你的手机信号为啥不好？

我们日常生活中，你是否有这些发现：当我们在电梯或者地下停车场，乘坐高铁或者地铁，在隧道或者山洞中，手机信号就会受到影响？

今天文档君带着干货来了！我们从最基础的移动通信原理开始，抽丝剥茧地解答疑惑——

到底是什么影响了我们的手机信号？

简单易懂的无线通信原理

我们知道，手机要能够打电话，首先要有信号，这个信号就是指无线信号，无线信号是通过电磁波进行传播的，整个通讯过程可以简单概括为：

1. 发射：发送端设备（例如手机）将需要传输的信息（例如：声音、图像或者数据）进行编码和调制，经过调制的信号通过发送端设备的天线以无线电波（电磁波的一种）的形式发射出去。

2. 传播：携带信号的无线电波在空气等介质中传播。

3. 接收：接收端设备（例如基站）通过天线进行接收，并将接收到的无线电波经过解调和解码还原成原始信息。

这就是无线通信的大致过程。从上面的过程中，我们可以分析出，无线通信涉及以下环节：

• 发送&接收端的编码和调制。

• 发送端通过天线发送，发给谁？怎么发？（发送方向、时间等）。

• 无线电波传播，主要是传播时信号损耗和干扰等问题。

• 接收端通过天线接收，怎么收？

下面，我们就具体聊一聊这些环节里的各种因素是如何影响你的手机信号吧。

影响无线信号传播的因素有哪些？

手机信号不稳定是由多种复杂因素同时影响的，根据上文提到的无线通信涉及到的环节，这里我们以信号发给谁，信号调制，信号怎么发，信号传播的干扰，信号传播的损耗，天线发送&接收这几个角度分析会影响无线信号的因素：

• 基站数量和分布

无线信号在空气中传播过程中有个特点，随着传播距离的增加，信号强度会逐渐减弱，一定距离后，可认为减弱为零，所以再POWER的基站能够提供的无线信号覆盖范围也是有限的，如果坐着高铁恰巧经过基站分布少的偏远地区，信号就会差。

• 基站使用的频谱

低频信号覆盖范围广且穿透性强，高频信号传输数据快，但更容易受到隧道、山洞等障碍物的阻挡。

• 基站的天线

基站天线的方位角和下倾角影响基站的信号覆盖范围。

方位角是指从正北方向的平面顺时针旋转到天线所在平面所形成的角度。天线根据方向性分为全向天线和定向天线，一般基站配置3个定向天线完成360°全方位覆盖，天线方向通常有两个或多个瓣，功率最大的瓣称为主瓣，其余称为旁瓣。

如果你的位置恰巧处于主瓣方向，手机信号就会强一些，如果你的位置不巧位于旁瓣方向，手机信号相对会弱一些。

下倾角是指天线指向地面的角度，下倾角越大则基站覆盖范围距离基站越近，反之覆盖范围距离基站越远，较小的下倾角虽然能够提供较远的覆盖范围，但距离基站较近的地方信号会很差，俗称“塔下黑”。

• 地形和环境

无线信号在传播过程中，能量会被地面或者高空的电离层吸收或反射，遇到一些障碍物会发生反射、衍射或者散射，从而造成信号强度衰减，在建筑物密集的区域还可能会产生多径效应。

多径效应是指当无线信号从发送端发射后，会遇到直射、反射、散射、绕射等传播路径，信号经过多条路径到达接收端，每条路径的长度和到达时间不同，使信号在接收端叠加产生干涉现象，导致信号衰落、信号失真、多普勒频移等问题。

• 信号穿透墙体材质

当无线信号穿透障碍物时，会造成信号损耗，不同的穿透材质对穿透损耗也有很大的影响，下图为一些常见材质的WiFi的无线电波穿透损耗情况，由此可知玻璃和木质材料，无线信号传播相对较好，金属材料对无线信号的穿透损耗非常大。

• 用户数量和密度

如果某一区域用户数量过多会面临信道拥堵问题，就像道路上车的数量到了一定程度就会堵车。总的频谱资源是有限的，人群过于密集，导致基站分配给每个用户的无线资源变少，网速变慢。

• 移动终端设备移动速度太快，频繁切换基站

当你拿着手机从某一基站的覆盖区域内移动到另一个基站的覆盖区域内时，你的手机会自动切换到信号更强的基站，基站切换有响应时间，如果乘坐高铁等高速的交通工具，高频率的切换会增加信号掉线和延迟的可能性。

• 移动终端设备移动速度太快，造成多普勒效应

无线信号在手机和基站之间传播时，由于手机和基站间的相对运动，频率会发生改变的现象，这就是多普勒效应。当手机向某一基站移动时，该基站接收到的信号频率变高，手机远离某一基站移动时，该基站接收到的信号频率变低，手机移动速度越快，多普勒效应越明显。

多普勒效应会在无线信号解调时造成困难。基站和移动终端设备是使用约定好的频率通信的，如果基站接收到的信号频率变化过大，无线信号就像变装了一样，基站无法识别导致解调失败，只能要求终端重发了。

所以手机信号在发射到接收的过程中遇到以上问题时，都会影响我们的信号。

噼里啪啦说了那么大半天，最后考考聪明的你们，在高铁上手机信号受到影响可能是哪些原因造成的？欢迎大家在评论区大胆讨论！