蜂窝移动网络是什么?蜂窝基础知识

蜂窝网络被广泛采用的原因是源于一个数学结论,即以相同半径的圆形覆盖平面, 当圆心处于正六边形网格的各正六边形中心,也就是当圆心处于正三角网格的格点时所用圆的数量最少。 虽然使用最少个结点可以覆盖最大面积的图形即使要求结点在一个如同晶格般有平移特性的网格上也仍是有待求解的未知问题,但在通讯中,使用圆形来表述实践要求通常是合理的,因此出于节约设备构建成本的考虑,正三角网格或者也称为简单六角网格是最好的选择。这样形成的网络覆盖在一起,形状非常像蜂窝,因此被称作蜂窝网络。

组成部分

蜂窝网络组成主要有以下三部分:移动站,基站子系统,网络子系统。移动站就是网络终端设备,比如手机或者一些蜂窝工控设备。基站子系统包括移动基站(大铁塔)、无线收发设备、专用网络(一般是光纤)、无线的数字设备等等的。基站子系统可以看作是无线网络与有线网络之间的转换器。

蜂窝和频率复用

蜂窝网络

蜂窝:将一块大的区域划分为多个小的蜂窝,使用多个小功率发射器代替一个大功率发射机。一般使用正六边形来描述蜂窝形状。

频率复用:每一个蜂窝使用一组频道。如果两个蜂窝相隔足够远,则可以使用同一组频道。簇(cluster):由N个蜂窝组成的蜂窝组,使用了全部的频率资源频率复用因子(reusefactor):1/N对于正六边形的蜂窝,N=i^2+i*j+j^2,i>=1,j>=1,当i>1时,j≥0或当j>1时,i≥0.因此,N=3,4,7,9,12…

蜂窝的几何表示

蜂窝通常使用正六边形来表示。为什么是正六边形而不是圆?顶点到几何中心等距的多边形中,能够完整(无重叠)地覆盖某一区域可能的几何形状有:正方形、等边三角形和正六边形三种形状。在正方形、等边三角形和正六边形中,正六边形的面积最大。

蜂窝坐标系

使用(i,j)表示某一蜂窝的坐标。例如:蜂窝A的坐标为(2,1)

蜂窝信道分配

FDMA系统:利用信号衰减原理。关键:将频谱划分为若干个信道(用户信道载波),在距离足够远时可以复用信道。

静态信道分配:每一蜂窝预先分配一组固定的信道,实现简单。

动态信道分配:基站从MSC处动态分配一个信道,蜂窝可以使用所有的信道,降低了阻塞概率,实现复杂,需要实时流量检测和基站间的协调处理。

网络类型

常见的蜂窝网络类型有:GSM网络(有些国家叫pcs-1900)、CDMA网络、3G网络、FDMA、TDMA、PDC、TACS、AMPS等。

可靠性

蜂窝移动网络是什么?蜂窝基础知识

蜂窝网络

无线蜂窝网在提高无线网络的覆盖率方面起到关键性作用。在宽带无线城域网中,可采用网状结构来实现低成本高效率的大面积覆盖。网状结构的优点很多,如网络出故障时提供有效的迂回路由,确保通信畅通无阻;与专线或菊花链相比更具弹性和可靠性,而且网络具有自配置、自组织和自愈的能力。

首先进入这个市场的有Tropos、Mesh-Network和BelAir网络公司,此外NortelNetworks也不甘落后。互联网和FTTH(光纤到户)都是蜂窝网的应用领域。

长期以来,无线网络信奉中央控制模式,这也带来潜在的风险,比如传输瓶颈、遗留的老系统或单点故障等。但是,无线蜂窝网络作为无线交换另一项技术日渐兴起。通过组织成的网格拓扑结构,从交换机到接入点,蜂窝网络都能分配智能。

这种拓扑结构的发展符合计算机行业体系结构的演变过程。首先,计算环境是独立主机系统,随后是客户机/服务器,然后是对等网络。网络的体系结构将毫无疑问进化成一个分布式、动态的无线体系结构。

蜂窝网络允许节点或接入点与其他节点通信,而不需要路由到中心交换点,从而消除了集中式的故障,提供自我恢复和自我组织的功能。虽然通信量的决策是在本地实施,但系统可以在全球管理。

蜂窝移动网络是什么?

准确来说是蜂窝网络(又称移动网络),在20世纪70年代贝尔实验室发明的,是一种移动通信硬件架构,应用于我们所熟知的2G、3G、4G以及5G建设中,由于构成网络覆盖的各通信基地台的信号覆盖呈六边形,从而使整个网络像一个蜂窝而得名。下图是其中一种应用图示,名称为中心激励,还有一种是顶点激励,图就不上传了。

蜂窝移动网络是什么?蜂窝基础知识

和 Wi- Fi有什么区别

相同点:

都可以实现数据传输,接入互联网;

实现方式上基本上都可以算是有线连接无线接入(先有线后无线)

不同点:

蜂窝网络覆盖范围大,移动性强;wifi是区域性应用,只适合一定范围

蜂窝网络普遍采用流量收费;而wifi一般是宽带的延伸,采用速率收费(即带宽)。

蜂窝网络使用频率众多,有国家分配给指定运营商使用;wifi普遍采用2.4G或者5G

是怎么制造出来的?

还是以上面那张图来说明吧,一个基站所覆盖的区域称为一个小区(不同于我们生活中的小区概念,实际上可以比一个我们生活中的小区大也可以比一个我们生活中的小区小),也就是上图中一个六边形。为避免同频干扰,相邻小区采用不同的频率,但是频率资源是有限的,所以在间隔一定的距离之后又会使用第一个小区的频率,而这个距离是有计算公式的,这里就不去写了。

情况大概就是这么个情况,至于设备安装之类的就不去细说了,不是上面这几句话可以整出来的。

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