【光电通信】什么是宏基站、分布式基站、SDR基站、直放站，科普通信知识

今日光电 2024-09-19 18:00

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基站即公用移动通信基站，是无线电台站的一种形式，是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。

如果我们不是系统工程师，那么有些名字还是经常混淆，现在我们就来科普一下基站相关的知识。

那么什么是宏基站、分布式基站、SDR基站、直放站呢？

宏基站

宏基站是指通信运营商的无线信号发射基站，宏基站覆盖距离大，一般在35Km，适用于郊区话务量比较分散的地区，全向覆盖，功率较大，微基站多用于城市内，覆盖距离小，一般1-2km，定向覆盖，微微型基站多用于市区热点补盲覆盖，一般发射功率很小，覆盖距离500m或更小。

宏站的设备功率一般为4-10W，换算成无线信号比值就是36-40dBm，加上基站覆盖天线的增益20dBi就是56-60dBm。如果就这样的功率照射在人的身上谁都受不了，准保成烤肉。但是在我们生活的范围中有很多的空气、尘埃、各种声音和各种各样的物体，他们可以阻挡掉很多的电磁辐射，所以当大功率的电磁波从基站天线发射出来后到我们的身边的时候已经变得很弱。

分布式基站

分布式基站是新一代用于完成网络覆盖的现代化产品。其特点主要是将射频处理单元和传统宏基站基带处理单元分离的同时又通过光纤连接，分布式基站结构的核心概念就是把传统宏基站基带处理单元（BBU）和射频处理单元（RRU）分离，二者通过光纤相连。在网络部署时，将基带处理单元与核心网、无线网络控制设备集中在机房内，通过光纤与规划站点上部署的射频拉远单元进行连接，完成网络覆盖，从而降低建设维护成本、提高效率。

分布式基站把传统的宏基站设备按照功能划分为两个功能模块，其中把基站的基带、主控、传输、时钟等功能集成在一个称为基带单元BBU (Base Band Unit)的模块上，基带单元体积小、安装位置非常灵活；把收发信机、功放等中射频集成在另外一个称为远端射频模块上，射频单元RRU (Remote Radio Unit)安装在天线端。射频单元与基带单元之间通过光纤连接，形成全新的分布式基站解决方案。

SDR基站

SDR（Software Defination Radio）即“软件定义无线电”，是一种无线广播通信技术，更确切的说是一种设计方法或设计理念。具体而言，SDR是指基于软件定义的无线通信协议而不是经过专用硬件实现。目前存在3 种主流SDR 硬件平台结构：基于GPP 的SDR 结构、基于现场可编程门阵列（FPGA）的SDR（Non- GPP）结构、基于GPP +FPGA/SDP 的混合SDR 结构。其中基于GPP的SDR结构如下：

SDR基站是基于SDR理念设计和开发的基站系统，其最大特点是其射频单元具备可编程和重新定义的能力，能够实现频谱的智能分配和多种网络模式的支持，即能够在同一平台设备上实现不同网络模式的技术，如下图所示，在同一套设备上实现GSM+LTE网络。

直放站

直放站：直放站由天线、射频双工器、低噪声放大器、混频器、电调衰减器、滤波器、功率放大器等元器件或模块组成，包括上、下行两种放大链路。

其工作的基本原理是：用前向天线（施主天线）将基站的下行信号接收进直放机，通过低噪放大器将有用信号放大，抑制信号中的噪声信号，提高信噪比（S/N）；再经下变频至中频信号，经滤波器滤波，中频放大，再移频上变频至射频，经功率放大器放大，由后向天线（重发天线）发射到移动台；同时利用后向天线接收移动台上行信号，沿相反的路径由上行放大链路处理：即经过低噪放大器、下变频器、滤波器、中放、上变频器、功率放大器再发射到基站。从而达到基站与移动台的双向通信。

直放站是一种无线信号中继产品，衡量直放站好坏的指标主要有，智能化程度（如远程监控等）、低IP3（无委规定小于-36dBm）、低噪声系数（NF）、整机可靠性、良好的技术服务等。

直放站（RP repeater）是连接网络线路的一种装置，常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作。

中继器

中继器是最简单的网络互联设备，主要完成物理层的功能，负责在两个节点的物理层上按位传递信息，完成信号的复制、调整和放大功能，以此来延长网络的长度。由于存在损耗，在线路上传输的信号功率会逐渐衰减，衰减到一定程度时将造成信号失真，因此会导致接收错误。

中继器就是为解决这一问题而设计的。

它完成物理线路的连接，对衰减的信号进行放大，保持与原数据相同。常用的直放站有手机信号直放站、手机信号放大器等，以蜂信通手机信号放大器为例，是指在无线通信传输过程中起到信号增强的一种无线电发射中转设备，其基本功能就是一个射频信号功率增强器。

在下行链路中，由施主天线现有的覆盖区域中拾取信号。通过带通滤波器对带通外的信号进行极好的隔离，将滤波的信号经功放放大后再次发射到待覆盖区域。在上行链接路径中，覆盖区域内的移动台手机的信号以同样的工作方式由上行放大链路处理后发射到相应基站，从而达到基地站与手机的信号传递。

使用直放站作为实现“小容量、大覆盖”目标的必要手段之一，主要是由于使用直放站一是在不增加基站数量的前提下保证网络覆盖，二是其造价远远低于有同样效果的微蜂窝系统。直放站是解决通信网络延伸覆盖能力的一种优选方案。

它与基站相比有结构简单、投资较少和安装方便等优点，可广泛用于难于覆盖的盲区和弱区，如商场、宾馆、机场、码头、车站、体育馆、娱乐厅、地铁、隧道、高速公路、海岛等各种场所，提高通信质量，解决掉话等问题。

移动通信直放站的构成因种类而异。

（1）无线直放机

下行从基站接收信号，经放大后向用户方向覆盖；上行从用户接收信号，经放大后发送给基站。为了限带，加有带通滤波器。

（2）选频式直放站

为了选频，将上、下行频率下变频为中频，进行选频限带处理后，再上变频恢复上、下行频率。

（3）光纤传输直放站

将收到的信号，经光电变换变成光信号，传输后又经电光变换恢复电信号再发出。

（4）移频传输直放站

将收到的频率上变频为微波，传输后再下变频为原先收到的频率，放大后发送出去。

（5）室内直放站

室内直放站是一种简易型的设备，其要求与室外型机是不一样的。移动通信直放站的构成因种类而异。

来源：5G通信射频有源无源滤波器天线

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