Вы всё смешали в кучу в этом вопросе и пытаетесь расхлебать как кашу. А на самом деле это толстый слоёный пирог, который надо есть по слоям.
Говоря о радиоволнах не надо думать об IP-адресах. Вот представьте поезд: он везёт и багаж, и пассажиров, и еще почтовый вагон прицеплен… И тут мы бы задались вопросом: а как это поезд перевозит мысли пассажиров? Как можно мысли возить в поездах?! Что за чёрт?! Вот примерно так и у вас получается. А на самом деле всё просто.
Между вашим телефоном и роутером (или телефоном и базовой станцией мобильной сети) курсируют такие «поезда». Несмотря на то, что радиоэфир представляет собой настоящий гвалт, конкретный передатчик и конкретный приёмник хорошо друг друга слышат, примерно как вы узнаёте знакомый голос в толпе говорящих. В радиоэфире организовано некоторое количество линий (каналов) независимых друг от друга, так как разные радиоволны проходят друг сквозь друга без влияния. Радиоприёмник мы раньше настраивали крутя ручку, а цифровые устройства настраиваются сами, в т.ч. договариваясь друг с другом. Это называется частотным разделением каналов.
Но в мобильной сети на один из каналов будут настроены несколько телефонов, находящихся в одном секторе базовой станции. Все они слушают эти «поезда», то есть фреймы данных, но они договорились с базовой станцией брать из этого фрейма только определённые «вагоны», то есть таймслоты. По этому они никогда не путают свои данные с чужими, несмотря на то, что связаны с базовой станцией по однрому каналу. Это называется временным разделением каналов. Каждый телефон слушает только определённый «вагон» каждого такого проходящего без остановок «поезда».
А что это за данные в таймслотах? Там может быть речь, когда вы говорите по телефону, а могут быть и данные для пакетной сети. В пакетной сети данные организованы совсем иначе. Они тоже разделены на блоки (пакеты), а у каждого пакета есть заголовок, в котором сказано от какого MAC-адреса он отправлен, и какому MAC-адресу предназначается. Так общаются друг с другом роутеры (и внутри телефона у вас тоже есть свой роутер).
Внутри этих пакетов лежат другие пакеты поменьше. Там у каждого тоже есть заголовок, в котором уже сказано от какого IP-адреса этот пакет идёт и какому IP-адресу и порту предназначен. Когда весь этот пакет пакетов доходит до маршрутизатора, то он отделяет пакеты друг от друга, смотрит в заголовки и сортирует какие куда отдать. Которые другим клиентам (приложениям запущенным на этом телефоне или компьютере или сервере), а которые другим маршрутизаторам, которые отвечают за то пространство адресов.
Вот так всё иерархически и организовано. Это очень общий взгляд на весь процесс обмена данными. На самом деле каждый из уровней от радиоволн до IP-пакетов — это целый мир, регулируемый своими стандартами, каждый отдельно.