Question:
Pourquoi se donner la peine d'avoir une station de base haute puissance alors que les unités mobiles sont généralement de faible puissance?
code_fodder
2015-10-06 16:58:49 UTC
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Je veux savoir pourquoi, disons dans un système GSM / cellulaire, une station de base peut atteindre 50 watts, mais les unités mobiles ne peuvent être que de 100 mw (par exemple).

Sûrement si le la station de base utilise jamais 50w pour atteindre un mobile à longue portée, le mobile n'aura aucune chance de retransmettre.

Je comprends que sur une station de base, la technologie du récepteur est peut-être plus sophistiquée / plus grande et meilleure que sur un unité mobile, mais pourquoi y aurait-il une si grande différence de puissance maximale? - pourquoi ne pas limiter les stations de base à 5 watts ou autre?

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Remarque: en utilisant uniquement le GSM comme exemple, mais la question concerne toute technologie . Voici ce que je pense savoir déjà:

  • La différence entre une station de base mobile 1W et une station de base 50W est de 17 dB.
  • La diversité de la station de base peut totaliser 5 à 6 dB gain, qui équilibrerait un mobile 1W à une station de base ~ 4w
  • MIMO est des deux côtés, ce serait donc un gain à peu près égal et ne serait donc probablement pas pertinent dans ce sujet (bien que le BTS avec son plus grand les antennes + un meilleur espacement peuvent permettre d'obtenir quelques dB de gain de plus).

La technologie d'antenne de la station de base est-elle bien meilleure - elles sont plus grandes, plus hautes et directionnelles ...

Je pense que cela est également vrai pour les répéteurs FM utilisés dans la radio amateur - le répéteur est généralement plus puissant (mais pas aussi grand). Il doit donc y avoir un principe général qui n'est pas spécifique à la technologie GSM. J'adorerais voir cette réponse (j'ai essayé de l'écrire, mais je n'ai pas pu justifier l'affirmation selon laquelle la puissance de transmission plus élevée est utile étant donné que vous avez besoin d'une communication bidirectionnelle et que le meilleur positionnement de l'antenne améliore la transmission ainsi que la réception).
@Kevin Reid AG6YO ♦ J'y ai aussi pensé, mais je n'ai pas été en mesure de donner une bonne réponse. Quant aux répéteurs, je ne sais pas comment c'est aux USA, mais par exemple ici en Serbie, la puissance maximale est de 5 W pour les répéteurs locaux, 10 W pour les répéteurs régionaux et 15 W pour les répéteurs dorsaux. D'autre part, la puissance maximale pour les utilisateurs de répéteurs est de 75 W. Maintenant, je ne dis pas que nos autorités réfléchissaient quand elles ont adopté de tels règlements, mais cela pourrait indiquer qu'il y a quelque chose qui va dans l'autre sens? Ce n'est peut-être pas seulement la puissance brute?
@AndrejaKo La majorité de l'avantage du répéteur est certainement qu'il dispose d'une bonne antenne dans un bon emplacement. (Aux États-Unis, il n'y a pas de limites de puissance sur les répéteurs. Mais je ne sais pas non plus quelle puissance les répéteurs typiques utilisent.)
Donc, sur la base des commentaires / réponses des gens, j'ai ajouté une modification à mon message avec plus d'informations.
Un répondre:
tomnexus
2015-10-06 19:49:00 UTC
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La liaison est en fait équilibrée, car le récepteur de la station de base a un gain de diversité .

Les systèmes cellulaires 2G et 3G utilisent deux antennes à la base station (pour chaque direction de couverture). Ils sont soit espacés de quelques mètres, soit plus communément polarisation de +45 et -45 degrés, dans le même boîtier. Avec deux antennes et deux récepteurs, la station de base a une probabilité beaucoup plus grande de recevoir le combiné, au-dessus d'un certain seuil. Si une antenne est dans une valeur nulle, l'autre peut ne pas l'être.

La station de base émet également à partir de l'une des antennes. Votre téléphone n'a pas deux antennes, vous ne pouvez donc pas utiliser la diversité pour augmenter sa probabilité de recevoir le signal. Mais la station de base transmet beaucoup plus de puissance, ce qui compense quelque peu le manque de diversité.

Le téléphone est d'environ 1 W, mais s'il est proche de la station de base, il peut être invité à éteindre son puissance, pour économiser la batterie et pour équilibrer tous les signaux mobiles sur le récepteur de la station de base.

La diversité est liée au MIMO, mais ce n'est pas la même chose. Un récepteur Diversity sélectionne le meilleur signal parmi les deux antennes. Un récepteur MIMO combine les deux signaux de manière optimale.

`Votre téléphone n'a pas deux antennes, vous ne pouvez donc pas utiliser la diversité pour augmenter sa probabilité de recevoir le signal." Êtes-vous sûr que nous sommes à jour? Je sais que les téléphones intelligents d'aujourd'hui ont des antennes MIMO pour le WiFi. Je n'ai pas pu trouver rapidement d'informations sur le nombre d'antennes pour les réseaux cellulaires, mais je serais surpris que ce ne soit pas également 2x2. Si je me souviens bien, LTE-A prend en charge des configurations d'antenne jusqu'à 4x4 en liaison montante et jusqu'à 8x8 pour la liaison descendante.
Oui, ma réponse est pré-LTE. Les téléphones 2G et 3G ordinaires n'ont qu'une seule antenne cellulaire (par bande). Wifi, peut-être plus. LTE utilise certainement 2x2 et peut-être plus, mais c'est plus pour les modems de données avec des antennes externes bien séparées. Dans un combiné LTE, je me demande si vous obtiendriez beaucoup mieux qu'une antenne, 2 polarisations absolument le mieux que vous puissiez faire.
Même s'ils avaient plusieurs antennes, il vous manquerait l'espacement en longueur d'onde, de sorte que les avantages seraient marginaux.
Merci d'avoir répondu : ). Cependant, dans ma tête, cela ne tient toujours pas compte de la grande différence, à moins que la diversité ne puisse produire un gain de 17dB !? (le diff entre 1W et 50W) ... ok, donc le BTS n'utilisera peut-être jamais 50W en pratique, alors allons-y pour 25W, c'est quand même un gain de 14dB qui est énorme. Je reviendrai sur le gain de diversité, mais j'avais l'impression que vous pouviez à peu près doubler votre SNR et donc autour de 3 dB de gain ...
Ok, j'ai donc jeté un coup d'œil rapide, il semble que le gain de diversité maximum soit d'environ 5-6 dB dans la bande 900MHz (probablement moins pour les fréquences plus élevées) ... donc nous sommes toujours à court de 10 dB de gain entre mobile et BTS : (
Aussi, juste pour clarifier, je n'utilisais que le GSM comme exemple - la question s'applique vraiment à toutes les technologies. Pour MIMO, puisque les deux parties l'utilisent, il y aurait un gain des deux côtés, donc je pense que ce ne serait pas vraiment pertinent pour ce sujet.
Le gain de diversité dépend de la fiabilité du lien - à partir des statistiques des deux trajets de propagation. Si vous êtes satisfait de 80%, la diversité ne vous rapporte que quelques dB. Mais si vous voulez 99%, c'est probablement 10 dB ou plus.
Votre question élargie commence à mélanger les causes et les effets. Certaines liaisons sont asymétriques dans l'autre sens, par exemple les stations au sol par satellite peuvent être plus puissantes que le satellite. Vous ne pouvez pas analyser cela isolément et vous demander pourquoi, l'ingénieur d'origine a pris en compte toutes les contraintes et a fait de son mieux. Le plus important est probablement l'énergie - les choses fixes sur terre ont plus d'énergie disponible, donc elles l'utilisent généralement. Les choses portatives sont faibles, donc d'autres astuces sont inventées, comme la diversité. Une puissance plus élevée n'est pas une propriété naturelle des stations de base, c'est une solution à un problème plus large.
@tomnexus ok, donc garder est uniquement GSM, je ne trouve vraiment aucune preuve que le gain de plus de 5-6dB est atteint, et d'après mon expérience, le gain typique semble être d'environ 3-4dB. Donc, cela fournit certainement une partie de la réponse, mais il y a encore quelque chose de plus.Je pense que c'est peut-être que les antennes plus grandes sont plus sensibles (offrent une meilleure sensibilité absolue globale), mais je ne trouve aucune information indiquant que cela est un fait . +1 pour votre réponse (mais ne marque pas encore la question comme réponse).
Vous devez également tenir compte du fait qu'une station de base gère généralement un grand nombre de mobiles simultanément et qu'elle a besoin de plus ou moins pour consacrer une quantité égale de puissance à chaque mobile. (Donnez ou prenez des commandes de puissance, etc.) Donc, s'il gère 100 conversations, il a besoin d'environ 20 dB de puissance en plus. Chaque unité mobile ne gère qu'une seule conversation. Il est également possible que le récepteur de l'unité mobile soit moins sensible que celui de la station de base. Cela demande plus de puissance d'émission à la base.
@martinewing Je peux donner un exemple, à partir de 2G GSM qui est TDMA. Il y a 8 tranches de temps, la station de base transmet ses 30 à 40 W dans chacune d'elles, tandis que le mobile transmet ses 2 W en une seule. Donc, la différence de ~ 12 dB demeure, si vous regardez la puissance * dans la tranche horaire utilisée pour communiquer avec / depuis ce téléphone *. En CDMA, 3G, etc., le mobile transmet pendant une période plus longue et il y a plus de téléphones par station de base, donc je pense que vous êtes sur quelque chose.


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