3218
我們日常生活中，你是否有這些發(fā)現(xiàn)：當我們在電梯或者地下停車場，乘坐高鐵或者地鐵，在隧道或者山洞中，手機信號就會受到影響？
今天文檔君帶著干貨來了！我們從最基礎的移動通信原理開始，抽絲剝繭地解答疑惑——
到底是什么影響了我們的手機信號？
簡單易懂的無線通信原理
我們知道，手機要能夠打電話，首先要有信號，這個信號就是指無線信號，無線信號是通過電磁波進行傳播的，整個通訊過程可以簡單概括為：
發(fā)射：發(fā)送端設備（例如手機）將需要傳輸?shù)男畔ⅲɡ纾郝曇?、圖像或者數(shù)據(jù)）進行編碼和調制，經(jīng)過調制的信號通過發(fā)送端設備的天線以無線電波（電磁波的一種）的形式發(fā)射出去。
傳播：攜帶信號的無線電波在空氣等介質中傳播。
接收：接收端設備（例如基站）通過天線進行接收，并將接收到的無線電波經(jīng)過解調和解碼還原成原始信息。
這就是無線通信的大致過程。從上面的過程中，我們可以分析出，無線通信涉及以下環(huán)節(jié)：
發(fā)送&接收端的編碼和調制。
發(fā)送端通過天線發(fā)送，發(fā)給誰？和怎么發(fā)？（發(fā)送方向、時間等）。
無線電波傳播，主要是傳播時信號損耗和干擾等問題。
接收端通過天線接收，怎么收？
下面，我們就具體聊一聊這些環(huán)節(jié)里的各種因素是如何影響你的手機信號吧。
影響無線信號傳播的因素有哪些？
手機信號不穩(wěn)定是由多種復雜因素同時影響的，根據(jù)上文提到的無線通信涉及到的環(huán)節(jié)，這里我們以信號發(fā)給誰，信號調制，信號怎么發(fā)，信號傳播的干擾，信號傳播的損耗，天線發(fā)送&接收這幾個角度分析會影響無線信號的因素：
基站數(shù)量和分布
無線信號在空氣中傳播過程中有個特點，隨著傳播距離的增加，信號強度會逐漸減弱，一定距離后，可認為減弱為零，所以再POWER的基站能夠提供的無線信號覆蓋范圍也是有限的，如果坐著高鐵恰巧經(jīng)過基站分布少的偏遠地區(qū)，信號就會差。
基站使用的頻譜
低頻信號覆蓋范圍廣且穿透性強，高頻信號傳輸數(shù)據(jù)快，但更容易受到隧道、山洞等障礙物的阻擋。
基站的天線
基站天線的方位角和下傾角影響基站的信號覆蓋范圍。方位角是指從正北方向的平面順時針旋轉到天線所在平面所形成的角度。天線根據(jù)方向性分為全向天線和定向天線，一般基站配置3個定向天線完成360°全方位覆蓋，天線方向通常有兩個或多個瓣，功率最大的瓣稱為主瓣，其余稱為旁瓣。如果你的位置恰巧處于主瓣方向，手機信號就會強一些，如果你的位置不巧位于旁瓣方向，手機信號相對會弱一些。
下傾角是指天線指向地面的角度，下傾角越大則基站覆蓋范圍距離基站越近，反之覆蓋范圍距離基站越遠，較小的下傾角雖然能夠提供較遠的覆蓋范圍，但距離基站較近的地方信號會很差，俗稱“塔下黑”。
地形和環(huán)境
無線信號在傳播過程中，能量會被地面或者高空的電離層吸收或反射，遇到一些障礙物會發(fā)生反射、衍射或者散射，從而造成信號強度衰減，在建筑物密集的區(qū)域還可能會產生多徑效應。多徑效應是指當無線信號從發(fā)送端發(fā)射后，會遇到直射、反射、散射、繞射等傳播路徑，信號經(jīng)過多條路徑到達接收端，每條路徑的長度和到達時間不同，使信號在接收端疊加產生干涉現(xiàn)象，導致信號衰落、信號失真、多普勒頻移等問題。
信號穿透墻體材質
當無線信號穿透障礙物時，會造成信號損耗，不同的穿透材質對穿透損耗也有很大的影響，下圖為一些常見材質的WiFi的無線電波穿透損耗情況，由此可知玻璃和木質材料，無線信號傳播相對較好，金屬材料對無線信號的穿透損耗非常大。
用戶數(shù)量和密度
如果某一區(qū)域用戶數(shù)量過多會面臨信道擁堵問題，就像道路上車的數(shù)量到了一定程度就會堵車?？偟念l譜資源是有限的，人群過于密集，導致基站分配給每個用戶的無線資源變少，網(wǎng)速變慢。
移動終端設備移動速度太快，頻繁切換基站
當你拿著手機從某一基站的覆蓋區(qū)域內移動到另一個基站的覆蓋區(qū)域內時，你的手機會自動切換到信號更強的基站，基站切換有響應時間，如果乘坐高鐵等高速的交通工具，高頻率的切換會增加信號掉線和延遲的可能性。
移動終端設備移動速度太快，造成多普勒效應
無線信號在手機和基站之間傳播時，由于手機和基站間的相對運動，頻率會發(fā)生改變的現(xiàn)象，這就是多普勒效應。當手機向某一基站移動時，該基站接收到的信號頻率變高，手機遠離某一基站移動時，該基站接收到的信號頻率變低，手機移動速度越快，多普勒效應越明顯。
多普勒效應會在無線信號解調時造成困難?；竞鸵苿咏K端設備是使用約定好的頻率通信的，如果基站接收到的信號頻率變化過大，無線信號就像變裝了一樣，基站無法識別導致解調失敗，只能要求終端重發(fā)了。
所以手機信號在發(fā)射到接收的過程中遇到以上問題時，都會影響我們的信號。
優(yōu)秀通信人是如何保障信號的？
盡管有很多影響信號傳播的因素，但是通信人為了保障大家的溝通順暢，做了很多的努力，今年1月，工信部、國家發(fā)改委等十一部門聯(lián)合印發(fā)《關于開展“信號升格”專項運動的通知》，明確提出要打造信號好、體驗優(yōu)、能力強的高品質網(wǎng)絡服務。中興通訊積極響應，與各運營商攜手，在多地多場景下開展“信號升格”行動：
高鐵
打造了5G網(wǎng)絡32TR AUU高鐵精品網(wǎng)，通過32TR AAU設備的連續(xù)覆蓋，充分發(fā)揮3.5G頻段200M大帶寬的能力，開通針對高鐵用戶的第二載波，實現(xiàn)異頻專網(wǎng)，該專網(wǎng)與覆蓋公網(wǎng)用戶的第一載波之間實現(xiàn)了載波獨立化，在提升高鐵用戶感知的同時，也確保了公網(wǎng)用戶感知體驗不受影響。
同時，通過中興通訊全球首發(fā)的UltraCell創(chuàng)新方案，顯著減少了高鐵行駛中的小區(qū)切換次數(shù)，進一步提高了高鐵用戶感知，實現(xiàn)高鐵場景的“信號升格”。
地鐵
打造“5G-A 車地系統(tǒng)”，在地鐵隧道內部署毫米波AAU作為回傳系統(tǒng)，可提供下行超15Gbps的回傳能力，可將站臺、車廂內、隧道內實時巨量運營信息傳輸至控制中心，提升軌道交通運維效率，滿足軌道交通數(shù)字化轉型的需求，同時在地鐵車廂內部部署一套5G數(shù)字室分系統(tǒng)，解決了車廂金屬車體帶來的信號穿損及高速運動時帶來的信號多普勒頻移問題，滿足車廂內乘客5G沖浪無憂，實現(xiàn)地鐵場景的“信號升格”。
地鐵站、景點、商圈
打造5G-A全覆蓋地鐵站、商場、景點，采用5G-A三載波聚合技術，將有限的5G頻譜載波資源協(xié)同聚合，形成一條多車道的信息“高速公路”，實現(xiàn)地鐵站、景點、商圈等重要密集場景的“信號升格”。
鄉(xiāng)村農業(yè)
打造鄉(xiāng)農場景700M+900M雙頻雙模基站，以4*80W的700M發(fā)射功率滿足5G廣覆蓋的新建需求，同時通過4×60W 的900M發(fā)射功率，兼顧同站點部署完善的4G FDD覆蓋，實現(xiàn)鄉(xiāng)農地區(qū)和道路線性場景的“信號升格”。
通信人一直在努力——通信人做到的不僅僅只是這些，我們的目標是“星辰大?！保屖謾C信號不僅可以穩(wěn)定的翻越大山大河，還能夠穿越云海與衛(wèi)星連接！
文檔君噼里啪啦說了那么大半天，最后考考聰明的你們，在高鐵上手機信號受到影響可能是哪些原因造成的？歡迎大家在評論區(qū)大膽討論！
下載ECAD模型
