无线通信之频率复用与蜂窝小区的概念

（文章来源：网络整理）

对于一般通讯而言，频率是一种极其宝贵的资源，我们不可能为了极限的速率而使用无限的频宽（BW），同时部分频率也是不适合用作移动通信的。因此，将同一频率在不同地点进行复用就成了提升容量和信号强度的好方法。

首先，我先要介绍两个概念。大区制与小区制（注：这里的大小区主要针对的是覆盖范围而非住宅）。在无线通信早期，人们的想法都很简单。一个发射塔，覆盖全城市。（我们收听到的广播就是典型的大区制）但这带来了三个显著问题。一是容量不够，用户机（UE）一多，得到的资源分配就会大幅减少，就可能造成网络不畅甚至掉话；二是弱覆盖点太多，假若城市以大区制建设无线通信网络，一旦信号受到过多楼宇遮挡，接收机可能直接无服务；三是上行功率限制。

因用户机依靠电池续命（半天一充的我），其发射功率注定要低于基站发射功率，这就可能导致你“听不到”基站在说啥。这种感觉有时特别明显！打电话时你可以听到对方，但对方一直在“喂喂喂？”或者直接说我听不到。这个时候的问题80%都是你手机的发射功率不够。所以我们通常换个地方再试或者再打一遍……

所以，网上那些什么红云计划，星链覆盖等卫星提供全球无死角网络接入一看就是骗人的了！容量首先都不够，况且基站还在几千千米的太空。几乎是探测不到手机上传信号的了。GPS使用的依然是广播，手机只负责接收星历、时间及校正信号，坐标是自己算出来的!

那么，解决这三个问题的方法是什么呢？就是以尽可能小的覆盖半径来规划小区。这样，如果小区（Cell）规划的越多密度越大，容量就可以接近无限，弱覆盖和上行的问题几乎也就迎刃而解了。不过这也不是一个完美的解决方案，首当其冲就是资金问题！其他方面还有同频干扰和邻区切换。

小区有了，那么又要怎样才能尽量让小区之间无信号死角又能以最小的基站数覆盖更大面积呢？贝尔实验室的研究人员从蜂房得到了灵感，蜂房耗费的蜂蜡最少，建筑的面积却最大。借此提出了蜂窝网络（Cellular Network）。将每个小区规划成正六边形，基站布设在六边形顶点实现最大面积的覆盖。同时因为正六边形可以完美密贴合（圆是相切的，有缝隙）理论上让小区之间就没有“信号真空”实现连片覆盖。

而在我们蜂窝无线网的背后，依托的是强大的光纤有线承载网。在我国，因为土地是国有的。所以，我们才能大刀阔斧地进行基础设施建设与改革。反观欧美等国家，因为土地私有，光纤就进不去。就只能走无线的微波传输做中继。但无线是有限的，有线更是无限的！光纤的稳定性和速率均远高于微波，在5G时代对于这两样的要求会更加严苛。因此全光网覆盖也是我国独有的制度优势的体现！
? ? ?（责任编辑：fqj）