- 多址技术
- 蜂窝技术
- 切换技术
- 频谱复用技术
下面我们详细解释每一种技术。
多址技术
核心问题： 如何让多个用户同时共享同一个无线信道，而不会互相干扰，就像在同一个房间里让多个人同时说话，但每个人都能清晰地听到自己想听的对象。
核心思想： 通过给每个用户的信号赋予不同的“标识”，使得基站能够区分出哪个信号来自哪个用户，并将正确的数据发送给目标用户。
主要类型：
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频分多址: 将总的频谱资源划分成多个互不重叠的、较窄的频带，每个频带分配给一个用户独占使用，用户在通信期间始终占用这个固定的频带。
（图片来源网络，侵删）- 好比： 多车道公路，每个车道（频带）固定分配给一辆车（用户）使用。
- 应用： 主要用于第一代移动通信系统（1G），如模拟大哥大。
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时分多址: 将时间切成一个个很小的“时隙”，所有用户共享同一个频率信道，但在不同的时间片上进行通信，每个用户轮流占用整个信道。
- 好比： 单车道桥，每次只允许一辆车通过，所有车辆排队轮流通过。
- 应用： 主要用于第二代移动通信系统（2G），如GSM。
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码分多址: 给所有用户分配一个独特的、相互正交的“编码”，所有用户可以在同一时间、同一频率上发射信号，基站通过用户对应的编码来识别和解调出特定用户的信息。
- 好比： 一个房间里，每个人都说着不同方言（编码），虽然同时说话，但熟悉某种方言的人（基站）能只听懂他想听的那个人。
- 应用： 主要用于2G的CDMA网络和3G的WCDMA网络。
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空分多址: 利用智能天线技术，通过调整天线的波束方向，将空间划分为不同的区域，在同一时间、同一频率上，可以同时为不同空间位置的用户服务。
- 好比： 用手电筒（波束）照亮不同的人，虽然光源是同一个，但光束可以精确地照射到不同的人，互不干扰。
- 应用： 在4G和5G中被广泛使用，是提高系统容量的关键技术之一。
现代系统（如4G/5G）通常采用多种多址技术的混合，如OFDMA（正交频分多址）和SC-FDMA（单载波频分多址）。
蜂窝技术
核心问题： 无线电频谱资源是极其有限的，如何在广阔的地理区域内为大量用户提供服务，同时避免信号干扰？
核心思想： 将整个服务区域划分为许多小的、六边形的“小区”（Cell），每个小区都设置一个基站，负责该区域内的所有通信，由于相邻小区使用不同的频率组，可以最大限度地减少干扰。
关键概念：
- 小区: 蜂窝网络的基本单元，通常由一个基站和其覆盖的地理区域组成。
- 频率复用: 这是蜂窝技术的精髓，将可用的频率划分为若干组，将每组频率分配给地理位置上相隔足够远（即不相邻）的小区使用，因为这些小区相距较远，频率复用产生的同频干扰可以被控制在可接受的水平。
- 基站: 每个小区的“中心”，负责与该小区内的手机进行无线通信，并将话务和数据转发到核心网络。
好比： 一个城市被划分为许多个社区（小区），每个社区有自己的警察局（基站），为了避免警车（频率）在同一地区造成混乱，规定A社区的警车不能进入B社区，但可以和C社区的警车使用相同的牌照（频率），因为它们相距很远。
切换技术
核心问题： 当用户（比如在开车或步行）从一个小区移动到另一个小区时，如何保证通信不中断？
核心思想： 当用户的信号从一个基站的覆盖范围变弱，并进入另一个基站的覆盖范围时，网络能够自动、无缝地将用户的通信连接从原基站“切换”到新基站上。
好比： 你正在用手机通话，从一个商店走到另一个商店，当你走出第一个商店的信号覆盖区，进入第二个商店时，手机会自动将通话无缝切换到第二个商店的信号上，你不会感觉到任何中断。
主要类型：
- 硬切换: 先断开与旧基站的连接，再建立与新基站的连接，切换过程中可能会有短暂的中断。
- 应用： 不同频率或不同技术制式之间的切换（如2G到3G）。
- 软切换: 在与旧基站保持连接的同时，与新基站建立连接，两个基站同时为用户服务，直到稳定后再断开与旧基站的连接，切换过程平滑，几乎无中断。
- 应用： 主要用于CDMA（3G）系统。
频谱复用技术
核心问题： 这是蜂窝技术的延伸和深化，如何进一步压榨有限的频谱资源，在保证服务质量的前提下，为更多用户提供服务？
核心思想： 在蜂窝技术“频率复用”的基础上，通过更精细的规划和更先进的技术，在同一个小区内再次重复使用频率，从而极大地提高频谱效率。
关键技术：
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扇区化: 将一个小区的覆盖范围划分为多个扇区（通常是3个120度的扇区或6个60度的扇区），每个扇区使用独立的定向天线，只覆盖特定的角度，这样，可以在同一个小区内重复使用频率，因为不同扇区之间的干扰比整个小区之间的干扰要小。
- 好比： 一个圆形的小区，被分成了三个120度的蛋糕切片，每个切片（扇区）可以看作是一个更小的“微小区”，可以分配不同的频率或重复使用频率。
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小区分裂: 当一个小区的用户数量过多，导致网络拥塞时，可以将该小区分裂成更小的小区（微小区或微微小区），这相当于增加了基站的密度，每个小基站覆盖的区域变小，但可以承载更多的用户，并且可以更频繁地复用频率。
这四种基本技术相辅相成,构成了现代移动通信的基石：
- 多址技术 解决了“谁”在通信的问题（用户识别）。
- 蜂窝技术 解决了“在哪里”通信的问题（区域划分和频率规划）。
- 切换技术 解决了“移动中”如何保持通信连续性的问题（无缝连接）。
- 频谱复用技术 解决了“如何更高效地”利用稀缺资源的问题（容量提升）。
正是这些技术的不断演进（从FDMA到CDMA再到OFDMA），以及小区结构、天线形态的变革（从宏基站到Massive MIMO），才推动移动通信从1G发展到5G，实现了从“能打电话”到“万物互联”的飞跃。
