手機網很慢?可能是被40度的天熱壞了_風聞
差评-差评官方账号-2022-08-24 07:14
本文原創於微信公眾號:差評 作者:差評君
熱熱熱!
這是一個多月來,差評君每天要説 925 遍的話。
在杭州氣温花式打破各種歷史記錄的刷屏新聞裏,差評君還看到了這麼一條噩耗:

本來差評君還不覺得,但看完這個新聞後,心裏一緊:好像網絡真變卡了。
大家如果有這種感覺的,不要懷疑自己,這不是錯覺,也不是自己手機出了毛病,而是手機網速真**“ 熱 ”崩了。**

但各位差友不要誤會,手機網速被“ 熱 ”崩倒不是因為氣温太高,而是跟這波高温一起來的大氣波導現象。
這聽着像是《 龍珠 》裏的龜派氣功波的大氣波導是個啥呢?
追根溯源,咱得先從罪魁禍首副熱帶高壓盤起。
大家和副熱帶高壓應該很熟了,畢竟每年夏天誰不罵它個百八十遍才能解恨呢。
但實際上副熱帶高壓一年四季都有, 只是剛好到了夏天,西太平洋的副高才會飄過來,順道帶來赤道的熱度,弄的我們是熱上加熱。

更可惡的是,副高非得早早地就把一肚子水汽,在赤道附近下個精光,等飄到咱們頭頂時又熱又幹,就和空氣炸鍋裏的風一樣。
往年,還有夏季風和它 battle,但今年夏季風一直沒發育起來,也就導致了副高一直盤旋在我國東南地區。

副高一直賴着不走,就會帶來兩種異常天氣現象,逆温和逆濕。
逆温現象其實很好理解,一般每上升 1000 米,氣温就會低個 6 攝氏度。
但這並不絕對,像副高帶來的乾熱大氣飄在頂上,下層空氣反而還涼快些,這就叫逆温。

逆濕現象也類似,近地面潮濕,高空反而乾燥。
這樣一來,在副高不斷努力下,逆温+逆濕二重奏,我們**頭頂被罩上了一個看不見的熱鍋蓋,**不僅人被熱麻了,手機信號在這種環境下的傳輸也大受影響。
因為手機信號是以電磁波的形式在空中傳播的,既然是波,就會發生折射。
不同的大氣情況下,折射類型也不同。
大部分時候,折射後的信號會飛向外太空,而當出現逆温、逆濕,折射角度就會低於地球的彎曲程度,從而發生超折射。

每當發生超折射時,電磁波會被折射向地面,接觸到了地面後又被反射到空中,反射到空中再被折射到地面。。。
如此反覆下來,手機信號就會低損耗地傳播到更遠處,這種現象被叫做大氣波導。
大氣波導 ▼

既然如此,不就意味着信號增強變遠?按理説應該網速應該變得更好才對。
但很可惜,信號傳播不是簡單地疊 buff 。
手機信號説到底可以分成兩大類,一種是你手機發送給基站,比如開直播,畫面信息要上傳,這種叫做上行數據;還有一種是基站發送給你的,看視頻、下載遊戲,數據從基站來,這種叫做下行數據。
處理上下行數據有種常用的模式,TDD-LTE**(** 下稱TDD )。
TDD 學名叫做時分雙工( Time Division Duplexing ),它有點像生活中的潮汐車道,只有一條道,需要上行就變成上行鏈路,需要下行就變成下行鏈路。

又因為它只有一條路,為了方便調度,TDD 就必須讓來往車輛保持大小一致,對應到實際應用裏,就是得保持上下行同頻。
可一旦這麼做了,就會衍生出另一個麻煩,怎麼分得清接收到的是上行還是下行數據呢?
所以 TDD 引入了個類似紅綠燈的玩意兒(學名叫 UpPTS 上行導頻時隙和 DwPTS 下行導頻時隙)。
上行燈亮時,只傳上行數據。

下行燈亮時,只傳下行數據。

但還有個問題,哪怕傳輸數據速度再快,從基站發出到用户收到還是需要時間的。
為了把這個時間的影響給覆蓋掉,必須引入了一個黃燈 GP( Guard Period 保護間隔 )作為緩衝區,避免上下行互相干擾。

黃燈 GP 效果其實是⛔️,在它的時間裏,既不能上行數據也不能下行數據。

到了這一步,TDD 模式終於妥了。
但這個妥是有條件的:黃燈 GP 到底要持續多久,是經過精密計算的。
舉個例子,有個基站叫差評號,它信號覆蓋範圍是 10 公里,信號傳輸給最遠的用户用時 3ms,那差評號設置黃燈時間就得略大於 3ms( 因為還得保證網絡延遲不能太高,所以也不能太大)。
照道理來講這就 OK 了。
可當發生大氣波導干擾時,遠處的信號傳輸距離大大延長,差評號這會兒能收到上百公里外的信號了。
這些上百公里來的信號,路上花的時間肯定超過 3ms ,所以黃燈沒用了,上下行數據就亂成一鍋粥,網速也就崩了。

不過類似的大氣波導干擾,在日常生活中並不少見,國內對相關問題的研究和應對工作也已經非常完備,所以平時哪怕出現大氣波導干擾,大家的網絡基本也不受什麼影響。
只是這次副高特別猛,持續時間又長,才會讓大家有了網速變慢的感覺。
不過有意思的是,大氣波導干擾可以説只針對 5G 信號,因為國內目前 2G、3G、4G 網絡都沒用 TDD ,只有 5G 信號用的是 TDD 。
如果你沒用 5G 流量,也感覺網速變慢了,那興許是基站真快被熱崩了。

畢竟目前大多數的基站在建造時,恐怕也沒想到會有這麼長時間、大範圍的高温天氣,按照國家標準來看,四五十度都已經是極限了。
不過好消息是,就在寫稿子的時候,編輯部的窗外已經電閃雷鳴,副高已經肉眼可見地囂張不了幾天,大家的網速也不會是個問題了。
唯一擔心的是,天氣涼快以後,還有人願意看這篇稿子嗎?
圖片資料來源:
科普中國:什麼是“逆温”?
中國科學院半導體研究所:移動TDD和FDD,區別到底在哪?
電波科學學報:趙飛龍:5G大氣波導干擾形成條件及規避方法研究
郵電設計技術:許國平:大氣波導干擾對5G NR的影響預研和應對措施探討
CSDN:TDD與FDD
中華人民共和國住房和城鄉建設部:移動通信基站工程節能技術標準
