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

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

收集到他們的內(nèi)心獨白：“本來要和客戶開會的，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！”

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

這些強烈的需求，都在呼喚著一個我們早已習(xí)以為常的好朋友：移動信號你趕緊上天來吧！

其實，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，但由于帶寬小，成本高，自然導(dǎo)致了不菲的價格。因此除了少數(shù)商務(wù)人士體驗過之外，大部分人還是選擇了忍耐。

現(xiàn)在地面上不是有很多移動基站么？如果能把信號朝天上發(fā)射，手機在飛機上能收到信號的話，不就能正常上網(wǎng)了嗎？聽起來真是個好辦法，但仔細一想問題還挺多的。

1、基站到底能把信號發(fā)多遠？

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(shù)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。

所謂覆蓋，就是基站發(fā)射的信號在經(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接收到，并且手機發(fā)射的信號也能成功被基站接收到的最大距離。

一般來說，基站相對手機來說，是一個龐然大物，信號的發(fā)射功率也遠強于手機，因此理論上可以發(fā)射地非常遠。

比如，很多城市在用的電視塔，其實也相當(dāng)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(fā)射信號，由于沒有任何遮擋，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。

由于天上的飛機是比較稀疏的，乘客數(shù)量也不多，同時上網(wǎng)的人就更少了，因此天空覆蓋時，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站點。

然而這里還有問題要考慮，基站可以把信號發(fā)射地那么遠，但手機只有區(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嗎？

通信是雙向的，下行重要，上行也非常關(guān)鍵。5G 手機的發(fā)射功率最多也就 0.4 瓦，發(fā)出的信號能夠穿梭數(shù)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(fā)出的信號基站也是不可能收到的。

同理，平時會有用戶問“我家距離有信號的地方50公里，能安裝手機信號放大器嗎？”其實你內(nèi)心已經(jīng)有答案了。肯定是不行的，手機信號放大器只是信號的搬運工，如果距離基站太遠，安裝了也沒效果的哦~基站是安裝信號放大器最關(guān)鍵的信號源。如果你在室內(nèi)移動信號弱，需要到室外才能正常用網(wǎng)，那么這時候我們就可以通過安裝手機信號放大器來增強室內(nèi)信號了。

言歸正傳，如果要飛機上能用網(wǎng)，需要通過對飛機進行改造，給機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。

飛機收到基站的信號之后，通過一個叫做 CPE（Customer Premises Equipment）的裝備把移動信號轉(zhuǎn)換成 wifi 信號，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)換為移動信號，并通過機載天線發(fā)送出去，由地面的基站接收處理，達成了比特生命的閉環(huán)。2、飛機飛得這么快，會有多普勒頻移的影響嗎？

當(dāng)然會的。但可以通過頻偏補償來修正。所謂多普勒效應(yīng)，就是飛機朝基站高速飛來的時候，信號的頻率會產(chǎn)生正偏移，越來越高；而飛機離基站而去的時候，信號的頻率則會因負偏移而越來越低。

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

這樣就能在飛機上遠程會議、高清視頻、甚至玩游戲等，移動信號覆蓋能讓原本單調(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，要想信號強，林創(chuàng)幫您忙！