手机频谱

我们每天拿起手机的时候，很少会想到一件事情：手机和基站之间其实并没有一根线。

照片、视频、语音和消息全部通过空气传过去。我们坐在咖啡店里刷YouTube，开车的时候听Spotify，坐火车时打视频电话，看起来就像信息自然地穿过空气，没有任何成本。

所以第一次听说政府可以“拍卖无线频谱”，很多人可能会觉得很奇怪。空气不是公共的吗？无线电波不是谁都可以发吗？为什么运营商还要花几十亿甚至上百亿美元购买所谓的Spectrum？

答案其实说明了一个非常重要的工程规律：真正稀缺的东西，不一定是看得见的东西。

如果所有人都在同一个频道说话，会发生什么？

想象一个房间里有100个人。

每个人都想和另外一个人聊天。如果大家同时大声说话，声音很快就会混在一起，最后谁也听不清楚。

最简单的办法，是把人分开。有人去一号房间，有人去二号房间，有人去三号房间。

无线通信其实也很类似。

广播。

电视。

手机。

Wi-Fi。

卫星。

飞机雷达。

GPS。

军用通信。

紧急服务。

它们全部需要利用电磁波传播信息。如果所有设备都在同一个频率上发射，信号就会互相干扰。

所以人类做了一件很自然的事情：

把无线世界划分成不同的Frequency Bands。

你用这一段。

我用另外一段。

频谱其实很像高速公路

不同频率可以理解成不同车道。

一条高速公路如果只有一条车道，很快就会堵。

增加到四条车道，容量就提高了。

无线网络也是一样。

运营商拥有的频谱越多，理论上就可以同时传输更多数据。

所以当越来越多人开始看高清视频、打视频电话、使用云服务，手机网络面对的问题不仅是：

要不要多建几个基站？

还有：

有没有足够宽的无线车道？

这就是为什么频谱对于电信运营商如此值钱。

但不同的频谱并不是一样好

这一点就像房地产。

都是100平方米土地。

伦敦市中心和苏格兰高地的价格完全不同。

频谱也一样。

不同频率有完全不同的物理特性。

比较低的频率传播距离更远，也更容易穿过墙壁。一个基站可以覆盖比较大的区域。

频率越来越高以后，可以提供更大的数据容量，但传播距离通常变短，也更加容易被建筑物、树木甚至天气影响。

所以移动通信一直在做一个平衡：

Coverage和Capacity。

覆盖和容量。

比如低频特别适合农村

人口密度低。

如果一个基站可以覆盖20公里，当然比只能覆盖2公里经济得多。

但在伦敦市中心，问题完全不同。

一个基站下面可能有几万人。

大家同时刷手机。

这时候真正需要的是容量。

运营商可以建设更多小型基站，同时使用更高频率，让同