移動通信基站的作用（小區(qū)和扇區(qū)的區(qū)別/載頻和載波的區(qū)別）

引言：經(jīng)常有讀者問小區(qū)和扇區(qū)的區(qū)別，還有載頻和載波的區(qū)別。今天，我們就來詳細(xì)地聊一聊。 ? 小區(qū)、扇區(qū)、載波、載頻，都是和移動通信基站有關(guān)的概念。 ? 我們先從基站開始說起。 ? 基站，就是BaseStation，簡稱BS。它是移動通信網(wǎng)絡(luò)中，無線接入網(wǎng)的重要組成部分。 ?

? 基站的主要功能，是信號的調(diào)制和解調(diào)、射頻發(fā)射和接收。 ? 在4G時代，基站的主要硬件組成是BBU（基帶處理單元）、RRU（射頻拉遠(yuǎn)單元）和天饋（天線、饋線）系統(tǒng)。到了5G時代，硬件有所改變，無源天線變成了有源天線，也就是AAU（有源天線單元）。 ?

? 在實際生活中，我們經(jīng)常會看到基站。例如下面這樣： ? ? ? 其實，嚴(yán)格來說，上圖是一個物理站址（或者說站點，“站”，site）的鐵塔。鐵塔上掛著的，是基站的很多面天線。 ?

一個基站（4G）的完整組成。其實，目前RRU基本都上塔，放在方艙里這種情況已經(jīng)非常少見了。 ? 通常，一個站址，不止有一個基站，而是有多個基站。
例如移動、電信、聯(lián)通等運營商，他們都有各自的基站，都安裝在同一個站址上。 ? 而且，即便是一個運營商，也很可能有2G、3G、4G、5G等不同網(wǎng)絡(luò)制式的基站，都在這個站址。 ? ? █ 小區(qū)和扇區(qū) ? 以前我介紹天線的時候，提到過，天線有全向天線和定向天線。全向天線（一般是鞭狀、圓柱狀），是向四面八方發(fā)射信號的。定向天線（一般是板狀），是向指定的一個方向發(fā)射信號的。 ? ? ? 針對一些視野開闊且用戶密度低的區(qū)域，采用全向天線，頻率較低的信號（波長較長，繞射能力好，覆蓋距離遠(yuǎn)），覆蓋四周一大片。這叫“中心激勵”。 ?

中心激勵 ? 針對較為復(fù)雜的區(qū)域，以及用戶密度高的區(qū)域，采用定向天線，可以提升信號覆蓋的效果。 ? 專家們經(jīng)過計算發(fā)現(xiàn)，3個天線（每個天線覆蓋120°）的方式，性價比最高，效果最好。于是，就有了一個基站3個覆蓋區(qū)域的設(shè)計。 ? ? ? 從下面的圖可以看出，基站設(shè)在每個小區(qū)六邊形的三個頂點上，每個基站采用三個定向天線，分別覆蓋三個相鄰小區(qū)的各三分之一的區(qū)域。 ?

頂點激勵 ? 上面這種方式，被稱為“頂點激勵”方式。 ? 大家可以看出，定向天線的覆蓋更為靈活，可以有效消除小區(qū)內(nèi)障礙物造成的影響。 ? ? 哪里需要，指哪里 ? 當(dāng)然，除了3天線之外，也可以采用別的覆蓋方式，例如6個天線，每個天線覆蓋60°。 ? 不管是60°，還是30°，覆蓋區(qū)域看上去就像一把扇子。這種無線覆蓋區(qū)，就是扇區(qū)（Sector）。扇區(qū)和基站一樣，是一個物理的概念，是實際存在的。 ? ? 行業(yè)里一般都有S型和O型基站的叫法。S是指Sectorized，定向，扇區(qū)型站點。O是指Omni－directional，全向。 ? 那么，小區(qū)是什么呢？一個基站就是一個小區(qū)？還是一個扇區(qū)就是一個小區(qū)？ ? 答案是：不一定。 ? 在介紹小區(qū)前，我需要先介紹兩個概念——載波和載頻。 ? ? 載波，英文名carrier，也是一個物理概念。通常來說，是指調(diào)制后的、承載了音視頻等信息的無線電磁波。每個載波，會占用一定范圍的頻率。 ? ? 載頻，就是載波頻率（carrier frequency）。載頻有多種指代，有時候指的是頻率值，有時候指的是相關(guān)硬件。載波的中心頻率的那個值，就是中心頻點。 ? 一個扇區(qū)，如果只有一個載波，可能容量不太夠。這時，就會配置多個載波。 ? 扇區(qū)是一個物理概念，而小區(qū)是一個邏輯概念。不同的網(wǎng)絡(luò)制式，對小區(qū)（cell）的定義是不一樣的。 ? 在2G GSM中，小區(qū)=扇區(qū)。 ? 2G GSM是窄帶系統(tǒng)，單載波容量小。所以，多個載波“捆綁”在一起，形成一個“小區(qū)”。 ? 例如S 2/2/2，意思是：該站點有3個小區(qū)（扇區(qū)），每個小區(qū)有2個載波。 ? 在3G WCDMA、4G LTE、5G中，小區(qū)=載波。 ? 3G WCDMA是寬帶CDMA，4G?LTE單載波帶寬更大。一個扇區(qū)的話，配置1-2個載波就夠了。 ? 如果是S 1/1/1配置，3個扇區(qū)，每個扇區(qū)只有1個載波，那就一共是3個小區(qū)。（小區(qū)之間，用擾碼來區(qū)分，比如說擾碼用1、2、3 ）。 ? 如果是S 2/2/2配置，3個扇區(qū)，每個扇區(qū)有2個載波，那就一共是3×2=6個小區(qū)。（單個扇區(qū)能配置的小區(qū)數(shù)量，跟硬件能力有關(guān)。） ? 我們也可以這么簡單記憶——頻寬小的，載波數(shù)量多，多個載波配置為1個小區(qū)。頻寬大的，載波數(shù)量少，1個載波就是1個小區(qū)。 ? 總結(jié)一下： ? 采用基站識別碼（Base Station Identity Code，BSIC）或全球小區(qū)識別碼（Cell Global ldentifier，CGI）進(jìn)行標(biāo)識的無線覆蓋區(qū)域，就叫做小區(qū)。 ? 小區(qū)是提供終端接入的最小服務(wù)區(qū)域單位。它是虛擬的、邏輯的。系統(tǒng)定義了它，然后，工程師可以把它當(dāng)作一個對象，進(jìn)行參數(shù)配置、管理控制。 ? 區(qū)別小區(qū)的關(guān)鍵，是是否能提供獨立的服務(wù)。 ? GSM一個小區(qū)多個載波，但只有一個廣播BCCH（廣播控制信道），所以，一個小區(qū)是多個載波合在一起，才能提供小區(qū)服務(wù)。 ? WCDMA和LTE的不同載波之間，各自有導(dǎo)頻信號，是獨立的。所以，一個載波就是一個小區(qū)的概念。 ? 編輯：峰會

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