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(kāi)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(guò)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(chēng)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，且最大限度地利用資源，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?chē)髁呅蔚恼行臅r(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(chēng)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。
| 組成 | 說(shuō)明 |
|---|---|
| 移動(dòng)站 | 網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備，例如手機(jī)、蜂窩工控設(shè)備。 |
| 基站子系統(tǒng) | 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與有線網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)換器，移動(dòng)基站、無(wú)線收發(fā)設(shè)備、專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字設(shè)備。 |
| 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng) | 放置計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)備、交換機(jī)、閉路電視控制裝備等。 |
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(guò)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(guò)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(guò)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(wèn)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(lèi)推。
經(jīng)過(guò)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(guò)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(guò)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(wèn)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。
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