蜂窝通信教程|蜂窝基础知识
本页包括蜂窝通信教程本基础教程还提供了蜂窝技术教程的链接，如GSM,CDMA,LTE，移动WiMAX等。在讨论中，我们将讨论以下子主题:
蜂窝系统架构，以GSM为例
•蜂窝覆盖扩展技术(蜂窝分裂，蜂窝扇区，频率重用)
•接入技术(FDMA,TDMA,CDMA)
•蜂窝通信中的切换概念
•下一代蜂窝技术
虽然蜂窝通信已经找到了它的位置，取代了早期用于语音通信的有线通信。如今，蜂窝基础设施不仅用于语音，还用于数据。由于互联网应用的广泛应用，越来越多的蜂窝技术被开发出来支持高速互联网应用，如LTE、LTE-advanced等。
蜂窝系统架构
基本蜂窝系统由三个要素组成，向用户提供服务(语音或数据)。
1.移动终端或电话
2.蜂窝塔(即。基站)
3.支柱基础设施
不同的无线标准已经发展，以支持不同的带宽和不同的覆盖在蜂窝领域。移动电话提供了一种与蜂窝基站连接的方式。蜂窝塔通过提供与系统中其他移动设备的连接，提供了一种实现双向通信的方法。骨干基础设施包括基站到基站连接所需的系统，以及基站到其他系统连接所需的系统(互联网、ISDN、PSTN、其他基于蜂窝技术的基站)等。单元子系统之间的这些连接称为接口。图1描述了GSM网络架构与各种系统元素和接口。
移动设备和基站使用无线电波或电磁波进行通信。根据区域需要规划不同的射频频率。例如，在基于GSM的蜂窝技术中使用900 MHz频段。正如我们所知，对于双向通信，我们需要一个频率对用于上行方向(从移动设备到基站)，另一个用于下行方向(从基站到移动设备)。在GSM中，890 ~ 915mhz用于上行链路，935 ~ 960mhz频段用于下行链路。这些波段被进一步划分为频带，频带的带宽根据需要在空中传输信息。这被称为FDMA(频分多路访问)，如下所述。
资源共享的访问技术
890 ~ 915MHz的带宽约为25MHz。它被分为124个通道，每个通道的带宽为200khz。为了容纳更多的用户，每个频率通道被分配八个时隙。这些时隙也被分配给用户，这被称为TDMA(时分多路访问)。在GSM蜂窝技术中，FDMA/TDMA用于向用户提供资源分配。另一种被称为CDMA的技术也在is -95、CDMA-2000和基于WCDMA的蜂窝技术中盛行，在这些技术中，唯一的代码被分配给移动用户和基站，以在系统中区分他们。CDMA是码分多址的缩写。请参考FDMA, TDMA, CDMA了解这些访问技术的基础知识和区别。
蜂窝网络覆盖扩展
在向用户提供蜂窝服务之前，需要安装基站或蜂窝基础设施。此外，使用光纤、微波或卫星链路的蜂窝系统之间的连接需要到位。这些连接对于支持州与州之间和国与国之间的长途电话是非常重要的。让我们把讨论范围缩小到蜂窝网络。
在蜂窝网络部署中，将区域或区域划分为集群。这些簇进一步分裂成细胞。每个单元都配备了基站(bts)。细胞的形状通常为六角形。电池的大小很大程度上取决于自然地形以及人造基础设施，如建筑物等。因此，它的形状并不是真正的六边形。
由于频率是非常重要的资源，射频工程师提出了频率重用的概念，即相同的频率可以在其他单元中重复使用，而不会产生任何干扰。为了避免同信道干扰问题，在不同的集群中采用了频率重用的概念。因此，附近不同集群或邻居中的单元可以使用相同的频率通道。参考基本资料射频规划获取更多信息。
以前，基站或蜂窝塔的传输功率保持在较高水平，以便尽可能地到达最远区域的用户。现在，为了满足越来越多的移动电话用户的需求。用户)在城市地区，小区被划分为狭窄的小区。基站在这些狭窄的小区区域传输低功率，以避免射频干扰相关问题。这个概念被称为细胞分裂．图2描述了3个簇，每个簇有7个细胞。如图所示，所有这三个集群中的单元格1可以使用相同的频率对。
回归的概念
切换是指手机用户从一个地方移动到另一个地方。根据动作的速度，有各种不同类型的交接(交接)。由于今天存在不同的蜂窝系统，切换的概念并不局限于一种技术或系统。它已经在各种技术之间传播。因此，GSM到LTE切换，GSM到CDMA切换，CDMA到GSM切换，LTE到GSM切换将提供不间断无缝服务。
为了进一步支持用户的巨大数据带宽需求，蜂窝卸载概念已经发展。在蜂窝数据卸载中，采用蜂窝到WLAN切换的概念，将蜂窝系统携带的数据传输到基于无线局域网的室内系统。
下一代蜂窝技术
随着基于OFDM的多载波概念的发明，更多的数据位被容纳在载波上并同时传输。请参考SC vs OFDM单载波和多载波系统之间的区别。
蜂窝无线技术如移动wimax、LTE和LTE- a采用基于OFDM和OFDMA的技术来满足用户对高数据速率的需求。进一步的技术，如MIMO和波束形成也分别提供高数据速率和更好的覆盖。
系统架构、访问技术、射频频率和带宽因不同的无线技术而异，但本蜂窝通信教程中解释的基本系统元素是相同的。
为了进一步研究特定于不同无线标准(如WiMAX、GSM、CDMA、LTE)的蜂窝通信，可以参考下面提供的室内和室外无线技术的链接。
物联网无线技术
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室内(WLAN, Zigbee)和室外(GSM, CDMA, LTE, WIMAX)无线技术教程
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