基站是什么

移動終端想要實現(xiàn)通信和上網(wǎng)就必須接入運營商通信網(wǎng)絡，接入運營商依賴于基站。基站是什么？基站是移動終端接入通信網(wǎng)絡的基礎設施。基站為通信網(wǎng)絡與移動終端間的信號傳輸提供服務，基站分為宏基站與微小站，不同類型的基站配合組網(wǎng)，提供優(yōu)質(zhì)的通信服務。

發(fā)布時間：2022-11-21
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1 基站是什么

1.1 基站的定義

基站是什么？基站（Base Station，BS）一般特指“公用移動通信基站”，是移動終端接入移動通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的接口設備。基站是指通過無線電覆蓋一定區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)，通過移動通信交換中心與移動終端進行信息傳遞的無線收發(fā)信電臺。基站用于實現(xiàn)移動終端可以隨時隨地接入移動通信網(wǎng)絡的通信需求。

1.2 基站的工作原理

為實現(xiàn)移動終端網(wǎng)絡接入，基站是必不可少的基礎設施，那么基站是什么構(gòu)造呢？基站主要由天饋系統(tǒng)、射頻單元（Remote Radio Unit，RRU）以及基帶處理單元（Base Band Unit，BBU）構(gòu)成。

圖1-1 基站結(jié)構(gòu)圖

●天饋系統(tǒng)：負責信號的發(fā)送和接收。

●射頻單元：負責信號的生成和提取。

●基帶處理單元：負責信息的加工和處理。

1.2.1 天饋系統(tǒng)

天饋系統(tǒng)主要包含天線和饋線。天線用于收發(fā)信號，饋線用于連接射頻單元，并將電磁波傳播到天線上。

●天線發(fā)送信號：天線把射頻單元發(fā)送的信號聚焦在對應移動終端的方向上，甚至可以形成類似于手電筒光束的信號，用信號形成的電磁波束跟隨移動終端移動，實現(xiàn)精準發(fā)射。

●天線接收信號：天線感知移動終端發(fā)來的信號，并把信號收集起來發(fā)送給射頻單元。

1.2.2 射頻單元

射頻單元主要負責無線信號的生成和提取，射頻單元內(nèi)部可以分為多個模塊分別處理2G、3G、4G以及5G信號。

●無線信號生成：把需要發(fā)送的信息轉(zhuǎn)化成電磁波，然后通過饋線傳播給天線，最后通過天線發(fā)送給移動終端。

●無線信號提取：把天線接收到的移動終端信號合并，去除干擾影響，提取有用的信息傳遞給基帶處理單元。

1.2.3 基帶處理單元

●向移動終端發(fā)送信號：首先由基帶處理單元將原始的信息進行加工處理，然后發(fā)送給RRU生成無線電信號，再通過天線發(fā)送給移動終端。

●接收移動終端信號：移動終端發(fā)出的信號首先會通過天線接收，經(jīng)過RRU初步處理后發(fā)送到基帶處理單元，由基帶處理單元實現(xiàn)信息提取。

1.2.4 室內(nèi)分布式系統(tǒng)

室內(nèi)信號覆蓋一直存在問題，例如一旦進入地下室、停車場和電梯等室內(nèi)區(qū)域，移動終端容易沒有信號，這是由于室內(nèi)信號深度覆蓋能力不足導致的。針對室內(nèi)區(qū)域，可設計專用的室內(nèi)分布系統(tǒng)實現(xiàn)信號的二次中繼和覆蓋增強。可通過從信源接出饋線，然后接入到室內(nèi)各個房間或通道，最后利用天線發(fā)出信號。

1.3 基站的功能

基站最基本的功能就是提供無線覆蓋，即實現(xiàn)有線通信網(wǎng)絡與無線移動終端之間的數(shù)據(jù)通信。如圖1-2所示，兩臺移動終端間想要實現(xiàn)通信，由其中一臺終端發(fā)起通話請求，基站的天線接收到該通話請求后，通過饋線傳遞給射頻單元進行信號提取，然后傳遞至基帶處理單元實現(xiàn)信息處理。由基站將該信號傳遞至運營商網(wǎng)絡，再由運營商網(wǎng)絡完成跨基站的信號傳遞。基站將收到的信號處理后，通過天線發(fā)送給另一臺移動終端，最終實現(xiàn)移動終端設備間的有效通信。

圖1-2 移動終端間實現(xiàn)通話

此外，基站還具備定位功能。LBS（Location Based Service，定位基站）一般應用于移動通信終端的定位服務，通過移動運營商的移動通信網(wǎng)絡或外部定位方式（如GPS）獲取移動終端用戶的位置信息，在GIS（Geographic Information System，地理信息系統(tǒng)）平臺的支持下，為用戶提供相應服務的一種增值業(yè)務。如圖1-3所示，通過基站和路標獲取某車輛的定位信息，并利用衛(wèi)星發(fā)送該定位信息，由GSM網(wǎng)絡將該定位信息傳輸給監(jiān)控中心實現(xiàn)車輛的定位跟蹤。

圖1-3 基站定位功能的信息流向

2 基站有哪些類型

3GPP組織根據(jù)功率大小將無線基站分為宏基站、微基站、皮基站和飛基站。宏基站功率最大，飛基站的功率最小，功率越大覆蓋范圍越廣。如圖2-1所示，微基站、皮基站以及飛基站通常合稱為微小站，皮基站和飛基站通常合稱為皮飛站。

圖2-1 基站分類

在5G時代背景下，當前主要采用宏基站為主，微小站為輔的組網(wǎng)方式來提升網(wǎng)絡的覆蓋率。針對室外場景覆蓋范圍減少以及宏基站建設成本高等問題現(xiàn)狀，需要宏基站與微小站配合組網(wǎng)。基于微小站體積小、重量輕以及安裝靈活性高等優(yōu)勢，適用于對室內(nèi)場景進行網(wǎng)絡覆蓋。除室內(nèi)區(qū)域外，微小站還可部署于室外盲區(qū)或熱門景區(qū)，實現(xiàn)低成本快速無線覆蓋，提升網(wǎng)絡服務質(zhì)量。

表2-1 四類基站對比

基站類型	單載波發(fā)射功率（20MHz帶寬）	覆蓋區(qū)域（覆蓋半徑）	適用場景
宏基站	10W以上	200米以上	架設于室外鐵塔上，適用于廣域覆蓋。此類基站體型較大，能夠承載的用戶數(shù)量大，覆蓋面積廣泛。
微基站	500mW-10W	50米到200米	架設于樓宇或人口密集區(qū)域，適用于局域覆蓋。針對不同的室內(nèi)場景，比如高鐵站、飛機場、大商場等，需布置多個微基站才能滿足需求。
皮基站	100mW-500mW	20米到50米	廣泛應用于住宅、寫字樓、商場、酒店和體育館等人流量相對固定的場景。
飛基站	100mW以下	10米到20米	通常作為家庭基站使用，實現(xiàn)家庭寬帶接入，用于滿足家庭、小商業(yè)機構(gòu)的無線覆蓋需求。

3 基站的典型應用

將基于UWB（Ultra Wide Band，超寬帶）技術開發(fā)的高精度無線定位基站，UWB定位標簽和定位引擎軟件配合使用，可實現(xiàn)精度為10cm到30cm的定位功能。此類型的基站可應用于隧道管廊、大型工廠、石油化工、養(yǎng)老醫(yī)院、倉儲物流、智能樓宇、機場車站等有定位需求的場景。

將UWB定位基站安裝在使用場景的高處，佩戴UWB定位標簽的人員進入該區(qū)域時，基站和標簽進行通信，將信息回傳到后臺服務器，通過管理平臺軟件便可查看該人員的位置信息。

圖3-1 通過基站提供高精度定位場景圖

4 總結(jié)

為實現(xiàn)移動終端有效通信，基站是什么角色？基站是移動通信中的無線信號中轉(zhuǎn)站，是實現(xiàn)移動終端通話、上網(wǎng)的基礎設施。隨著在線教育、遠程醫(yī)療、遠程辦公等應用的快速發(fā)展，對無線通信傳輸實時性需求越來越高，通過宏基站與微小站組網(wǎng)的結(jié)合，可現(xiàn)室內(nèi)外弱信號區(qū)域、盲點區(qū)域以及流量需求較大區(qū)域的深度覆蓋。

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