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❒ 多重路徑效應(Multipath effect)
由基地台發射出來的電磁波可能直接傳送到手機，也可能經由建築或汽車等障礙物產生衰減(Attenuation)、反射(Reflection)、折射(Refraction)、散射(Scattering)、繞射(Diffraction)等作用以後才傳送到手機，如＜圖一＞所示，不同路徑的電磁波沒有同時到達手機，原本基地台發射出來的一個訊號變成多個不同路徑的訊號，由於每一個訊號到達的時間、強度、角度都不同，因此會引起接收端手機訊號的干擾及混亂。知識力www.ansforce.com。

圖一　多重路徑效應(Multipath effect)。

❒ 都卜勒頻移(Doopler shift)
波源(例如：聲波)和觀察者有相對運動時，觀察者接受到波源的頻率與波源發出的頻率不同的現象稱為「都卜勒效應(Doopler effect)」。我們都有這樣的經驗，當我們在路上聽到一台呼嘯急駛而過的救護車，會發生下列兩種情況：
➤當救護車漸漸接近我們時：聲波的波長變短，頻率變高，高頻的聲音耳朵聽起來是高音，所以警笛聲變得尖細，如＜圖二(a)＞所示。
➤當救護車漸漸遠離我們時：聲波的波長變長，頻率變低，低頻的聲音耳朵聽起來是低音，所以警笛聲變得低沉，如＜圖二(b)＞所示。

同樣的道理，雖然基地台是固定不動的，但是手機是會移動的，當無線通訊設備(手機)在移動狀態下發射電磁波，會因為發射端或接收端相互接近或遠離而造成頻率改變稱為「都卜勒頻移(Doopler shift)」：
➤手機接近基地台：由於電磁波波長變短所以頻率變高，如＜圖二(c)＞所示。
➤手機遠離基地台：由於電磁波波長變長所以頻率變低，如＜圖二(d)＞所示。
這種頻率的改變很小，對一般無線通訊影響不大，但是對載波頻率極為敏感的正交分頻多工(OFDM)則影響很大，而第四代行動電話(LTE/LTE-A)正好是使用正交分頻多工(OFDM)。

圖二　都卜勒頻移(Doopler shift)原理示意圖。

❒ 基地台與天線

講到手機的通訊品質，就必須提到大家聞之色變的基地台了，行動電話基地台的功率大約40~50dBm(10~100W)，所以四周的電磁波功率並不算低。根據電信法規，基地台必須距離地面高度15公尺以上，6公尺以內應該設置柵欄禁止人員靠近，將基地台通訊設備放置在貨車上就成為行動基地台，使用時可以將天線架設。天線是一種用來發射或接收電磁波的元件，理論上使用長長的一根金屬線就可以做為天線，但是商業上為了增加電磁波發射的能量與方向性，會使用許多金屬導體組合成特別的結構，依照電磁波發射的方向，可以將天線分為「全向性天線(電磁波朝向四面八方均勻發射)」與「指向性天線(電磁波集中在某個方向發射)」。
➤單輸入單輸出(SISO：Single-Input Single-Output)：使用一支天線傳送訊號，一支天線接收訊號，如＜圖三(a)＞所示。例如：第二代行動電話的GSM、GPRS、EDGE等。
➤多輸入多輸出(MIMO：Multi-Input Multi-Output)：使用多支天線同時發射訊號，多支天線同時接收訊號，可以在不增加頻寬或總發射功率耗損的情況下增加系統的資料吞吐量(Throughput)與傳送距離(Distance)，其實就是利用多支發射天線與多支接收天線所提供的空間自由度來提升無線通訊系統的頻譜效率，以提高資料傳輸率並改善通訊品質，屬於一種「空間多工(Spatial multiplexing)」技術，如＜圖三(d)＞所示。例如：第三代行動電話的HSDPA、HSUPA與第四代行動電話的LTE、LTE-Advanced。

早期還有單輸入多輸出(SIMO：Single-Input Multi-Output)，如＜圖三(b)＞所示；與多輸入單輸出(MISO：Multiple-Input Single-Output)，如＜圖三(c)＞所示，就是所謂的「智慧型天線(Smart antenna)」。此外，MIMO可以解決多重路徑效應的問題，而且MIMO最好在充分散射的環境效果更好，目前第四代行動電話的LTE系統可以支援2×2MIMO或4×4MIMO，而LTE-Advanced系統可以支援4×4MIMO或8×8MIMO。知識力www.ansforce.com。

圖三　基地台與天線的設置。

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