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每天都有無數(shù)這樣的龐然大物，運(yùn)載著“宇宙的精華，萬物的靈長(zhǎng)”，翱翔在云霄之上的萬米高空。

但這些乘客卻無時(shí)無刻不處于焦慮之中。那是因?yàn)?，他們和世界溝通的窗口——手機(jī)，只能處于飛行模式，從緊密連接的網(wǎng)絡(luò)，變成了一個(gè)無言的孤島。

收集到他們的內(nèi)心獨(dú)白：“本來要和客戶開會(huì)的，只能推遲了”。

“多想給女朋友視頻展示下窗外俯瞰的美景…還是拍些照片吧！”

“在這無聊的幾個(gè)小時(shí)里，要是能玩會(huì)游戲該多好，可沒有網(wǎng)就連不上服務(wù)器！”

這些強(qiáng)烈的需求，都在呼喚著一個(gè)我們?cè)缫蚜?xí)以為常的好朋友：移動(dòng)信號(hào)你趕緊上天來吧！

其實(shí)，覆蓋全球的通信衛(wèi)星早已把萬米高空網(wǎng)上沖浪變成了現(xiàn)實(shí)，但由于帶寬小，成本高，自然導(dǎo)致了不菲的價(jià)格。因此除了少數(shù)商務(wù)人士體驗(yàn)過之外，大部分人還是選擇了忍耐。

現(xiàn)在地面上不是有很多移動(dòng)基站么？如果能把信號(hào)朝天上發(fā)射，手機(jī)在飛機(jī)上能收到信號(hào)的話，不就能正常上網(wǎng)了嗎？聽起來真是個(gè)好辦法，但仔細(xì)一想問題還挺多的。

1、基站到底能把信號(hào)發(fā)多遠(yuǎn)？

一般來說，在密集城區(qū)，基站的覆蓋范圍也就是幾百米，在偏遠(yuǎn)地區(qū)幾公里也就到頭了，怎么看也不像有覆蓋到萬米高空的能力。到底需要多少基站，需要先進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。網(wǎng)規(guī)主要從兩方面考慮：容量和覆蓋。

所謂容量，就是要服務(wù)一片區(qū)域，滿足所有人的上網(wǎng)需求的話，需要多少基站才行。由于每個(gè)基站的容量是一定的，因此必然能從容量的維度算出來一個(gè)基站數(shù)量。要正常覆蓋一個(gè)大城市，所需的地面基站可能就得好幾萬個(gè)。

所謂覆蓋，就是基站發(fā)射的信號(hào)在經(jīng)歷過空間傳播損耗，各種樹木遮擋，障礙物反射折射，最終可以被你的手機(jī)接收到，并且手機(jī)發(fā)射的信號(hào)也能成功被基站接收到的最大距離。

一般來說，基站相對(duì)手機(jī)來說，是一個(gè)龐然大物，信號(hào)的發(fā)射功率也遠(yuǎn)強(qiáng)于手機(jī)，因此理論上可以發(fā)射地非常遠(yuǎn)。

比如，很多城市在用的電視塔，其實(shí)也相當(dāng)于一個(gè)超大號(hào)的基站，由于功率大，高度高，一個(gè)塔就可以覆蓋整個(gè)城市。

如果把基站的天線對(duì)準(zhǔn)天上發(fā)射信號(hào)，由于沒有任何遮擋，傳播損耗相對(duì)較小，信號(hào)的傳播范圍將更為廣闊。這就是純粹的視距直線傳播。

由于天上的飛機(jī)是比較稀疏的，乘客數(shù)量也不多，同時(shí)上網(wǎng)的人就更少了，因此天空覆蓋時(shí)，首要考慮的是覆蓋而非容量。

如下圖所示，從基站的高度向地球作切線，并延長(zhǎng)該線直到和飛機(jī)在天上的巡航高度相同，便得到了基站的天空覆蓋半徑：d=d1+d2。

假如飛機(jī)的巡航高度為 1.2 萬米的話，一個(gè)地對(duì)空基站的覆蓋半徑理論上可達(dá) 400 公里。再考慮些余量的話，十幾個(gè)基站就可以覆蓋一條航線，覆蓋全國(guó)也只需幾百站點(diǎn)。

然而這里還有問題要考慮，基站可以把信號(hào)發(fā)射地那么遠(yuǎn)，但手機(jī)只有區(qū)區(qū)一百多克，能力弱雞，能收到來自數(shù)百公里之外的基站信號(hào)嗎？

通信是雙向的，下行重要，上行也非常關(guān)鍵。5G 手機(jī)的發(fā)射功率最多也就 0.4 瓦，發(fā)出的信號(hào)能夠穿梭數(shù)百公里到達(dá)基站嗎？其實(shí)是不行的。手機(jī)在飛機(jī)上不但收不到基站的信號(hào)，發(fā)出的信號(hào)基站也是不可能收到的。

同理，平時(shí)會(huì)有用戶問“我家距離有信號(hào)的地方50公里，能安裝手機(jī)信號(hào)放大器嗎？”其實(shí)你內(nèi)心已經(jīng)有答案了。肯定是不行的，手機(jī)信號(hào)放大器只是信號(hào)的搬運(yùn)工，如果距離基站太遠(yuǎn)，安裝了也沒效果的哦~基站是安裝信號(hào)放大器最關(guān)鍵的信號(hào)源。如果你在室內(nèi)移動(dòng)信號(hào)弱，需要到室外才能正常用網(wǎng)，那么這時(shí)候我們就可以通過安裝手機(jī)信號(hào)放大器來增強(qiáng)室內(nèi)信號(hào)了。

言歸正傳，如果要飛機(jī)上能用網(wǎng)，需要通過對(duì)飛機(jī)進(jìn)行改造，給機(jī)腹部裝上高增益的專業(yè)天線，就可以和數(shù)百公里之外的基站你來我往相互通信了。

飛機(jī)收到基站的信號(hào)之后，通過一個(gè)叫做 CPE（Customer Premises Equipment）的裝備把移動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成 wifi 信號(hào)，這樣所有乘客就都可以連接 wifi 來上網(wǎng)了。

所有用戶的上行數(shù)據(jù)都匯聚到 CPE 上，再轉(zhuǎn)換為移動(dòng)信號(hào)，并通過機(jī)載天線發(fā)送出去，由地面的基站接收處理，達(dá)成了比特生命的閉環(huán)。2、飛機(jī)飛得這么快，會(huì)有多普勒頻移的影響嗎？

當(dāng)然會(huì)的。但可以通過頻偏補(bǔ)償來修正。所謂多普勒效應(yīng)，就是飛機(jī)朝基站高速飛來的時(shí)候，信號(hào)的頻率會(huì)產(chǎn)生正偏移，越來越高；而飛機(jī)離基站而去的時(shí)候，信號(hào)的頻率則會(huì)因負(fù)偏移而越來越低。

據(jù)研究，如果使用 4.9GHz 頻譜，在飛機(jī)時(shí)速 1200km/h 時(shí)，頻偏就就已經(jīng)達(dá)到了 5MHz，此時(shí)必須通過基站和 CPE 的特殊糾正算法來處理之后，系統(tǒng)才能正常工作。通過一系列地對(duì)空覆蓋技術(shù)，就可以讓地面基站覆蓋天空，這樣手機(jī)在萬米高空就能實(shí)現(xiàn)地面上基站的信號(hào)了。

這樣就能在飛機(jī)上遠(yuǎn)程會(huì)議、高清視頻、甚至玩游戲等，移動(dòng)信號(hào)覆蓋能讓原本單調(diào)而焦慮的旅途變得更方便歡樂。以上便是林創(chuàng)科技分享，要想信號(hào)強(qiáng)，林創(chuàng)幫您忙！