什么是蜂窝网络(什么是蜂窝网络权限)

2024-04-10 11:21:38 数码科技 投稿:爱你的玫瑰
最佳答案演示机型:Iphone 12系统版本:ios14以iPhone12、ios14为例。蜂窝网络,又称移动网络,是一种移动通信硬件架构,分为模拟蜂窝网络和数字蜂窝网络。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。常见的蜂窝网络类型有:GSM网络(有些

什么是蜂窝网络

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演示机型:Iphone 12系统版本:ios14

以iPhone12、ios14为例。

蜂窝网络,又称移动网络,是一种移动通信硬件架构,分为模拟蜂窝网络和数字蜂窝网络。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。

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。

蜂窝,到底跟移动通信网有啥关系?

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单个基站的力量是非常渺小的,因此,需要把多个基站紧密地连接起来,组成一张蜂窝移动通信网,才能正常提供服务。

看完本篇内容,你将会了解:

① 什么是蜂窝网?

② 蜂窝网实现移动性管理?

③ 2345G的通信网络架构有何不同?

让我们开始吧!

大家好!今天要介绍的是“蜂窝移动通信网”这个概念。

单个基站的力量其实是非常渺小的。看似一个个复杂的庞然大物,也就只能覆盖方圆几百米的范围。在密集城区,一个1800MHz频段的4G基站,覆盖半径也就是300米左右。

如果你边打电话边走路,不知不觉地从一个基站的覆盖范围跑到了另外一个基站的覆盖范围,那么对你的服务就必须在这两个基站间无缝交接,才能保证电话不断。

因此,一个个孤立的基站单打独斗是没法提供良好服务的,需要让众多的基站联合起来,遵守相同的规则,互通有无,协同工作才能满足移动通信需求。

这大量的基站联合起来,再加上其他的一些传输,控制节点,就组成了一张“网”。业界一般把这张网叫做“蜂窝移动通信网”。

不难看出,“蜂窝移动通信网”这个词中包含了3个概念:“蜂窝”,“移动”和“通信网”。下面我们将进行逐一介绍。

啥是蜂窝?

说到蜂窝,首先想到的肯定是硕大的马蜂窝,周边嗡嗡飞舞着凶悍的马蜂,捅马蜂窝也曾是很多人童年的快乐或者噩梦。

真实的蜂窝

相比之下,蜜蜂虽然也蜇人,但毕竟比马蜂温顺了许多。如果我们深入到蜂巢的内部,就会发现它们是由许多个完美的正六边形组成。这些正六边形无缝衔接起来,组成了一张大网,并且还会随着蜂群的壮大而不断地扩张。

蜂巢内的蜜蜂

虽然单个基站的覆盖范围很有限,但如果我们让每一个基站的覆盖都是一个完美的正六边形,多个基站联合起来,不就能实现大面积的无缝覆盖了吗?

蜂窝网络

如上图所示,多个基站整齐地排布在一起,每一个正六边形的“蜂房”就叫一个“Cell”(中文翻译为小区),多个这样的Cell组成的系统就叫做Cellular Network(蜂窝网络)。

如果你手边有苹果手机话,打开设置,就能看到关于“蜂窝网络”的相关选项,点进去之后,还能看到“蜂窝数据”相关的选项。

iPhone上的设置

虽然看起来这么玄乎,其实目前所有运营商的网络都是蜂窝网络,苹果的设置里面无非就是关于关于运营商,语音,数据,热点之类的基本功能的一些设置。

下文将会经常出现的“网络”这个词,就是指的由多个基站组成的蜂窝网络。

怎样移动?

手机,又称“移动电话”,和固定电话最大的区别就在于手机可以被人随身携带,到处移动。

这就导致了蜂窝网络必须解决一个最关键的问题:怎样让这些跑来跑去,不知道在哪里的用户随时随地可以打电话并上网?

第一招:小区选择和重选

手机在开机时,会不断地检测哪个基站的信号强,并进行排序确认最优的服务小区。一旦选定,手机就会驻扎在这个小区里,手机上也就显示出了信号标识,到底有几格信号一目了然。这个过程就叫做“小区选择”。

小区选择

并且,由于手机是可以被拿着到处移动的,它不可能对一个小区从一而终,必须时刻扫描相邻小区的信号强度,一旦发现更优的小区,就会毫不犹豫地抛弃原小区,投入这个新小区的怀抱。这个过程就叫做“小区重选”。

小区重选

第二招:位置更新

首先,网络会按照地理区域,划分为多个“位置区”。一个位置区包含了一组基站所覆盖的区域,在此区域内,每个基站都在源源不断地向用户广播自己的位置区编码。

位置区划分

手机开机后,检测到自己所在的位置区,并向网络报告,这个过程就叫做“位置更新”。这样网络就知道了手机的位置,以后如果来电话了也就到这个位置区去提醒手机接电话。

开机时的位置更新

如果只在开机的时候上报位置,网络还是会担心:如果过段时间手机要是故障了,或者没电关机了的话,不是又联系不上了吗?这还得了,必须让手机每隔几分钟主动就吱一声,告诉我它还在原地,还活着,还能联系上!

周期性位置更新

如果手机到时不主动上报,那网络就会认为这手机已经跑到没信号的地方,没法联系上了。如果有人拨打这个手机的号码,就会提示:“对不起,您拨打的用户不在服务区。”

更进一步,如果手机跑啊跑,发现自己到了另外一个位置区的地界,那就必须给网络打个招呼:我到了新的位置,以后在这里找我吧,不用再去原来的地方了!

位置区改变的位置更新

第三招:切换

想想看,如果你拿着手机,坐在车上打着电话,从一个小区移动到了另一个小区的边界,眼看着信号越来越弱,随时都有可能掉话,形势十分危急。这可咋办呢?

好在手机一直在测量着相邻小区的信号强度,服务小区一旦发现邻区信号强到一定的程度,就可判断手机到了边界,该把电话移交给另外一个小区了,于是火速联系新小区做好一切业务移交准备,得到肯定的答复之后才能让手机接入到新小区,电话得以持续。

切换流程

这个过程就叫做“切换”。

注意:小区选择,重选和位置更新都是手机在空闲态时的行为,没有那么紧急;而切换是在手机处于通话状态的行为,必须快速准确完成,否则可能导致切换失败,电话断开。因此切换成功率是一项非常关键的考核指标。

切换过程示意图

信网架构

一旦多个基站连成了一张蜂窝网络,靠各个基站之间彼此互通,进行自治效率太低,这就需要引入一个中央控制点,对多个基站进行统一管理了。

在2G和3G时代,多个基站由一个控制器管理,多个控制器又由核心网来管理,组成了一个三层的金字塔型架构。

2G/3G通信网络架构

控制器这个名字非常直白,就是用来控制基站的。其中2G的控制器就叫做“基站控制器(BSC:Base Station Controller)”,3G的控制器为了彰显逼格,取名为“无线网络控制器(RNC:Radio Network Controller)”。业界一般直接就叫英文缩写BSC/RNC或者干脆就统一叫控制器。

核心网的名字里也有个“网”字,它自身也是一张非常复杂的网络。但在这里我们不去展开说,只需把核心网想象成一个功能强大的路由器,连接并管理所有的基站和控制器,让一切的服务,不管是打电话,还是发短信,彩信,还是上网都能顺利地找到目的地。

在4G时代,为了降低时延,简化架构,去掉了基站控制器,基站直接由核心网来进行管理。但是这个架构虽然简单,但用起来却不是那么方便。

4G通信网络架构

这是因为如果让核心网把一切都管起来的话,负荷太大;如果放权让基站之间点对点地互相协调资源调度,干扰等问题的话,效率低,效果差,结果就是4G终其一生都在跟这个架构死磕。

到了5G时代,吸取了4G时代的教训,又走回到了2G和3G时代的老路,那就是把基站拆分成了集中单元(CU)和分布单元(DU),一个CU管理多个DU,然后核心网再来管理数量较少的CU。

5G通信网络架构

然而5G是非常灵活的,CU和DU可以分离,也可以不分离,如上图所示。具体是否进行DU和CU的拆分要看5G的发展阶段以及具体业务的时延需求。这也算是通信网架构螺旋式上升的表现了。

来源:无线深海

编辑:陈可轩

审核:管晶晶

天天使用着“蜂窝网络”,蜂窝二字的由来你真知道吗?

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目前5G环境下,互联网的各个设备物理组成、通讯技术组成部分还处于研究阶段,今天带领大家了解一下通讯方面的基本专业名词。

有线技术

通过配线系统将用户终端接入到主干线上,完成用户信息的接收与发送。从最开始的普通调制解调器技术( 提供33.6kbit/s或56kbit/s的数据传输速率)发展到ADSL( 下行速率最高1.5Mbps,上行最高512Kbps)目前大规模使用的是以太网技术(Ethernet 建立以1000M以太网为骨干网,实现1000M以太网到大楼、路边、小区)

线

无线技术

就是利用无线电波作为信息传输的媒介构成的无线局域网(WLAN)。频段不同,传输速度也不一样。

无线技术

蜂窝网络

以下则是蜂窝网络的由来。它的基站,并不能养蜜蜂!!

蜂窝网络是一种移动通信硬件架构,分为模拟和数字的蜂窝网络。由于覆盖各通信基地台的网络覆盖信号呈六边形。 蜂窝网络类型有:GSM网络、CDMA网络、3G网络、4G网络等。主要组成是移动站,基站子系统,网络子系统。移动站就是网络的终端设备,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。基站子系统比作是无线与有线网络之间的一种转换器。

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,形状非常象蜂窝,因此被称作蜂窝网络。

蜂窝网络BS是基站

频段

在通讯领域中频段指的是电磁波的频率范围,根据不同的频率有不同的波长和使用范围。

甚低频(VLF)3 kHz~30 kHz,对应电磁波的波长为甚长波100 km~10 km。

低频(LF)30 kHz ~300 kHz,对应电磁波的波长为长波10 km~1 km。

中频(MF)300 kHz~3000 kHz,对应电磁波的波长为中波1000 m~100 m。

高频(HF)3 MHz~30 MHz,对应电磁波的波长为短波100 m~10 m。

甚高频(VHF)30 MHz~300 MHz,对应电磁波的波长为米波10 m~1 m。

特高频(UHF)300 MHz~3000 MHz,对应电磁波的波长为分米波100cm~10 cm。

超高频(SHF)3 GHz~30 GHz,对应电磁波的波长为厘米波10 cm~1 cm。

极高频(EHF)30 GHz~300 GHz,对应电磁波的波长为毫米波10 mm~1 mm。

至高频300 GHz~3000 GHz,,对应电磁波的波长为丝米波1 mm~0.1 mm。

-----------百度百科MIMO技术(Multiple-Input Multiple-Output)

直接英语翻译过来就是多入多出技术,即 在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线,实现多发多收。 相比单独的天线,MIMO技术以更小的代价达到更高的传输速率。

超密集异构网络技术

建立在异构网络技术基础上的超密集技术。异构网络技术指的就是有两个或以上的无线通信系统,采用了不同的接入技术。靠着系统间融合、取长补短的方式来满足通讯需求和提供更好的用户体验。

自组织网络技术

自组织网络具有无中心化和节点之间的对等性、自发现、自组织、自动配置和自愈的特点。也就是稳定,更智能化。自组织网络技术理想化是实现个人智能系统和自组织智能系统。目前主要应用在军事通信、移动会议、移动网络、紧急服务和灾难恢复、无线传感器网络。

更加精彩的内容,期待我们下期再见!

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标签: 蜂窝 网络
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