平时使用手机时会经常看到“蜂窝移动数据”。那么什么叫蜂窝移动数据或者说什么叫蜂窝移动网络呢？不管是1G2G3G还是现在在用的5G，都有一个统一的大名称称之为蜂窝网络。

基站和蜂窝

1G时代在最开始设计的时候就把基站设计为一个六边形信号辐射效果的理论设计。看下面右边蜂窝就是六边形的形状，

当然了设计成六边形但是实际辐射效果不一定就是六边形。理论和现实是有差距的。

除了打铁塔外，实际上在市区常见的都是楼顶上上的抱杆式的基站，也叫抱杆式天线。一般为35米的平均高度、市区平均间距为300米左右的三面天线。如下图所示，可以看到不止一面天线，有八个抱杆式天线，这说明可能不止一家运营商基站天线。

打开谷歌地图按条件搜索基站天线。可以看到很多抱杆式天线，相较于市区，郊区或者农村就较少，农村一般1000米间距的样子。

基本上都是三面天线，朝三个不同方向。当然也有一面天线也有两面天线。天线不宜过多，因为天线与天线之间会有信号干扰。所以地图上看到有些地方是两面天线。

小区和扇区

• Sector 扇区

• Cell 小区

扇区实际上代表了基站的一个天线；

小区传统意义上来说是扇区的一路独立的信号。

如下图所示，一个三面的天线，每个天线代表一个扇区，每个扇区可以发射不同的信号。下图是三个扇区6个小区，当然也可以三个扇区9个小区也可以更多。

为什么天线要 发射那么多信号呢？其实就是容量问题，简单来说就是一个基站可以容下多少用户。不过在通信领域一般不讨论一个基站能够容纳多少用户，一般都说一个Cell小区容纳多少用户？比如我们在人员密集的地方会多设置几个小区，让天线发射多路信号。比如火车站。当然虽然发射多路信号，但是是不同频的电磁波，否则会有干扰。

室内和室外

在室外看到的基站一般称之为宏站，宏站主要做大面积覆盖的信号覆盖，宏站有些地方是覆盖不了的，因为宏站的电磁波穿透力是有限的，比如地下室、电梯、高层楼宇，所以只用宏站的话会导致这些地方都没有信号。

所以采用室内分布，比如吸顶天线。

架构

大架构

分为核心网、接入网和移动终端

接入网就是主要是基站。4G之前接入网会有基站控制器这部分。后面取消了。基站控制器来管理基站。

核心网最重要的功能就是交换机功能，通过交换机可以找到对方用户在哪里或者说对方手机在哪里？相互进行通信。除此外，核心网还记录用户位置、计费等。

核心网和接入网之间有传输。

来看一张神奇的图，人工交换机。两个人通电话，A打给B，总机控制由人来控制，他知道你打给B的话，就把A和B的线路接到一起。当年每个城市都有幢邮电大楼。

手机的识别

IMSI SIM卡是用于识别SIM卡的。SIM卡的身份证号；

IMEI 用于识别手机的；

TMSI 不太清楚，一般用于代替IMSI的。为了保证安全，因为IMSI是唯一的，知道IMSI后万一被监听怎么办呢？

手机接入网络第一次是通过IMSI注册进来，后来的通信都是通过TMSI。

IMSI 网络俗语为真实MAC地址，TMSI为给你的随机MAC地址。通俗来说，IMSI是你的身份证号，上学的时候给你一个学生证TMSI。学生证丢了没关系，身份证丢了别人拿去办贷款了。

IMEI对于移动通信关系不大。但是针对手机本身真假比较有用。

信号噪声和干扰

横轴代表频率，就是手机用的频率，竖轴代表功率也表示手机用的信号强度。绿颜色的曲线表示F1频率电磁波，蓝色的曲线也表示也用的是F1信号的电磁波，绿色和蓝色电磁波强度相仿，就会有干扰。

噪声：是因为各种原因导致的电磁波干扰，比如电磁炉、看电视、太阳粒子。这种电磁波强度较低。

也有人为噪声，比如考试的时候会有信号的屏蔽仪。

香农定理

最主要是带宽和信噪比。这里的带宽不是生活中的带宽，这里的带宽指的是频率宽度----频宽。比如我们通信的时候都不是用电磁波的某一个点，而是用一小段频率。比如3G的CDMA是5MHz带宽，4G的LTE是20MHz带宽、5G网络的NR带宽是100MHz。

信噪比：S是有用的信号，N是干扰信号。信噪比是个相对值而不是绝对值。