引言:经常有读者问小区和扇区的区别,还有载频和载波的区别。今天,我来详细解释一下。 小区、扇区、载波、载频,都是和移动通信基站有关的概念。 我们先从基站开始说起。 基站,就是 BaseStation ,简称 BS 。它是移动通信网络中,无线接入网的重要组成部分。 基站的主要功能,是信号的调制和解调、射频发射和接收(详情看这里:基带、射频,到底是干什么用的?)。 在 4G 时代,基站的主要硬件组成是 BBU (基带处理单元)、 RRU (射频拉远单元)和天馈(天线、馈线)系统。到了 5G 时代,硬件有所改变,无源天线变成了有源天线,也就是 AAU (有源天线单元)。 在实际生活中,我们经常会看到基站。例如下面这样: 其实,严格来说,上图是一个物理站址(或者说站点, “站”, site )的铁塔。铁塔上挂着的,是基站的很多面天线。 一个基站( 4G )的完整组成 通常,一个站址,不止有一个基站,而是有多个基站。 例如移动、电信、联通等运营商,他们都有各自的基站,都安装在同一个站址上。 而且,即便是一个运营商,也很可能有 2G 、 3G 、 4G 、 5G 等不同网络制式的基站,都在这个站址。 █ 小区和扇区 以前我介绍天线的时候,提到过,天线有全向天线和定向天线。全向天线(一般是鞭状、圆柱状),是向四面八方发射信号的。定向天线(一般是板状),是向指定的一个方向发射信号的。 针对一些视野开阔且用户密度低的区域,采用全向天线,频率较低的信号(波长较长,绕射能力好,覆盖距离远),覆盖四周一大片。这叫 “中心激励”。 中心激励 针对较为复杂的区域,以及用户密度高的区域,采用定向天线,可以提升信号覆盖的效果。 专家们经过计算发现, 3 个天线(每个天线覆盖 120 °)的方式,性价比最高,效果最好。于是,就有了一个基站 3 个覆盖区域的设计。 从下面的图可以看出,基站设在每个小区六边形的三个顶点上,每个基站采用三个定向天线,分别覆盖三个相邻小区的各三分之一的区域。 顶点激励 上面这种方式,被称为 “顶点激励”方式 大家可以看出,定向天线的覆盖更为灵活,可以有效消除小区内障碍物造成的影响。 哪里需要,指哪里 当然,除了 3 天线之外,也可以采用别的覆盖方式,例如 6 个天线,每个天线覆盖 60 °。 不管是 60 °,还是 30 °,覆盖区域看上去就像一把扇子。这种无线覆盖区,就是扇区( Sector )。扇区和基站一样,是一个物理的概念,是实际存在的。 网优工具界面上,看到的扇区 行业里一般都有 S 型和 O 型基站的叫法。 S 是指 Sectorized ,定向,扇区型站点。 O 是指 Omni - directional ,全向。 那么,小区是什么呢?一个基站就是一个小区?还是一个扇区就是一个小区? 答案是:不一定。 在介绍小区前,我需要先介绍两个概念 ——载波和载频。 载波,英文名 carrier ,也是一个物理概念。通常来说,是指调制后的、承载了音视频等信息的无线电磁波。每个载波,会占用一定范围的频率。 载频,就是载波频率( carrier frequency )。载频有多种指代,有时候指的是频率值,有时候指的是相关硬件。载波的中心频率的那个值,就是中心频点。 一个扇区,如果只有一个载波,可能容量不太够。这时,就会配置多个载波。 扇区是一个物理概念,而小区是一个逻辑概念。不同的网络制式,对小区( cell )的定义是不一样的。 在 2G GSM 中,小区 = 扇区。 2G GSM 是窄带系统,单载波容量小。所以,多个载波“捆绑”在一起,形成一个“小区”。 例如 S 2/2/2 ,意思是:该站点有 3 个小区(扇区),每个小区有 2 个载波。 在 3G WCDMA 、 4G LTE 、 5G 中,小区 = 载波。 3G WCDMA 是宽带 CDMA , 4G LTE 单载波带宽更大。一个扇区的话,配置 1-2 个载波就够了。 如果是 S 1/1/1 配置, 3 个扇区,每个扇区只有 1 个载波,那就一共是 3 个小区。(小区之间,用扰码来区分,比如说扰码用 1 、 2 、 3 )。 如果是 S 2/2/2 配置, 3 个扇区,每个扇区有 2 个载波,那就一共是 3 × 2=6 个小区。(单个扇区能配置的小区数量,跟硬件能力有关。) 我们也可以这么简单记忆 ——频宽小的,载波数量多,多个载波配置为 1 个小区。频宽大的,载波数量少, 1 个载波就是 1 个小区。 总结一下: 采用基站识别码( Base Station Identity Code , BSIC )或全球小区识别码( Cell Global ldentifier , CGI )进行标识的无线覆盖区域,就叫做小区。 小区是提供终端接入的最小服务区域单位。它是虚拟的、逻辑的。系统定义了它,然后,工程师可以把它当作一个对象,进行参数配置、管理控制。 区别小区的关键,是是否能提供独立的服务。 GSM 一个小区多个载波,但只有一个广播 BCCH (广播控制信道),所以,一个小区是多个载波合在一起,才能提供小区服务。 WCDMA 和 LTE 的不同载波之间,各自有导频信号,是独立的。所以,一个载波就是一个小区的概念。 好了,大家都搞懂了嘛? 关注公众号“优特美尔商城”,获取更多电子元器件知识、电路讲解、型号资料、电子资讯,欢迎留言讨论。