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    5G基站信號能發射多遠?萬米高空的飛機能接收到信號嗎?

    2021-04-08 13:34:16

    隨著5G加速建設,地面上的5G基站越來越多,如果能把地面上的5G信號朝天上發射,手機在飛機能接收到信號不就可以正常上網通話了嗎?

    一般來說,在密集城區,基站的覆蓋范圍也就是幾百米,在偏遠地區幾公里也就到頭了,怎么看也不像有覆蓋到萬米的能力。在 5G 建網時,到底需要多少基站,需要先進行網絡規劃。網規主要從兩方面考慮:容量和覆蓋。

    1、何為5G容量?

    所謂容量,就是要服務一片區域,滿足所有人的上網需求的話,需要多少基站才行。由于每個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基站數量。要正常覆蓋一個大城市,所需的地面基站可能就得好幾萬個。

    2、何為5G覆蓋?

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

    一般基站相對手機來說,是一個龐然大物,信號的發射功率也遠強于手機,因此理論上可以發射地非常遠。比如,很多城市在用的電視塔,其實也相當于一個超大號的基站,由于功率大,高度高,一個塔就可以覆蓋整個城市。

    如果把基站的天線對準天上發射信號,沒有任何遮擋,傳播損耗相對較小,信號的傳播范圍將更為廣闊。這就是純粹的視距直線傳播。并且天上的飛機是比較稀疏的,乘客數量也不多,同時上網的人就更少了,因此天空覆蓋時,需要考慮的是覆蓋而非容量。

    如圖所示,從基站的高度向地球作切線,并延長該線直到和飛機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。

    假如飛機的巡航高度為 1.2 萬米的話,一個地對空基站的覆蓋半徑理論上可達 400 公里。再考慮些余量的話,十幾個基站就可以覆蓋一條航線,覆蓋全國也只需幾百個站點。

    而這里還有問題需要考慮,基站可以把信號發射地那么遠,但手機只有區區一百多克,接收能力非常弱雞,能收到來自數百公里之外的基站信號嗎?通信是雙向的,下行重要,上行也非常關鍵。5G 手機的發射功率最多也就 0.4 瓦,發出的信號能夠穿梭數百公里到達基站嗎?

    其實是不行的。手機在飛機上不但收不到基站的信號,發出的信號基站也是不可能收到的。

    如果想要在飛機上順暢代發代收信息,需要通過飛機進行改造,給機腹部裝上高增益天線,就可以從數百公里之外的基站你來我往的相互通信了。

    飛機收到基站信號后,通過CPE的裝備把5G信號裝換成WiFi信號,這樣所有乘客都能連接WiFi上網了。用戶的上行數據匯聚到CPE上,再轉為5G信號,通過機載天線發送出去,由地面的基站接收處理,達成了比特生命的閉環。

    如果要實現萬米高空暢享5G,需要通過一系列對空覆蓋技術才能讓地面基站覆蓋天空。5G 的發展本身就是一個長期演進的過程, 相信在未來5G會切切實實服務于我們日常的用網需求,甚至催生更多新鮮的終端設備,我們的生活娛樂和工作方式將會發生翻天覆地的變化。


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