Spørgsmål:
Hvorfor gider at have en basstation med høj effekt, når mobile enheder generelt har lav effekt?
code_fodder
2015-10-06 16:58:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jeg vil gerne finde ud af, hvorfor f.eks. i et GSM / cellulært system, en basestation kan være op til 50 watt, men mobilenhederne kan kun være 100mw (for eksempel).

Sikkert hvis basestationen bruger nogensinde 50w til at nå en mobil på lang rækkevidde, mobilen har ingen chance for at sende tilbage.

Jeg forstår, at på en basestationsmodtager er teknologien måske mere sofistikeret / større og bedre end på en mobilenhed, men hvorfor skulle der være så stor forskel i maksimal effekt? - hvorfor ikke begrænse basestationerne til 5 watt eller sådan?

EDIT

Bemærk: Brug kun GSM som et eksempel, men spørgsmålet står for enhver teknologi . Her er hvad jeg tror jeg ved allerede:

  • Forskellen mellem en 1W mobil og 50W basestation er 17 dB.
  • Base Station Diversity kan tilføje op til 5-6 dB forstærkning, som ville afbalancere en 1W mobil til en ~ 4w basestation
  • MIMO er på begge sider, så dette ville være nogenlunde lige gevinst, og det ville sandsynligvis ikke være relevant i dette emne (selvom BTS med dens større antenner + bedre afstand kan muligvis få et par flere dB forstærkning).

Er antenneteknologien i basestationen meget bedre - de er større, højere og retningsbestemte ...

Jeg tror, ​​dette også gælder for FM-repeatere, som de bruges i amatørradio - repeateren har generelt højere effekt (dog ikke et så stort forhold). Så der skal være et generelt princip, der ikke er specifikt for GSM-teknologi. Jeg ville elske at se det svar (jeg forsøgte at skrive det, men kunne ikke retfærdiggøre påstanden om, at den højere sendekraft er nyttig, da du har brug for tovejskommunikation og bedre antennepositionering forbedrer transmission såvel som modtagelse).
@Kevin Reid AG6YO ♦ Jeg tænkte også på dette, men kunne ikke give et godt svar. Med hensyn til repeatere ved jeg ikke, hvordan det er i USA, men for eksempel her i Serbien er maksimal effekt 5 W for lokale, 10 W for regionale og 15 W for backbone repeatere. På den anden side er den maksimale effekt for repeaterbrugere 75W. Nu siger jeg ikke, at vores myndigheder tænkte, da de lavede sådanne regler, men det kan være et tip, at der er noget der peger i den anden retning? Måske er det ikke kun den rå magt?
@AndrejaKo Hovedparten af ​​repeaterens fordel er bestemt, at den har en god antenne et godt sted. (I USA er der ingen strømbegrænsninger på repeatere. Men jeg ved faktisk ikke, hvilken effekt typiske repeatere bruger.)
Så baseret på kommentar / svar fra mennesker har jeg tilføjet en redigering af mit indlæg med yderligere information.
En svar:
tomnexus
2015-10-06 19:49:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Linket er faktisk afbalanceret, fordi basestationsmodtageren har diversitetsgevinst .

2G- og 3G-cellulære systemer bruger to antenner i basen station (for hver dækningsretning). De er enten anbragt et par meter fra hinanden eller mere almindeligt +45 og -45 graders polarisering i samme hus. Med to antenner og to modtagere har basestationen en meget større sandsynlighed for at modtage håndsættet over en vis tærskel. Hvis den ene antenne er i nul, er den anden muligvis ikke.

Basestationen transmitterer også fra en af ​​antennerne. Din telefon har ikke to antenner, så du kan ikke bruge mangfoldighed til at øge sandsynligheden for at modtage signalet. Men basestationen transmitterer meget mere strøm, og dette kompenserer noget for manglen på mangfoldighed.

Telefonen er ca. 1W, men hvis den er tæt på basestationen, kan den blive bedt om at skrue ned for sin strøm, for at spare batteri og for at afbalancere alle mobilsignalerne på basestationsmodtageren.

Mangfoldighed er relateret til MIMO, men er ikke den samme ting. En diversitetsmodtager vælger det bedste signal fra de to antenner. En MIMO-modtager kombinerer de to signaler på den optimale måde.

"Din telefon har ikke to antenner, så kan ikke bruge mangfoldighed til at øge sandsynligheden for at modtage signalet." Er du helt sikker på, at dette os er opdateret? Jeg ved, at dagens smartphones har MIMO-antenner til WiFi. Jeg var ikke i stand til hurtigt at finde oplysninger om antallet af antenner til mobilnetværk, men jeg ville blive overrasket, hvis det ikke også er 2x2. Hvis jeg husker rigtigt, understøtter LTE-A op til 4x4 antennekonfigurationer i uplink og op til 8x8 til downlink.
Ja, mit svar er alt før LTE. Almindelige 2G- og 3G-telefoner har kun en mobilantenne (pr. Bånd). Wifi, måske mere. LTE bruger bestemt 2x2 og måske mere, men dette er mere til datamodemer med godt adskilte eksterne antenner. I et LTE-håndsæt spekulerer jeg på, om du ville få meget bedre end 1 antenne, 2 polarisationer absolut det bedste, du kunne gøre.
Selvom de havde flere antenner, ville du mangle afstanden i bølgelængde, så fordelene ville være marginale.
Tak for svaret : ). Imidlertid tegner det mig stadig ikke for den store forskel, medmindre mangfoldighed kan producere en 17 dB gevinst !? (forskellen mellem 1W og 50W) ... ok, så BTS brugte måske aldrig i praksis 50W, så lad os bare gå til 25W, det er stadig en gevinst på 14dB, hvilket er enormt. Jeg vil tage et nyt kig på mangfoldighedsgevinst, men jeg havde det indtryk, at du omtrent kunne fordoble din SNR og derfor omkring 3dB-gevinst ...
Ok, så jeg kiggede hurtigt rundt, ser ud til at den maksimale diversitetsforøgelse er omkring 5-6 dB i 900 MHz-båndet (sandsynligvis mindre for højere frekvenser) ... så vi har stadig en kort gevinst på omkring 10 dB mellem mobil og BTS : (
For bare at præcisere brugte jeg kun GSM som et eksempel - spørgsmål gælder virkelig for al teknologi. For MIMO, da begge sider bruger dette, ville der være en gevinst på begge sider, så det ville jeg ikke rigtig være relevant for dette emne.
Mangfoldighedsgevinst afhænger af, hvor pålideligt linket skal være - fra statistikken for de to formeringsveje. Hvis du er tilfreds med 80%, giver mangfoldigheden dig kun et par dB. Men hvis du vil have 99%, er det sandsynligvis 10 dB eller mere.
Dit udvidede spørgsmål begynder at blande årsag og virkning. Nogle links er asymmetriske den anden vej, for eksempel kan satellitjordstationer være mere kraftfulde end satellitten. Du kan ikke analysere det isoleret og undre dig over, hvorfor den oprindelige ingeniør overvejede alle begrænsningerne og gjorde det bedste, han kunne. Den største er sandsynligvis magt - faste ting på jorden har mere strøm til rådighed, så de bruger det generelt. Håndholdte ting er svage, så andre tricks bliver opfundet, som mangfoldighed. Højere kraft er ikke en naturlig egenskab for basestationer, det er en løsning på et bredere problem.
@tomnexus ok, så vedligeholdelse er kun GSM, jeg kan virkelig ikke finde nogen beviser for, at der opnås gevinst på over 5-6 dB, og efter min erfaring synes typisk gevinst at være omkring 3-4 dB. Så dette giver bestemt en del af svaret, men der er stadig noget mere, jeg tror det kan være, de større antenner er mere følsomme (giver en bedre samlet absolut følsomhed), men jeg kan ikke finde nogen info, der angiver dette som faktum . +1 for dit svar (men markerer ikke spørgsmålet som besvaret endnu).
Du skal også redegøre for det faktum, at en basestation generelt håndterer et stort antal mobiltelefoner samtidigt, og det har brug for mere eller mindre at afsætte en lige stor mængde strøm til hver mobil. (Giv eller tag strømstyring osv.) Så hvis det håndterer 100 samtaler, har det generelt brug for ~ 20 dB mere strøm. Hver mobilenhed håndterer kun en samtale. Det er også muligt, at mobilenhedens modtager er mindre følsom end basestationens. Det kræver mere transmissionskraft i basen.
@martinewing Jeg kan give et eksempel fra 2G GSM, som er TDMA. Der er 8 tidsslots, basestationen transmitterer 30-40 W i dem alle, mens mobilen kun sender sine 2 W på en. Så forskellen ~ 12 dB forbliver, hvis du ser på strøm * i den tid, der bruges til at kommunikere til / fra den telefon *. I CDMA, 3G osv. Sender mobilen i længere tid, og der er flere telefoner pr. Basestation, så jeg tror, ​​du er på noget.


ⓘ
Denne spørgsmål og svar blev automatisk oversat fra det engelske sprog.Det originale indhold er tilgængeligt på stackexchange, som vi takker for den cc by-sa 3.0-licens, den distribueres under.
Loading...