手機與基站之間的通信是無線通信技術的核心應用之一，涉及復雜的物理層傳輸、協議交互和網絡管理機制。以下從技術原理、通信流程和關鍵技術三個層面深入解析這一過程：

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一、蜂窩網絡基礎架構

1. 蜂窩結構設計

• 基本原理：將服務區域劃分為多個六邊形“蜂窩小區”，每個小區由**基站（Base Station, BS）**覆蓋，避免信號全范圍覆蓋的干擾和資源浪費。
• 頻率復用：相鄰小區使用不同頻段，非相鄰小區可復用相同頻段（如7小區復用模式），提高頻譜效率。
• 基站組成：
  • 天線系統：負責無線信號的發送與接收（如定向天線、Massive MIMO陣列）。
  • 基帶單元（BBU）：處理數字信號（編碼/解碼、調制/解調）。
  • 射頻單元（RRU）：將數字信號轉換為高頻無線電波。

2. 無線接口協議棧

手機與基站通信遵循無線接入網（RAN）協議棧，核心分層如下：

• 物理層（PHY）：負責信號調制、信道編碼、多址接入（如OFDMA、SC