蜂窝移动通信系统将服务区域划分为多个正六边形小区,每个小区由独立基站覆盖,形成蜂窝状网络结构[1] 。相邻小区使用不同频段以避免干扰,相隔特定距离的小区复用相同频率,实现有限频谱资源的高效利用[2] 。该设计通过降低单个基站功率与覆盖范围,提升网络整体容量与频谱效率[1] [3] 。
正六边形结构在数学上具有最优覆盖效率,能以最少基站实现无缝连接,降低建设成本[1] [2] [3] 。空分多址(SDMA)技术允许不同地理位置的用户共享相同频率资源,构成蜂窝系统的多址接入基础。
蜂窝网络架构包含四大子系统:
移动台:含SIM卡的终端设备,通过IMEI、IMSI等标识进行身份认证[3]
基站子系统:由基站控制器(BSC)与基站收发台(BTS)组成,负责无线信号收发与小区管理[1]
网络交换子系统:含移动交换中心(MSC)及HLR/VLR数据库,处理呼叫路由与用户数据[3]
运维支撑系统:完成计费、设备监控等运营维护功能
5G网络引入CU(集中单元)与DU(分布单元),优化基站管理与资源分配效率[1] [3] 。
1G系统(1978-1983):模拟蜂窝技术,AMPS系统实现基本语音通信[2]
2G系统(1990年代):数字转型,GSM采用时分多址(TDMA),CDMA引入码分多址
3G系统(2000年代):支持移动多媒体,WCDMA与CDMA2000提升数据传输速率
4G系统(2010年代):全IP网络,简化架构并增强数据业务能力[1][3]
5G系统(2020年代):支持物联网与低时延应用,CU/DU分离架构优化管理[1][3]
频率复用:将总频段划分为若干子频段,间隔特定距离的小区复用相同频率
越区切换:移动终端跨越小区时,MTSO协调基站切换频段保障通信连续性[3]
同频干扰控制:通过小区间距规划与功率控制降低同频信号干扰[1]
动态资源分配:根据用户位置与需求实时调整信道分配策略
GSM系统将900MHz频段划分为125个200kHz信道,每个信道支持8用户时分复用[1] 。CDMA系统采用正交码片序列区分用户,实现软切换与更高容量。
蜂窝的图片