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蜂窝基站是什么?

当您沿着高速公路行驶时,您可能会注意到每隔几英里就会出现一个蜂窝塔或蜂窝基站基站是无线电话和传统有线电话之间的接口。它允许您使用手机拨打家庭电话。基站是一种无线系统,使用微波无线电通信。它由安装在塔上的几个天线和底部装有电子设备的建筑物组成。当你用手机打电话时,手机和基站通过无线电来回通信,它们使用的无线电波处于电磁波谱的微波区域。

蜂窝基站是什么?

基站天线安装在高塔上,因为从这个高点可以更轻松地与通常靠近地面的手机用户保持联系。基站的实际天线元件通常小于十厘米(约 4 英寸),但可以分组为高度约一米(约 3 英尺)的簇或“阵列”。它们需要安装在塔上以克服基站和手机之间的障碍物,例如树木、山丘或高楼。您可能会在塔的不同高度看到几排天线。每个机架实际上属于不同的蜂窝或 PCS 服务提供商。由于塔式结构非常昂贵,因此服务提供商租用竞争对手或第三方拥有的塔上的空间通常是经济的。大多数小区分为三个扇区,因此每个天线架都是三角形的。机架的每个面通常都安装了三个天线。

三根天线中,两根用于接收,一根用于发射。两个用于接收端,以便基站可以比较信号并为小区内的每个用户选择最佳天线。这被称为“分集”接收,可以更平等地管理蜂窝基站发射器和小型电池供电的手机发射器之间的功率差异。蜂窝塔发射天线通常放置在两个接收天线之间。即使接收频率与发射频率不同,由于功率水平的巨大差异,天线也相隔数米。

天线的物理尺寸通常与其工作频率相关,例如,大约 1990 年的 450Mhz Nordic Mobile System 使用大约 4m 高的天线,而 1900MHz GSM 系统使用更小的天线来实现类似的增益和天线辐射模式。使用的蜂窝天线有两种类型,全向天线和扇形天线。全向天线通常仅用于低流量区域,或用于非常小的或室内“小区”。

塔下通常是一座容纳电子设备的小建筑。为了传输呼叫,基站需要一个强大的发射放大器来产生强大的信号。这个“功率放大器”通过一段同轴电缆连接到发射天线。通过电缆连接到接收天线的是低噪声放大器,可以检测微弱的输入信号并将其与存在的任何背景噪声分开。

一组称为收发器机架的电子电路连接到低噪声和功率放大器,并将它们的无线电信号转换为数字信号,反之亦然。收发器连接到在基站和主电话系统之间路由呼叫的电子交换设备。

电子交换功能被称为 GSM、AMPTS、NMT 和 CDMA 系统的“移动交换中心”(MSC),而对于 3G/4G 移动系统,它被称为“媒体网关”(MGW)/“网关 MSC 服务器” “(GMSC)。

基站中的其他地方是基站控制器等支持组件,它就像一台计算机,可以监视和控制各种功能,因此无需人员在场即可操作基站。AC/DC 电源整流器系统将电力公司提供的交流电源转换为电子电路所需的直流电源。大多数基站还有一个备用直流电源系统,包括连接在一起的铅/酸或胶体电池以提供 24/48 伏特。如果交流电源因停电而出现故障,备用电池系统可保持电话/数据通话连接,通常可提供约 4 小时的运行时间。

本文由 @徒行者 发布于弱电智能网 。

题图来自Unsplash,基于CC0协议

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