业界通常把这张网叫作“蜂窝移动通讯网”。若是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，点进去以后，还能看到“蜂窝数据”相关的选项。下文将会常常出现的“网络”这个词，就是指的由多个基站组成的蜂窝网络。手机，又称“移动电话”，和固定电话最大的区别就在于手机能够被人随身携带，处处移动。这个过程就叫作“小区选择”。
单个基站的力量是很是眇小的，所以，须要把多个基站紧密地链接起来，组成一张蜂窝移动通讯网，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的通讯网络架构有何不一样？
0一、让咱们开始吧！
单个基站的力量实际上是很是眇小的。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。
若是你边打电话边走路，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。
所以，一个个孤立的基站单打独斗是无法提供良好服务的，须要让众多的基站联合起来，遵照相同的规则，互通有无，协同工做才能知足移动通讯需求。
这大量的基站联合起来，再加上其余的一些传输，控制节点，就组成了一张“网”。业界通常把这张网叫作“蜂窝移动通讯网”。
不难看出，“蜂窝移动通讯网”这个词中包含了3个概念：“蜂窝”，“移动”和“通讯网”。下面将进行逐一介绍。
0二、啥是蜂窝？
说到蜂窝能够理解为蜜蜂的蜂巢，若是咱们深刻到蜂巢的内部，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，而且还会随着蜂群的壮大而不断地扩张。web
虽然单个基站的覆盖范围颇有限，但若是咱们让每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？网络
蜂窝网络
如上图所示，多个基站整齐地排布在一块儿，每个正六边形的“蜂房”就叫一个“Cell”（中文翻译为小区），多个这样的Cell组成的系统就叫作Cellular Network（蜂窝网络）。
若是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，点进去以后，还能看到“蜂窝数据”相关的选项。架构
虽然看起来这么玄乎，其实目前全部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。
下文将会常常出现的“网络”这个词，就是指的由多个基站组成的蜂窝网络。
0三、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能够被人随身携带，处处移动。
这就致使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能够打电话并上网？
第一招：小区选择和重选
手机在开机时，会不断地检测哪一个基站的信号强，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。这个过程就叫作“小区选择”。svg
而且，因为手机是能够被拿着处处移动的，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，就会坚决果断地抛弃原小区，投入这个新小区的怀抱。这个过程就叫作“小区重选”。编码
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，每一个基站都在源源不断地向用户广播本身的位置区编码。人工智能
手机开机后，检测到本身所在的位置区，并向网络报告，这个过程就叫作“位置更新”。这样网络就知道了手机的位置，之后若是来电话了也就到这个位置区去提醒手机接电话。开机时的位置更新见下图翻译
若是只在开机的时候上报位置，网络仍是会担忧：若是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！周期性位置更新见下图xml
若是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，无法联系上了。若是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，若是手机跑啊跑，发现本身到了另一个位置区的地界，那就必须给网络打个招呼：我到了新的位置，之后在这里找我吧，不用再去原来的地方了！位置区改变的位置更新见下图排序
第三招：切换
想一想看，若是你拿着手机，坐在车上打着电话，从一个小区移动到了另外一个小区的边界，眼看着信号愈来愈弱，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必定的程度，就可判断手机到了边界，该把电话移交给另一个小区了，因而火速联系新小区作好一切业务移交准备，获得确定的答复以后才能让手机接入到新小区，电话得以持续。切换流程见下图资源
这个过程就叫作“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，不然可能致使切换失败，电话断开。所以切换成功率是一项很是关键的考核指标。切换过程示意图见下图
0四、通讯网架构
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，进行自治效率过低，这就须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通讯网络架构见下图
控制器这个名字很是直白，就是用来控制基站的。其中2G的控制器就叫作“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）”。业界通常直接就叫英文缩写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，它自身也是一张很是复杂的网络。但在这里咱们不去展开说，只需把核心网想象成一个功能强大的路由器，链接并管理全部的基站和控制器，让一切的服务，不论是打电话，仍是发短信，彩信，仍是上网都能顺利地找到目的地。
在4G时代，为了下降时延，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。可是这个架构虽然简单，但用起来却不是那么方便。4G通讯网络架构见下图
这是由于若是让核心网把一切都管起来的话，负荷太大；若是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终其一辈子都在跟这个架构死磕。
到了5G时代，吸收了4G时代的教训，又走回到了2G和3G时代的老路，那就是把基站拆分红了集中单元（CU）和分布单元（DU），一个CU管理多个DU，而后核心网再来管理数量较少的CU。5G通讯网络架构见下图
然而5G是很是灵活的，CU和DU能够分离，也能够不分离，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。这也算是通讯网架构螺旋式上升的表现了。
奇迹物联：专一eSIM应用方案落地
0四、蜂窝网络的意义 中国拥有世界最好的4G网络，4G基站的数量至关于世界其余国家4G基站数量的总和，这样的大规模建设在世界其余地方是不可想象的，投入很是巨大，但为何咱们要建设好这一张网络呢？ 蜂窝网络跟公路、电网同样，是一个国家最重要的基础设施，得力于基础设施的建设，咱们才能有更好的发展，中国短期内移动互联网的崛起，一方面得力于人口红利，另一方面，就得力于网络的基础，因此才会出现腾讯、阿里、百度、字节跳动等一众优秀的互联网企业，因此移动互联网是蜂窝网络建设的既得利益者。 除了手机、平板电脑等移动设备，咱们身边还有不少基于蜂窝网络的设备，咱们出门的共享单车、小区楼下的自动快递柜、商场里的自动售卖机、汽车里的OBD、家里的智能电表、公司里的智能烟感报警，各个场景下都有蜂窝网络的身影，他们覆盖2G/4G/NB-IOT，将来的自动驾驶、人工智能、医疗健康、工业自动化，他们有一个共同的名字—物联网，经过设备接入网络，实现更好的体验、更高的效率。万物互联的时代，物联网未来会是比互联网更庞大的产业，将会改版每个人的生活。 奇迹物联是一家eSIM物联网应用解决方案供应商，SIM卡是蜂窝网络的一个钥匙，eSIM是一把智能钥匙，把传统SIM卡集成到2mm*2mm的芯片上，省去卡槽的空间，贴片式集成，让SIM更稳定，适应更多的物联网场景。奇迹物联同时提供内置eSIM的2G模块、4G模组、NB-IOT模组、GPS模组，让eSIM集成更简单、更高效、更低成本。