业界一般将这种网络称为“蜂窝移动通信网络”。如果你手头有苹果手机，打开设置，可以看到“蜂窝网络”的相关选项。点击进去后，还可以看到“蜂窝数据”的相关选项。下面经常出现的“网络”一词，是指由多个基站组成的蜂窝网络。手机也称“手机”，它与固定电话的区别在于可以随身携带和移动。这个过程称为“细胞选择”。
单个基站的功率很小。因此，需要将多个基站紧密相连，形成蜂窝移动通信网络，才能正常提供服务。
看完这篇文章，你会知道：
① 什么是蜂窝网络？
②蜂窝网络实现移动性管理？
③ 2345G的通信网络架构有什么不同？
01、让我们开始吧！
单个基站的功率其实很小。看似复杂的庞然大物，半径也只能覆盖数百米。在人口密集的城市地区，1800MHz频段的4G基站覆盖半径约为300米。
如果你边走边打电话，不知不觉地从一个基站的覆盖区走到另一个基站的覆盖区，那么你的业务必须在这两个基站之间无缝切换，才能保证通话不间断。
因此，单独为孤立的基站提供良好的服务是不可能的。许多基站需要联合起来，遵守相同的规则，相互通信，协同工作才能满足移动通信的需求。
这些大量的基站联合起来，再加上一些其他的传输和控制节点，形成一个“网”。业界一般将这种网络称为“蜂窝移动通信网络”。
不难看出，“蜂窝移动通信网络”一词包含三个概念：“蜂窝”、“移动”和“通信网络”。下面将一一介绍。
02、什么是蜂窝？
说到蜂巢，可以理解为蜜蜂的蜂巢。如果我们深入蜂窝，我们会发现它们是由许多完美的正六边形组成的。这些规则的六边形无缝连接，形成一个大网，随着群体的增长，它会不断扩大。
虽然单个基站的覆盖范围很有限，但是如果我们把每个基站的覆盖范围做成一个完美的正六边形，多个基站组合在一起，就不能实现大面积无缝覆盖吗？
蜂窝网络
如上图所示，多个基站整齐排列在一起。每个正六边形的“蜂巢”称为一个“细胞”（中文译为细胞），由多个这样的细胞组成的系统称为细胞网络（Cellular network）。
如果你手头有苹果手机，打开设置，可以看到“蜂窝网络”的相关选项。点击进去后，还可以看到“蜂窝数据”的相关选项。
虽然看起来很神秘，但实际上，所有运营商的网络都是蜂窝网络。苹果的设置无非就是一些关于运营商、语音、数据、热点的基本功能。
下面经常出现的“网络”一词，是指由多个基站组成的蜂窝网络。
03、如何移动？
手机也称“手机”，它与固定电话的区别在于可以随身携带和移动。
这就引出了蜂窝网络必须解决的最关键的问题：如何让这些跑来跑去、不知道去哪里的用户可以随时随地打电话和上网？
第一个措施：社区选择和重新选择
手机开机后，会不断检测哪个基站信号强，并进行排序，确定最佳服务小区。一旦选中，手机就会驻留在这个小区，手机上会显示信号标识，有多少条信号一目了然。这个过程称为“细胞选择”。
而且，由于手机是可以拿来移动的，所以不可能完成一个单元格。它必须始终扫描相邻小区的信号强度。一旦找到更好的单元格，就会毫不犹豫地放弃原来的单元格。，投入这个新社区的怀抱。这个过程称为“小区重选”。
第二招：位置更新
首先，网络将根据地理区域划分为多个“位置区域”。位置区包含一组基站所覆盖的区域。在该区域内，每个基站都不断地向用户广播其位置区号。
手机开机后，会检测自己的位置区域，并报告给网络。这个过程称为“位置更新”。这样网络就知道了手机所在的位置，以后如果有来电，就会到这个位置区域提醒手机接听电话。开机时的位置更新如下图所示
如果只在打开手机时报告位置，网络仍然会担心：如果手机过一段时间就坏了，或者电池没电了就关机，是不是遥不可及？这没关系。我必须每隔几分钟让电话吱吱一声告诉我它还在现场，还活着，还可以联系到！定期位置更新见下图
如果手机不主动上报，网络就会认为手机去了一个没有信号、联系不上的地方。如果有人拨打此手机的号码，会提示：“对不起，您拨打的用户不在服务区。”
另外，如果手机跑来跑去发现你已经到了另一个位置区域的边界，那你一定要跟网络打个招呼：我到了一个新的位置，以后你可以在这里找到我，你不要不用再去原来的地方了！位置区域变化的位置更新如下图所示
第三招：开关
想一想，如果你拿着手机，坐在车里打电话，从一个小区搬到另一个小区的边界，看到信号越来越弱，电话随时可能掉线，而且情况非常危急。我能做什么？
幸运的是，手机一直在测量相邻小区的信号强度。一旦服务小区发现相邻小区的信号足够强，就可以判断手机已经到达边界，是时候将呼叫切换到另一个小区了，于是迅速联系新小区做Make为所有服务的移交做准备。只有得到肯定的回答后，手机才能连接到新社区，通话才能继续。切换过程如下图所示
这个过程称为“切换”。
注意：小区选择、重选和位置更新都是手机空闲时的行为，不是那么紧急；而切换是手机处于通话状态时的一种行为，必须快速准确地完成，否则可能导致切换失败，手机掉线。因此，切换成功率是一个非常关键的评价指标。切换过程示意图如下图所示
一旦多个基站接入蜂窝网络，依赖各个基站相互通信蜂窝数据应用于，自治效率太低，这就需要引入中央控制点对多个基站进行统一管理。
2G、3G时代，多个基站由一个控制器管理，多个控制器由核心网管理，形成三层金字塔结构。2G/3G通信网络架构如下图所示
控制器的名字很直白，就是用来控制基站的。其中，2G控制器被称为“基站控制器（BSC：base Station Controller）”，3G控制器被命名为“无线电网络控制器（RNC：Radio Network Controller）”，以示其威力。业界一般将英文简称BSC/RNC直接或简称为控制器。
核心网的名称中也有“net”二字，本身也是一个非常复杂的网络。但我们不要在这里讨论它。把核心网想象成一个强大的路由器，连接和管理所有基站和控制器，提供所有服务，无论是通话、发送短信、彩信，还是上网。可以顺利找到目的地。
4G时代，为了降低时延，简化架构，去掉了基站控制器，直接由核心网管理基站。这种架构虽然简单，但使用起来并不是那么方便。4G通信网络架构如下图所示
这是因为如果核心网管理一切，负载太大；如果权限允许基站点对点协调资源调度和相互干扰，效率低，效果差。结果是4G将在整个生活中。与这种结构作斗争。
5G时代，我们吸取了4G时代的教训，回到了2G、3G时代的老路。即基站被拆分为集中单元（CU）和分布式单元（DU）。一个CU管理多个DU，然后核心网再次管理较少数量的CU。5G通信网络架构如下图所示
但是，5G非常灵活。CU和DU可以分开也可以不分开，如上图所示。是否拆分DU和CU取决于5G的发展阶段和具体业务的时延要求。这可以看作是通信网络架构螺旋式上升的体现。
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04、蜂窝网络的含义
中国拥有世界上最好的4G网络。4G基站的数量相当于世界其他国家的4G基站总数。如此大规模的建设，在世界其他地方是不可想象的。投资很大蜂窝数据应用于，但为什么要建这个张网呢？
与高速公路和电网一样，蜂窝网络是一个国家最重要的基础设施。只有基础设施建设，才能有更好的发展。中国移动互联网在短时间内崛起，一方面受益于人口红利，另一方面受益于人口红利。一方面，得益于网络的基础，将会涌现出腾讯、阿里、百度、字节跳动等众多优秀的互联网公司，因此移动互联网是蜂窝网络建设的既得利益者。
除了手机和平板电脑等移动设备，我们周围还有许多基于蜂窝网络的设备。我们出门共享单车，小区楼下自动快递柜，商场自动售货机，汽车OBD，家里智能电表。，公司里的智能烟雾报警器，各种场景都有蜂窝网络，涵盖2G/4G/NB-IOT，未来自动驾驶，人工智能，医疗健康，工业自动化，他们有一个共同的名字——互联网物联网，通过设备连接网络，实现更好的体验和更高的效率。在万物互联时代，物联网未来将是一个比互联网更大的产业，它将改变每个人的生活。
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