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。
大型厂房、别墅信号差
室外街道有较好信号，室内基本没有信号，信号差是由于别墅、厂房的房间里面的钢筋混凝土很难被900Mhz左右频率的手机信号穿过，被挡住了 。
高层信号差
高层的手机信号差的原因和以上几点都不同，其实高层的手机信号并不差，那为什么会仍然打不通电话呢？主要是因为高层可以接收到附近好几个基站传过来的信号，然而因为没有阻挡，所以信号强度也差不多，于是手机就会在几个基站之间频繁地切换，这就是所谓的“乒乓效应”；
郊区、乡村
郊区、乡村主要是解决覆盖问题。在铺设光纤的地区采用大功率光纤直放站（10W/20W）扩大覆盖范围。对于无光纤资源但又能收到基站信号的地区，可采用无线直放站解决覆盖问题。特殊情况下，还可采用移频直放站来增加覆盖距离。
通常输出功率在不超过信息产业部无线电管理局规定的限值的图册说明情况下，应分成若干等级供用户选用，下行主要考虑覆盖，上行保证基站满意接收。因此，下行一般大于上行。
增益是将接收到的信号放大到额定输出功率。考虑到直放站安装地点信号强度的差异，增益应是可调的。增益可以考虑将直放站接收到的信号电平放大到输出功率来计算。