移动通信系统中蜂窝的几个概念
移动通信之蜂窝数据网络
移动通信之蜂窝数据⽹络移动通信的种类有很多，如蜂窝移动通信、卫星移动通信、集群移动通信、⽆绳电话通信、⽆线LAN等。
⽬前使⽤最多的是蜂窝移动通信，它⼜称为⼩区制移动通信。
这种通信的特点是把整个的⽹络服务区划分成许多⼩区（cell，也就是“蜂窝”），每个⼩区设置⼀个基站，负责本⼩区各个移动站的联络与控制。
移动站的发送或接收都必须经过基站进⾏转发。
蜂窝数据⽹络的各个“G”（Generation）1G=FDM 语⾳时代，模拟蜂窝⽹络2G=GSM ⽂本时代，数字⽹络3G=CDMA 图⽚时代，⾼速IP数据⽹络4G=LTE 视频时代，全IP数据⽹络5G=NR 物联⽹时代，⽆线⽹络6G=？太赫兹、概念性⽆线⽹络？？⼿机⽹络中的G/E/H/H+G指GPRS（General Packet Radio Service通⽤分组⽆线服务技术），移动电话⽤户可⽤的⼀种移动数据业务，GPRS可说是GSM的延续，是2.5G⽹络；在iPhone⼿机上显⽰O。
E指EDGE（Enhanced Data Rate for GSM Evolution增强型数据速率GSM演进技术），属2.75G。
3G指普通3G⽹络，在国内常见的3G有电信的CDMA2000，联通的WCDMA和移动的TD-SCDMA三种，速度在2-7M。
（3G的这三个⽆线接⼝国际标准分别由美国、欧洲，中国提出）H指HSDPA（High Speed Downlink Packet Access⾼速下⾏分组接⼊，是⼀种移动通信协议），属3G的升级版⽹络，是3.5G，速度可达14.4M。
H+指HSPA+（High-Speed Packet Access+增强型⾼速分组接⼊技术），HSDPA的强化版，常见于中国联通的WCDMA⼿机上，是3.75G，速度可达21-42M。
4G就是LTE（Long Term Evolution长期演进）⽹络，⼿机显⽰为4G或LTE，是3.9G，理论速度可达300Mbps，即37.5MB/s。
学习蜂窝网络技术的基本概念和术语(一)
蜂窝网络技术是现代通信领域中重要的一项技术，它为我们提供了便捷的移动通信服务。
本文将介绍蜂窝网络技术的基本概念和术语，帮助读者更好地理解这一技术。
一、背景介绍蜂窝网络技术是一种无线通信技术，它采用了基站和网络控制器之间的分层结构，将通信区域划分为多个小区，每个小区由一个基站负责覆盖。
这种分层的设计能够有效提高通信系统的容量和可靠性。
二、基本概念1. 蜂窝：蜂窝是指通信区域由多个六边形的小区组成，每个小区覆盖一个特定的区域。
这种布局方式类似于蜜蜂巢穴中的蜂窝结构，因此得名蜂窝网络。
2. 基站：基站是蜂窝网络中的关键设备，它负责发送和接收移动设备的信号。
每个小区都有一个基站，它提供无线连接服务，使移动设备能够与网络进行通信。
3. 小区：小区是蜂窝网络中最小的通信单元，它由一个基站覆盖。
每个小区都有一个唯一的标识符，用于区分不同的小区。
4. 频率重用：蜂窝网络中采用频率重用的方式来提高系统的容量。
即将一定数量的频率资源划分给不同的小区使用，以减少信号的干扰。
常用的频率重用模式包括1/3重用、1/7重用等。
5. 扩频技术：扩频技术是一种将低速信号扩展到较宽的带宽上的技术，它可以提高通信的可靠性和抗干扰能力。
蜂窝网络中常用的扩频技术有CDMA、WCDMA等。
三、术语解析1. CDMA（Code Division Multiple Access）：码分多址技术，是一种将不同用户的信号通过编码方式在相同频带上进行传输的技术。
它允许多个用户同时使用相同的频率资源进行通信。
2. WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）：宽带码分多址技术，是一种用于第三代移动通信系统的扩频技术。
它可以提供更高的数据传输速率和更好的语音质量。
3. LTE（Long Term Evolution）：长期演进技术，是一种用于第四代移动通信系统的无线接入技术。
它提供更高的数据传输速率和更低的时延，满足了日益增长的移动宽带需求。
蜂窝通信标准
蜂窝通信标准蜂窝通信标准是指移动通信技术中的一种规范，它定义了移动设备和基础设施之间的通信方式、协议和性能要求。
蜂窝通信标准的制定使得不同厂商的移动设备和基础设施可以互相兼容，从而形成了全球范围内的通信网络。
以下是关于蜂窝通信标准的相关参考内容。
1. 蜂窝通信标准的历史：蜂窝通信标准的发展可以追溯到20世纪70年代，当时第一代移动通信技术开始出现。
从最早的模拟蜂窝系统到现在的第五代移动通信技术，不同的标准逐渐演化出来，如GSM、CDMA、WCDMA、LTE和5G等。
2. 蜂窝通信标准的分类：蜂窝通信标准可以按照技术代际、制定标准的组织和应用场景进行分类。
按技术代际可以分为1G、2G、3G、4G和5G等不同的发展阶段；按制定标准的组织可以分为3GPP、ETSI和ITU等国际标准化组织；按应用场景可以分为移动通信、物联网和车联网等不同的应用领域。
3. 3GPP组织和标准：3GPP是国际移动通信领域最重要的标准化组织之一，它负责制定GSM、WCDMA、LTE和5G等蜂窝通信标准。
3GPP的标准涵盖了通信网络的架构、协议栈、信道编码、功率控制和无线接口等方面。
4. GSM标准：GSM是最早的数字蜂窝通信标准之一，它采用了时分多址技术和TDMA技术，并提供了语音通信、短信和数据传输等服务。
GSM标准的制定为之后的蜂窝通信标准奠定了基础。
5. LTE标准：LTE是第四代移动通信技术，它采用了OFDM和MIMO等新的调制方式，极大地提高了数据传输速率和系统容量。
LTE标准定义了LTE网络的结构、信道编码、调制解调和切换等方面。
6. 5G标准：5G是下一代移动通信技术，目前正在全球范围内进行推广和商用化。
5G标准具有更高的数据传输速率、更低的延迟、更大的系统容量和更多的用户连接能力。
5G标准还涵盖了新的无线接口、网络架构和频谱资源管理等方面。
7. LTE和5G的演进：LTE和5G的演进是蜂窝通信标准发展的重要方向。
学习蜂窝网络技术的基本概念和术语
学习蜂窝网络技术的基本概念和术语现代社会离不开网络的支持，而蜂窝网络技术就是网络通信的重要组成部分。
本文将介绍蜂窝网络技术的基本概念和术语，帮助读者更好地理解并掌握这一领域。
一、蜂窝网络技术的基本概念蜂窝网络是一种无线通信技术，它将通信区域划分为许多小区，每个小区由一座无线基站覆盖。
这些小区像蜂窝一样排列组成网络，因此得名蜂窝网络。
它采用频分复用技术将无线频谱分割成若干频道，从而实现同时多用户通信，提高网络容量。
蜂窝网络被广泛应用于手机通信、移动互联网等领域。
二、蜂窝网络技术的关键术语1. 小区（Cell）：蜂窝网络中的基本通信单元，由一个无线基站提供覆盖。
小区的大小和形状根据实际情况设计，可以是圆形、扇形或其他形状。
一个小区可以覆盖一定的面积和用户数量。
2. 基站（Base Station）：也叫基站站点，是蜂窝网络中的通信设备，负责与用户终端建立通信连接，并提供通信服务。
基站通常包括天线、无线传输设备和控制系统等。
3. 扇区（Sector）：每个小区通常会分成若干扇区，每个扇区由一个或多个天线组成，覆盖一定的方向和距离。
扇区的划分可以根据用户密度和信号覆盖需求进行调整。
4. 基站控制器（Base Station Controller，BSC）：是蜂窝网络中的核心设备之一，负责管理和控制一组基站。
BSC通过与基站的无线接口与用户终端进行数据传输和控制。
5. 移动交换中心（Mobile Switching Center，MSC）：是蜂窝网络中的核心设备之一，负责处理用户鉴权、呼叫控制、信令交换等功能。
MSC是蜂窝网络与其他网络（如公共交换电话网络）进行连接的关键节点。
6. 移动台（Mobile Station）：也叫用户终端，指参与蜂窝网络通信的设备，如手机、平板电脑等。
移动台通过与基站建立通信连接，进行语音、数据等信息的传输。
三、蜂窝网络技术的发展趋势随着科技的发展，蜂窝网络技术也在不断演进和创新。
蜂窝组网的概念
蜂窝组网的概念蜂窝组网是一种无线通信网络拓扑结构，由多个基站组成，每个基站覆盖一个固定的区域，形成一个蜂窝状的覆盖区域，每个蜂窝区域由一个基站负责。
蜂窝组网的核心思想是将整个区域划分为互不重叠的小区域，每个小区域由一个基站覆盖，无线信号在小区域内进行传输。
蜂窝组网的概念最早源于20世纪40年代，由贝尔实验室的研究人员推出，后来被用于移动通信系统。
蜂窝组网不仅能够提供广泛的覆盖范围，还可以提高通信的容量和可靠性。
蜂窝组网的优势主要有以下几点：1. 提供广泛的覆盖范围：蜂窝组网采用了多个基站，每个基站覆盖一个小区域，通过多个基站的覆盖，能够实现广泛的覆盖范围，使得用户可以在不同区域内进行通信。
2. 提高通信的容量：蜂窝组网可以提高通信的容量，每个基站负责一个小区域，小区域内的用户数量相对较少，可以有效地减少用户间的干扰，提高信号质量和通信速率。
3. 提供更稳定的信号：蜂窝组网将整个区域分割成蜂窝状的小区域，每个小区域通过一个基站提供信号，基站之间采用一定的频率复用技术，使得不同小区域之间的信号互不干扰，从而提供更稳定的信号质量。
4. 支持移动性：蜂窝组网不仅可以提供移动用户的通信服务，还能够支持用户的无缝漫游。
当用户从一个小区域移动到另一个小区域时，系统会自动切换用户所在的基站，实现无缝的通信服务。
5. 提高网络的可靠性：蜂窝组网具有很强的容错能力，当一个基站发生故障或者拥塞时，其他基站可以自动接管受影响的小区域，保证网络的正常运行。
蜂窝组网的实现需要满足以下几个基本要素：1. 基站：每个小区域由一个基站负责，基站负责接收和发送无线信号，并连接到核心网，实现与其他网络的交互。
2. 小区划分：整个区域被划分为互不重叠的小区域，每个小区域由一个基站覆盖，小区域的大小和形状根据实际情况进行确定。
3. 频率复用技术：由于不同小区域使用相同的频率会导致干扰，因此需要采用频率复用技术，将可用的频谱资源分配给不同的小区域使用。
蜂窝网络服务功能介绍
蜂窝网络服务功能介绍蜂窝网络蜂窝网络或移动网络（Cellular network）是一种移动通信硬件架构，把移动电话的服务区分为一个个正六边形的小子区，每个小区设一个基站，形成了形状酷似蜂窝的结构，因而把这种移动通信方式称为蜂窝移动通信方式。
蜂窝网络又可分为模拟蜂窝网络和数字蜂窝网络，主要区别于传输信息的方式。
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。
蜂窝和频率重用蜂窝网络蜂窝：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 +i*j+j ，i》=1，j》=1，当i》1时，j0或当j》1时，i0.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）。
蜂窝移动通信的基本概念
蜂窝移动通信的基本概念蜂窝移动通信是一种无线通信技术，旨在满足移动用户的通信需求。
它采用蜂窝结构，将服务区域划分为许多小区，每个小区由一个基站负责覆盖。
蜂窝移动通信系统由多个基本组成部分构成，包括用户设备、基站和核心网。
用户设备是指移动电话等终端设备，它们与基站之间进行通信。
基站是无线通信网络中的基础设施，负责接收和发送无线信号。
核心网是网络的中枢，用于处理用户的通信请求和数据传输。
蜂窝移动通信系统的基本原理是将服务区域划分为一系列小区，每个小区由一个基站覆盖。
每个基站有一个特定的频率或频率组合用于通信。
当用户设备进入某个小区时，它会与该小区的基站建立通信连接，然后用户设备就可以通过该基站与其他用户设备或固定网络进行通信。
为了实现有效的通信，蜂窝移动通信系统使用了多址技术。
具体来说，它使用了时分多址（TDMA）或代码分多址（CDMA）等技术来实现多个用户之间的同时通信。
这样，即使在同一频率上，不同用户也可以通过不同的时间槽或码片进行通信，以避免干扰。
在蜂窝移动通信系统中，还有一种重要的技术叫做手over。
当用户从一个小区移动到另一个小区时，它需要切换到新的小区的基站。
这个过程需要确保通信的连续性，以避免通话的中断。
手over技术允许用户设备无缝地从一个基站切换到另一个基站，从而实现移动的连续通信。
蜂窝移动通信是一种基于蜂窝结构的无线通信技术，它通过划分服务区域为多个小区，并使用多址技术和手over技术来实现移动用户的有效通信。
这种技术在现代的移动通信网络中得到广泛使用，为用户提供了便利和高效的通信服务。
蜂窝移动通信技术
蜂窝移动通信技术常见的蜂窝移动通信系统按照功能的不同可以分为三类，它们分别是宏蜂窝、微蜂窝以及智能蜂窝，通常这三种蜂窝技术各有特点。
1、宏蜂窝技术 蜂窝移动通信系统中，在网络运营初期，运营商的主要目标是建设大型的宏蜂窝小区，取得尽可能大的地域覆盖率，宏蜂窝每小区的覆盖半径大多为1km～25km，基站天线尽可能做得很高。
在实际的宏蜂窝小内，通常存在着两种特殊的微小区域。
一是“盲点”，由于电波在传播过程中遇到障碍物而造成的阴影区域，该区域通信质量严重低劣；二是“热点”，由于空间业务负荷的不均匀分布而形成的业务繁忙区域，它支持宏蜂窝中的大部分业务。
以上两“点”问题的解决，往往依靠设置直放站、分裂小区等办法。
除了经济方面的原因外，从原理上讲，这两种方法也不能无限制地使用，因为扩大了系统覆盖，通信质量要下降；提高了通信质量，往往又要牺牲容量。
近年来，随着用户的增加，宏蜂窝小区进行小区分裂，变得越来越小。
当小区小到一定程度时，建站成本就会急剧增加，小区半径的缩小也会带来严重的干扰，另一方面，盲区仍然存在，热点地区的高话务量也无法得到很好的吸收，微蜂窝技术就是为了解决以上难题而产生的。
2、微蜂窝技术 与宏蜂窝技术相比，微蜂窝技术具有覆盖范围小、传输功率低以及安装方便灵活等，该小区的覆盖半径为30m～300m，基站天线低于屋顶高度，传播主要沿着街道的视线进行，信号在楼顶的泄露小。
微蜂窝可以作为宏蜂窝的补充和延伸，微蜂窝的应用主要有两方面：一是提高覆盖率，应用于一些宏蜂窝很难覆盖到的盲点地区，如地铁、地下室；二是提高容量，主要应用在高话务量地区，如繁华的商业街、购物中心、体育场等。
微蜂窝在作为提高网络容量的应用时一般与宏蜂窝构成多层网。
宏蜂窝进行大面积的覆盖，作为多层网的底层，微蜂窝则小面积连续覆盖叠加在宏蜂窝上，构成多层网的上层，微蜂窝和宏蜂窝在系统配置上是不同的小区，有独立的广播信道。
微蜂窝层的站点数量多，传输成本占整个设备投资的比例大于宏蜂窝基站，根据实际情况选择合理的网络结构和传输手段是非常重要的。
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移动通信系统中蜂窝的几个概念
宏蜂窝小区
传统的蜂窝式网络由宏蜂窝小区(macrocell)构成，每小区的覆盖半径大多为1km～25km。
由于覆盖半径较大，所以基站 的 发射功率较强，一般在10W以上，天线也做得较高。
图1是由宏蜂窝组成的移动通信系统示意图。
如图所示，每个小区分别设有一个基站，它与处于其服务区内的 移动台建立无线通信链路。
若干个小区组成一个区群(蜂窝)，区群内各个小区的基站可通过电缆、光缆或微波链路与移动交换中心(MSC)相连。
移动交换中心 通过PCM电路与市话交换局相连接。
图1 宏蜂窝移动通信系统示意图
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在实际的宏蜂窝内，通常存在着两种特殊的微小区域。
一是“盲点”，由于网络漏覆盖 或电波在传播过程中遇到障碍物而造成阴影区域等原因，使得该区域的信号 强度极弱，通信质量低劣；二是“热点”，由于客观存在商业中心或交通要道等业务繁忙区域，造成空间业务负荷的不均匀分布。
以上两“点”问题，往往通过设置 直放站、分裂小区等办法来加以解决。
但从原理上讲，这两种办法也不能无限制地使用：直放站实质是一个宽带放大器，设置不合理(包括选址及安装等)或设置得过多，都极易造成对周围信号的干扰；小区分裂实质就是采用使宏基站变密的办法(即将覆盖面大的基站分裂成覆盖面较小的基站)来增加系统
的容量 ，但当基站小到一定程度时，由于干扰和基站接入等问题，这种办法将难以再进行。
特别是近几年来，随着移动通信的迅速发展和业务需求的剧增，这些方法更是难奏其效，这样便产生了微蜂窝小区(microcell)技术。
微蜂窝小区
微蜂窝小区(microcell)是在宏蜂窝小区的基础上发展起来的一门技术。
它的覆盖半径大约为30m～300m；发射功率较小，一般在1W以下；基 站天线置于相对低的地方，如屋顶下方，高于地面5m～10m，传播主要沿着街道的视线进行，信号在楼顶的泄露小。
因此，微蜂窝最初被用来加大无线电覆盖， 消除宏蜂窝中的“盲点”。
同时由于低发射功率的微蜂窝基站允许较小的频率复用距离，每个单元区域的信道数量较多，因此业务密度得到了巨大的增长，且RF干 扰很低，将它安置在宏蜂窝的“热点”上，可满足该微小区域质量与容量两方面的要求。
在实际设计中，微蜂窝作为无线覆盖的补充，一般用于宏蜂窝 覆盖不到又有较大话务量的地点，如地下会议室、娱乐室、地铁、隧道等。
作为热点应用的场合一般是话务量比较集中的地区，如购物中心、娱乐中心、会议中心、 商务楼、停车场等地。
而在话务量很高的商业街道等地则可采用多层网形式进行连续覆盖，即分级蜂窝结构：不同尺寸的小区重叠起来，不同发射功率的基站紧密相 邻并同时存在，使得整个通信网络呈现出多层次的结构。
相邻微蜂窝的切换都回到所在的宏蜂窝上，宏蜂窝的广域大功率覆盖可看成是宏蜂窝上层网络，并作为移动用户在两个微蜂窝区间移动时的“安全网”，而大量的微蜂窝则构成微蜂窝下层网络。
微微蜂窝小区
随着容量需求进一步增长，运营者可按同一规则安装第三或第四层网络，即微微蜂窝小区(picocell)。
微微蜂窝实质就是微蜂窝的一种，只是它的覆盖 半径更小，一般只有10m～30m；基站发射功率更小，大约在几十毫瓦左右；其天线一般装于建筑物内业务集中地点。
微微蜂窝也是作为网络覆盖的一种补充形 式而存在的，它主要用来解决商业中心、会议中心等室内“热点”的通信问题。
在目前的蜂窝式移动通信系统中，我们主要通过在宏蜂窝下引入微蜂窝和微 微蜂窝以提供更多的“内含”蜂窝，形成分级蜂窝结构，从而解决网络内的“盲点”和“热点”，提高网络容量的。
因此，一个多层次网络，往往是由
一个上层宏蜂窝网络和数个下层微蜂窝网络组成的多元蜂窝系统。
如图2所示。
图2 三层分级蜂窝结构
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图2为一个三层分级蜂窝结构示意图，它包括宏蜂窝、微蜂窝和微微蜂窝。
每种蜂窝执行早已定义好的不同功能，即：宏蜂窝用于处理快速移动车辆的业务；微蜂 窝处理慢速移动，集中于步行或交通阻塞车辆的业务；微微蜂窝用于覆盖商场和办公区等室内区域。
将负载按这种方式分层的原因与切换功能有关，因为车载电话在 微蜂窝间快速移动会产生频繁切换，加重网络的负担，从网络管理出发，将产生频繁切换的业务转移到较小切换的宏蜂窝，将提高网络效率。
慢速移动的车辆，由于它穿过蜂窝边界需花较长的时间，产生切换的可能性较小，因此由微蜂窝来处理这类业务。
当用户接入时，系统根据所测得的信号强度和各蜂 窝的容量为某一呼叫选择最恰当的蜂窝(宏蜂窝、微蜂窝或微微蜂窝)，层间切换与普通的蜂窝切换一样，切换点由系统决定，由GSM移动台自动辅助切换测量来完成，切换过程还取决于当时各级的容量，如果微蜂窝和微微蜂窝已饱和，业务将切换至更高一级的蜂窝。
智能蜂窝
随着移动通信的不断 发展，近年来又出现了一种新型的蜂窝形
式：智能蜂窝。
所谓智能蜂窝，它是相对于智能天线而言的，是指基站采用具有高分辨阵列信号处理能力的自适应天线系 统，智能地监测移动台所处的位置，并以一定的方式将确定的信号功率传递给移动台的蜂窝小区。
智能天线利用数字信号处理技术，产生空间定向波束，使天线主波 束对准用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。
因此，智能蜂窝小区的应用，必将极 大地改善系统性能。
具体而言，智能蜂窝将在以下方面提高未来移动通信的系统性能：
①扩大系统覆盖区域； ②提高频谱利用率，增加系统容量； ③降低基站发射功率，减少信号间干扰； ④减少电磁环境污染；
⑤节省系统成本。
智能蜂窝既可以是宏蜂窝，也可以是微蜂窝和微微蜂窝。
这项技术正在研制过程中。