手機是如何與基站連接的?

凌綾一


應邀回答本行業問題。

手機和基站之間是有空口進行連接的,在LTE系統中這個接口叫做UU接口。

下圖是一張LTE的系統結構圖:

其中手機屬於結構圖中最左下角的UE(用戶終端),E-UTRAN是4G的基站,中間的LTE-UU是手機和基站之間連接的空口,也就是說手機和基站是靠無線鏈路進行連接的。

手機的發射功率是比較小,但是無線信號依然可以被基站接收到。

4G手機的最大發射功率是23dbm,摺合0.2W,而常見的4G基站的單載頻的發射功率一般來說是40W。相比手機,基站的發射功率要大的多,這個主要涉及上下行的鏈路預算。

鏈路預算的計算涉及到一些通信業裡的定義,比如接收靈敏度、天線發射增益、還有最大發射功率、發射口全向輻射功率、傳播路徑衰耗、天線接收增益等一系列的參數,其實還有什麼干擾餘量、陰影衰落餘量等一系列的參數。

這裡邊主要說一下接收靈敏度、天線發射增益、天線接收增益、傳播路徑衰耗、最大發射功率這些,可能還比較好理解。

接收靈敏度相當於你的聽力,這個值越小,說明你的耳力越好;

天線的發射增益相當於你說話的時候是經過一個大喇叭發出去的,可以放大你的聲音;

傳播路徑衰耗相當於你和另外的人隔了比較遠的距離說話,中間還可能有阻擋,很顯然的是你的聲音傳到對方的耳朵裡就要比離你近的聲音聽起來小了,這個減去的值就相當於衰耗;

天線的發射增益,相當於你帶了一個助力器,可以把比較小的聲音放大;

最大發射功率,相當於你的嗓門大小,越大你的聲音也就越大。

手機和基站之間的信息交互是雙向的,這一點是非常明確的。

手機的天線的接收增益要比基站天線小的多,手機的接收靈敏度也不如基站,手機的發射功率也不如基站。相比來說,你的手機等於是耳力不行,嗓門不夠大,而且也沒有助聽器。

但是基站不一樣,基站的天線發射、接收增益都很大,接收靈敏度還比較高,這樣一來等於是一個本來耳力和嗓門都很大的人,還帶著大喇叭和助聽器,所以,即使你的聲音比較小一些,他也能聽清楚。

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通信一小兵


如題所述,你應該是想知道基站設備電量大功率大,手機體積和硬件功率小怎樣實現雙向互通的。

1、基站發射信號定義為下行,手機定義為上行。4G下行信號發射功率可設置成46dbm即40w或根據具體所需覆蓋範圍減小,手機發射功率3gpp協議規定最大為23dbm即0.199w。兩者相差2w倍,怎麼能保證手機發射的信號基站收到後正常解調。算法(10logwm=dbm)

2、干擾問題,正常電磁波的底噪在-120dbm,根據香濃定裡,服務信號只要比干擾強與30db,業務就不受影響。

3、TDD與FDD。TDD是在同頻率帶寬內,不同時間資源上傳輸上下行,如果表示為2s,第一秒為下行,第二秒為上行。FDD則是在兩個不同的頻段帶寬內單獨傳輸上下行。

4、路徑損耗問題,路徑損耗是外部環境實時改變的。LTE系統裡有機制可以實實測量路損。具體實現是,基站會發送一條攜帶自身發射功率信息,手機根據自己測量功率值相差就得到路損。

5、功率最小解調門限,就是服務信號電平比上干擾,大約為-115dbm,視干擾情況有偏差。

回到正題: 下行基站發射46dbm信號,但路損達到120db,那麼手機就收到-74dbm。反向上行手機發射23dbm,路損同樣基站降收到手機信號為-107dbm。

現在通信系統都配置多天線技術,對信號能起到發射與接收的增益。基站收到手機的信號會更強點。但是有個問題是為什麼基站要配置那麼高的發射功率呢,是因為手機天線較少,解調能力也比基站弱。




埃隆Ben


手機和基站都是通過各自的天線對外接收和發射無線電信號的。


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