能上網(wǎng)的蜂窩——蜂窩網(wǎng)絡(luò)

文檔君的粉絲千千萬(wàn)，粉絲們使用的手機(jī)也是各種各樣，相信有些粉絲會(huì)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)部分用戶想要打開數(shù)據(jù)流量時(shí)，發(fā)現(xiàn)設(shè)置界面變成了“蜂窩網(wǎng)絡(luò)”，你一定很好奇“蜂窩網(wǎng)絡(luò)”是什么？

其實(shí)在20世紀(jì)40年代末，蜂窩網(wǎng)絡(luò)這一概念就已經(jīng)出現(xiàn)，經(jīng)過技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在我們已經(jīng)處于第五代蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。那你知道為什么會(huì)被稱作蜂窩網(wǎng)絡(luò)么，讓文檔君帶你了解一下吧！

為什么叫蜂窩網(wǎng)絡(luò)？

大家都知道移動(dòng)通信的應(yīng)用系統(tǒng)有許多種，例如衛(wèi)星通信系統(tǒng)、無(wú)線電傳呼系統(tǒng)、集群系統(tǒng)等。

移動(dòng)通信系統(tǒng)為了追求最大的覆蓋，且最大限度的利用資源，利用數(shù)學(xué)計(jì)算中的一個(gè)結(jié)論建立了蜂窩通信系統(tǒng)：以相同半徑的圓形覆蓋平面，當(dāng)圓心處于周圍各六邊形的正中心時(shí)，所用圓的數(shù)量最少。

所以基站覆蓋范圍是呈六邊形分布的，每個(gè)六邊形的中心設(shè)有一個(gè)基站，從而使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)像一個(gè)蜂窩，因此稱為蜂窩網(wǎng)絡(luò)。

蜂窩網(wǎng)絡(luò)是如何工作的？

蜂窩網(wǎng)絡(luò)主要由移動(dòng)站，基站子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)三部分組成。

在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)基站都負(fù)責(zé)提供一定范圍內(nèi)的無(wú)線電信號(hào)覆蓋，這些基站通過控制系統(tǒng)和傳輸系統(tǒng)相互連接，形成一個(gè)完整的通信網(wǎng)絡(luò)。由于每個(gè)基站覆蓋的范圍有限，因此需要多個(gè)基站相互配合，以確保整個(gè)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)都能夠?qū)崿F(xiàn)通信。

那么蜂窩網(wǎng)絡(luò)是如何實(shí)現(xiàn)通信的？

蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)基站都連接一個(gè)交換機(jī)，當(dāng)手機(jī)用戶進(jìn)入一個(gè)區(qū)域時(shí)，手機(jī)會(huì)自動(dòng)連接到該區(qū)域的基站上，交換機(jī)負(fù)責(zé)將手機(jī)用戶的通信請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)用戶或其他網(wǎng)絡(luò)中，基站會(huì)通過無(wú)線電波將你的信號(hào)傳遞到信號(hào)塔，然后由信號(hào)塔將信號(hào)傳遞到其他基站，最終到達(dá)目的地。這個(gè)過程就像蜜蜂在蜂巢中傳遞信息一樣。

如果手機(jī)用戶處于多個(gè)基站覆蓋的范圍，手機(jī)會(huì)優(yōu)先連接信號(hào)較好的基站上，那么一個(gè)區(qū)域連接了許多手機(jī)，信號(hào)會(huì)不會(huì)變差呢？

這就不得不提到蜂窩網(wǎng)絡(luò)的頻率復(fù)用了！使用移動(dòng)電話手機(jī)進(jìn)行通信時(shí)，每個(gè)人都要占用一個(gè)信道，如果通話的人多了，有限的信道就不夠使用，這樣就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)通信阻塞的現(xiàn)象。

蜂窩網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)則解決了這一問題，采用蜂窩結(jié)構(gòu)可以讓不同基站使用相同的頻率進(jìn)行通信，從而達(dá)到節(jié)省頻率資源的目的。

例如，我們將一個(gè)城市分成12個(gè)區(qū)域， 每3個(gè)區(qū)域組成一個(gè)區(qū)群。讓它們共同使用100個(gè)頻道。那么，我們就可以將100個(gè)頻道分成10組，每個(gè)組10個(gè)頻道，第一個(gè)區(qū)群的1號(hào)區(qū)域使用第1組頻道，第一個(gè)區(qū)群的2號(hào)區(qū)域使用第2組頻道，以此類推。

經(jīng)過安排，不同區(qū)群的相同編號(hào)區(qū)域可以重復(fù)使用同一個(gè)頻道組。盡管這些區(qū)域基站使用的無(wú)線電頻率相同，但由于彼此相隔較遠(yuǎn)，電波作用范圍有限，彼此不會(huì)造成干擾。

這樣，一組頻率就可重復(fù)使用6次，原本100個(gè)頻道只能供100個(gè)用戶同時(shí)通話，經(jīng)過頻率復(fù)用卻可同時(shí)供600個(gè)用戶同時(shí)通話，大大提高了頻道的使用效率。

結(jié)語(yǔ)

其實(shí)蜂窩網(wǎng)絡(luò)不僅在移動(dòng)通信中被廣泛應(yīng)用，在物聯(lián)網(wǎng)中也是不可缺少的。相比傳統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)具有更高的可靠性和穩(wěn)定性，目前涵蓋了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、智能家居等多個(gè)領(lǐng)域。

雖然蜂窩網(wǎng)絡(luò)可以支持大量設(shè)備同時(shí)連接，但還是面臨著一些挑戰(zhàn)。首先，無(wú)線電波在傳輸過程中可能會(huì)受到建筑物、地形等因素的影響，導(dǎo)致信號(hào)衰減或中斷。其次，隨著越來(lái)越多的人使用手機(jī)和其他設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)擁堵問題也日益嚴(yán)重。

好的，文檔君和大家又學(xué)到了以下知識(shí)：蜂窩網(wǎng)絡(luò)，是精美的數(shù)學(xué)，也是從蜜蜂的大自然進(jìn)化中借鑒的自然美學(xué)。要完美運(yùn)行，蜂窩網(wǎng)絡(luò)需要更多通信設(shè)備的配合，移動(dòng)基站、交換機(jī)等。任何事物都在發(fā)展變化的，蜂窩網(wǎng)絡(luò)也面臨不同的挑戰(zhàn)，并在不斷的直面挑戰(zhàn)，繼續(xù)進(jìn)步。各位粉絲，還有什么想要了解的通信知識(shí)嗎？歡迎留言區(qū)里討論！