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星星之火16:在公共的空口信道中,GSM如何避免不同的基站之间相互干扰?

1.波的干涉在无线通信中,所有的二进制数据都是基于无线电磁波信号,电磁波是一种“波”,符合“波”的特性。根据波的特性,同频率的两个电磁波会发生相互叠加或相互抵消的现象,即同频干扰。

1. 波的干涉

在无线通信中,所有的二进制数据都是基于无线电磁波信号,电磁波是一种“波”,符合“波”的特性。

根据波的特性,同频率的两个电磁波会发生相互叠加或相互抵消的现象,即同频干扰。


GSM如何避免不同的基站之间同频相互干扰?

2. 小区

GSM的解决方法是:把25M带宽的电磁波分成200K个频点,共125个频点,每个蜂窝小区分得一定数目的频点,如上图中的C0-C3, 4个频点。

为了避免相邻基站之间的干扰,需要做几件事

(1)降低每个小区的覆盖范围

(2)相邻小区之间分配的频点,尽可能的远离。

(3)不相邻的小区之间可以复用频点。

上述的机制,在无线通信领域,有专门的术语:小区

小区,也称蜂窝小区,是指在蜂窝移动通信系统中,其中的一个基站或基站的一部分(扇形天线)所覆盖的区域,在这个区域内移动台可以通过无线信道可靠地与基站进行通信。

早期的移动通信是大区制,也就是在一个大的区域内建一个基站,且尽可能地提高该基站的信号覆盖范围,这种方法的好处是实现容易,设备简单,但由于受功率和频谱资源限制,系统容量有限,而且扩大容量很困难。

因此后来人们提出了小区的方法,即将一个区域划分成很多小的区域,即小区,每个小区用一个基站来进行信号覆盖,相邻的小区使用不同的频率避免干扰,而相隔较远的小区由于基站功率有限,可以使用相同的频率且干扰程度很低,不足以对两个小区用户的通信质量产生致命的影响,这样就实现了频谱复用,大大提高了频谱资源利用率,在相同的频谱和带宽资源下,相比较大区制的方法,由于频谱的复用,系统容量得到很大的提升。

这种小区划分区域的方法使得整个区域看起来像由很多蜂巢组成,因此小区又被称之为蜂窝小区。

3. 扇区

为了进一步降低小区覆盖范围,尽量多的复用有限的频点资源,把一个基站原先全向天线覆盖的360°区域,分成3个120°的扇区,如下图所示!

不同扇区,使用不同的天线来覆盖。这就是扇区。在这种架构中,小区是建立在扇区之上。

 


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