使整个网络像一个蜂窝，因此称为蜂窝网络。

蜂窝网络是如何工作的？

蜂窝网络主要由移动站，基站子系统和网络子系统三部分组成。

组成

说明

移动站

网络终端设备，例如手机、蜂窝工控设备。

基站子系统

无线网络与有线网络之间的转换器，移动基站、无线收发设备、专用网络和数字设备。

网络子系统

放置计算机系统设备、交换机、闭路电视控制装备等。

在蜂窝网络中，每个基站都负责提供一定范围内的无线电信号覆盖，这些基站通过控制系统和传输系统相互连接，形成一个完整的通信网络。

由于每个基站覆盖的范围有限，因此需要多个基站相互配合，以确保整个网络覆盖范围内都能够实现通信。

那么蜂窝网络是如何实现通信的？

蜂窝网络中，每个基站都连接一个交换机，当手机用户进入一个区域时，手机会自动连接到该区域的基站上，交换机负责将手机用户的通信请求转发到目标用户或其他网络中，基站会通过无线电波将你的信号传递到信号塔，然后由信号塔将信号传递到其他基站，最终到达目的地。

这个过程就像蜜蜂在蜂巢中传递信息一样。

如果手机用户处于多个基站覆盖的范围，手机会优先连接信号较好的基站上，那么一个区域连接了许多手机，信号会不会变差呢？

这就不得不提到蜂窝网络的频率复用了！使用移动电话手机进行通信时，每个人都要占用一个信道，如果通话的人多了，有限的信道就不够使用，这样就会导致出现通信阻塞的现象。

蜂窝网络的出现则解决了这一问题，采用蜂窝结构可以让不同基站使用相同的频率进行通信，从而达到节省频率资源的目的。

例如，我们将一个城市分成 12 个区域，每 3 个区域组成一个区群。让它们共同使用 100 个频道。那么，我们就可以将 100 个频道分成 10 组，每个组 10 个频道，第一个区群的 1 号区域使用第 1 组频道，第一个区群的 2 号区域使用第 2 组频道，以此类推。

经过安排，不同区群的相同编号区域可以重复使用同一个频道组。尽管这些区域基站使用的无线电频率相同，但由于彼此相隔较远，电波作用范围有限，彼此不会造成干扰。

这样，一组频率就可重复使用 6 次，原本 100 个频道只能供 100 个用户同时通话，经过频率复用却可同时供 600 个用户同时通话，大大提高了频道的使用效率。

结语

其实蜂窝网络不仅在移动通信中被广泛应用，在物联网中也是不可缺少的。

相比传统无线网络技术，蜂窝物联网具有更高的可靠性和稳定性，目前涵盖了工业、农业、医疗、智能家居等多个领域。

虽然蜂窝网络可以支持大量设备同时连接，但还是面临着一些挑战。

首先，无线电波在传输过程中可能会受到建筑物、地形等因素的影响，导致信号衰减或中断。

其次，随着越来越多的人使用手机和其他设备，网络拥堵问题也日益严重。

好的，文档君和大家又学到了以下知识：

蜂窝网络，是精美的数学，也是从蜜蜂的大自然进化中借鉴的自然美学。

要完美运行，蜂窝网络需要更多通信设备的配合，移动基站、交换机等。

任何事物都在发展变化的，蜂窝网络也面临不同的挑战，并在不断的直面挑战，继续进步。

本文来自微信公众号：中兴文档 （ID：ztedoc）

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