為什么手機(jī)發(fā)射功率這么小而基站卻能收到信號(hào)?
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基站幾十W發(fā)射功率,手機(jī)最大發(fā)射功率也不過(guò)2W,為什么它們能通訊,而不會(huì)出現(xiàn)像上圖這種情況呢? 可以從幾個(gè)方面來(lái)看。
圖中就是一種常見(jiàn)的基站用定向板狀天線,長(zhǎng)約1.2M,重約15Kg,可提供18dBi的增益能力,具備雙集接收能力。其實(shí)從體量上看就已經(jīng)可以大概知道這家伙的能力了。
其中的TMA(塔頂放大器)功能可以用于對(duì)上行信號(hào)(即手機(jī)發(fā)給基站的信號(hào))進(jìn)行低噪聲放大,從而在很大程度上改善上行接收質(zhì)量(注:TMA為非必選功能)。同時(shí)RRU本身的LNA(低噪聲接收放大器)和接收處理單元等等部分也都是性能強(qiáng)勁,非手機(jī)和普通家用無(wú)線路由器可比擬的。 上圖是一款ZTE公司的TD-SCDMA分布式基站產(chǎn)品組成部分之一的RRU實(shí)物照片,手機(jī)以及普通的家用無(wú)線路由器和這個(gè)重達(dá)20kg有余、功耗最高達(dá)數(shù)百瓦的“大鐵塊”在噸位上就已經(jīng)不是一個(gè)Level了(不過(guò)如此全副武裝的原因更多還是為了能適應(yīng)各種室外環(huán)境,比如防水還有更好的散熱等等)。
如上圖,使用CDMA技術(shù)的系統(tǒng)和沒(méi)有使用該技術(shù)的系統(tǒng)的一個(gè)很大區(qū)別就是多了擴(kuò)頻/解擴(kuò)這個(gè)步奏,通過(guò)擴(kuò)頻可以使原來(lái)相對(duì)高功率頻譜密度的窄帶信號(hào)展擴(kuò)成一個(gè)低功率頻譜密度的寬帶信號(hào),在接收端再進(jìn)行解擴(kuò)操作將擴(kuò)頻后的信號(hào)恢復(fù)出來(lái)。CDMA技術(shù)的特性可以使手機(jī)以更低的發(fā)射功率進(jìn)行工作的同時(shí)還能被基站更好的接收,比如WCDMA手機(jī)的發(fā)射功率可低至-50dBm(約10nW,而GSM手機(jī)在1800MHz頻段下最低發(fā)射功率為0dBm,約1mW)。這種信號(hào)甚至可以淹沒(méi)在噪聲中進(jìn)行傳輸,具備一定的隱蔽性,因此早期也被用于軍事通信用途。同時(shí)CDMA中還使用Rake接收機(jī)對(duì)多徑信號(hào)進(jìn)行合并處理(無(wú)論是基站還是手機(jī)都應(yīng)用了Rake接收機(jī),只是基站的更強(qiáng)點(diǎn)),使得原本微弱的信號(hào)能更好的被接收,這也是CDMA技術(shù)的優(yōu)勢(shì)之一。另外CDMA技術(shù)還使用了上行軟切換,簡(jiǎn)單說(shuō)就是允許一部手機(jī)的信號(hào)被多個(gè)小區(qū)(cell)接收,然后由上層網(wǎng)元(比如RNC)進(jìn)行選擇性合并,這也是“基站能更好的接收手機(jī)微弱信號(hào)”的一個(gè)體現(xiàn)。通俗的說(shuō)就是采取CDMA技術(shù)系統(tǒng)的基站(WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA)接收能力要比GSM基站更強(qiáng)。關(guān)于CDMA技術(shù)的更多更專業(yè)、更細(xì)節(jié)的東西可以自行搜索和參閱相關(guān)書(shū)籍或者技術(shù)文檔。 最后就是基站君雖然性能強(qiáng)大,但是其同時(shí)間所能服務(wù)的手機(jī)數(shù)量也是有上限的,當(dāng)同個(gè)小區(qū)(cell)下同時(shí)進(jìn)行業(yè)務(wù)的手機(jī)超過(guò)一定數(shù)量,就可能會(huì)導(dǎo)致上行受限(比如CDMA系統(tǒng)的呼吸效應(yīng)),此時(shí)部分手機(jī)的信號(hào)即使能被接收也無(wú)法被正確解調(diào),從而造成無(wú)法進(jìn)行業(yè)務(wù)的情況。如果手機(jī)距離基站實(shí)在過(guò)遠(yuǎn)或者是物理環(huán)境阻隔太多,使得基站接收到手機(jī)的信噪比低于其所能解調(diào)的門限,也會(huì)造成業(yè)務(wù)無(wú)法順利進(jìn)行。還有就是私人違法架設(shè)的一些所謂信號(hào)放大器之類的東西,由于其發(fā)射功率或者天線增益超標(biāo),導(dǎo)致基站接收到的信號(hào)功率過(guò)大,從而引起底噪的抬升,甚至阻塞了接收機(jī),就像大家都安靜說(shuō)話,就一個(gè)人大聲說(shuō)話蓋過(guò)了所有人的聲音一樣,此時(shí)基站也無(wú)法順利解調(diào)出其他手機(jī)的信號(hào)了。所以基站也并不是每時(shí)每刻都能順利的接收并解調(diào)出手機(jī)的信號(hào)。 該文章在 2015/4/19 23:03:28 編輯過(guò) |
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