第二章

蜂窝概念

3.1 基本介绍

3.2 频率复用

3.3 信道分配策略

3.4 切换策略

3.5 干扰和系统容量

3.6 中继和服务等级

3.7 提高蜂窝系统容量

内容概要

3.1 基本介绍

蜂窝概念：

一个系统级概念。用多个小覆盖区（小功率基站）来代替单个大覆盖区（大功率基站）。

解决频谱短缺和用户容量的重大突破。

收发信机等关键技术不需要改动

Cellular Structure: Fig 1

5

1

6 4

2

3

7

3.2 频率复用

1

5

6

2

2

3

3

4

5

6 4

3

2

7

7

6

六边形小区的基本性质

R

Rd 3

2

2

33

2*

2

3*6Area R

RR

同频小区的最小距离

2 2 2 2 2

2 2

Center coordinates:(0,0); Target :( , )

(( , ), (0,0)) 2 cos(120 )

id jd

D id jd i d j d ijd

d i j ij

(2d,1d)

(0,0)

(2d,2d)(1d,2d)

120°

频率复用中的一些概念

频率复用中的一些概念S: 整个小区簇中总的信道数目

k: 每个小区中分配的信道数

N: 复用S个信道的小区数

S=kN (3.1)

区群中N个小区称为一个簇，所有的信道在簇内进行分配，且各个小区分配的信道均不相同。

如果簇在系统中复用了M次，则总的信道数: CC = MkN = MS

5

1

15

6 4

1416

2

3

12

13

29

30

31

32

7

18

17

33

9

10

1119

8

27

36

35

34 28

20

37

21

22

23

24

25

26

42

43

44

4547

46

49

48

38

39

40

41

N的计算: N = i2 + ij + j2

示例：

i=2, j=1

N=7

dD 7

蜂窝系统的容量正比于固定面积上一个小区簇被复用的次数。

蜂窝系统内的频率复用因子为 1/N.

重要公式

NR

DNRNdD

ijjiN

ijjidD

3

3

22

22

例 3.1总带宽 为 33MHz，

信道带宽 =25kHz×2 单向信道 =50kHz 双向信道

那么总共的可用信道数 =33000/50= 660，

如在服务区内总共的小区数目为 49

1) N = 4, four cells 33MHz bandwidth, total number of channel available per cell =660/4= 165, duplex channel C=(49/4)×660=8084

2) N = 7,seven cells 33MHz bandwidth, total number of channel available per cell = 660/7=95, duplex channel C=(49/7)×660=4620

3) N = 12, twelve cells 33MHz bandwidth, total number of channel available per cell = 660/12=55, duplex channel C=(49/12)×660=2694

说明簇越大，每小区内的信道数在减少，单位面积上的信道总数在减少

3.3 信道分配策略

3.1 介绍Introduction

3.2 Frequency Reuse

3.3 Channel Assignment Strategies

3.4 Handoff Strategies

3.5 Interference and System Capacity

3.6 Trunking and Grade of Service

3.7 Improving Coverage and Capacity in

Cellular Systems

基本准则: 有效的使用无线频谱

频率复用的实质是在增加系统容量和减小系统干扰之间做平衡。

分配策略分为两类: 固定分配和动态分配

分配策略的选择会对系统性能产生影响，尤其是移动用户发生越区切换时。

固定分配:

每个小区分配一组事先确定好的话音信道，空闲信道可以服务用户，如无空闲信道，则呼叫阻塞；

借用策略：当前小区信道都被占用，可以从邻小区借用信道。由MSC来管理这样的借用过程。

3.3 信道分配策略

动态分配策略: 每当呼叫请求发生时，服务基站从MSC申请一个信道。MSC根据算法给小区分配信道，算法将结合 小区后续的阻塞概率

可选信道

信道的复用距离

其他代价

动态分配策略可以减小呼叫阻塞概率并增加中继容量；

需要MSC实时收集各个小区内的信道占用情况、话务量分布、各信道的无线信号强度指示等数据。

切换:

当移动台在通话过程中从一个基站移动到另一个基站时，MSC将把呼叫转移到目标小区的一个新的信道上。

3.4 切换策略

切换算法的关键参数：

信号强度（signal level）：典型的强度，-90dbm~-100dbm (-110dbm~-120dbm)，

切换门限（handoff threshold），信号高于门限 即切换。

切换时间（handoff time）

驻留时间（dwell time）。一个小区内没有经历过切换的通话时间

蜂窝系统中优先级很高的一项处理任务。优先于初始呼叫请求；

不合适的门限和 将会引起乒乓切换。

基站1基站2

BA

时间

接收到的信号强度

切换时的信号强度（通话成功转移到BS2）

B点信号强度时间

接收到的信号强度

B点信号强度（通话中断）

切换门限

维持通话的最小可接收信号

A点信号强度不正确的切换情况

正确的切换情况

1G系统中，基站（BS）在MSC的管理下来进行切换操作。基站中的定位接收机来扫描邻站中移动用户的信号强度。

典型切换时间 = 10s，

The handoff threshold is at 6-12dB.

2G系统中，切换在移动台的辅助下完成( handoff division is mobile assisted， MAHO)

Typically time required only = 1-2s,

Handoff threshold is at 0-6dB.

系统间切换。小区归属于不同的MSC。 切换方式如同重新呼叫。掉话率高。因此提出了优先切换原则，即，切换优先于呼叫建立。

3.4.1 优先切换

信道监视法：小区可用信道的一部分预留出来，专门服务于可能切换到该小区的通话。

切换排队请求：是减小强迫中断概率的一种方法。是以切换时延来换取中断概率的降低，但是时延过长同样会造成强迫中断。

为高速通信设置的“伞状”宏小区 为低速通信设置的微小区

3.4.2 Practical Handoff Considerations

用户移动速度的动态范围过大，如 fig 3.4

小区拖尾(Cell dragging)

可用除信号强度以外的物理参数来作为判决依据.如，可以用干扰强度。

干扰是影响蜂窝系统容量的一个主要因素

干扰源有：

同一小区内其他移动用户

邻小区内的移动用户

其他小区内的同频基站

其他非蜂窝系统内的干扰源

两种主要类型的蜂窝干扰

同道干扰（co-channel interference）

邻道干扰（adjacent channel interference.）

3.5 干扰和系统容量

同频小区:

在指定区域内使用同一频率的小区。

同频干扰:

同频小区之间的信号干扰.

减小同频干扰

同频小区之间应相隔足够的距离，以阻隔电波传播所造成的信号干扰。

3.5.1 Co-channel interference and System Capacity

同频干扰是小区半径(R) 和最近的同频站点的间距(D) 决定的。

同频复用比例（co-channel reuse ratio）

Q=D/R=(3N)1/2

较小的Q值下可获得较高的容量，这是因为簇内小区数N较小, 但Q值较大时，由于同道干扰较低，则会链路的传输质量会更好.

5

1

15

6 4

1416

2

3

12

13

29

30

31

32

7

18

17

33

9

10

1119

8

27

36

35

34 28

20

37

21

22

23

24

25

26

42

43

44

4547

46

49

48

38

39

40

41

Co-channel reuse rate : Q (同道复用比）

Q = D/R = (3N)1/2

D: 接收机离最近的同频小区中心点的距离

R: 小区的半径

N: 簇大小

考虑同频小区干扰，则前向信道的接收机的信干比表达为

Ii 来源于第i 个干扰小区的同频干扰

S 来自于当前服务基站的期望信号功率

0

0

n

dS P

d

i

i

S S

I I

P0 表示参考点处接收到的功率强度

d0 表示从天线到参考点的距离，一般很短。

假定用户处于小区的边缘位置，那么同频干扰造成的信干比可定义为

i

n

ii

n

d

DP

d

RP

I

S

0

0

0Di 表示第i个干扰小区和当前用户的距离

n 表示路径损耗因子

当每个基站的发送功率以及各传播路径的路损因子都相同时，则 S/I 表示为

0

10

0

0

)(i

i

n

i

n

i

n

ii

n

D

R

d

DP

d

RP

I

S

如果只考虑第一层干扰小区，可以近似认为用户到干扰小区的距离就等于同频站间距 D. 则 S/I is

00

)3()/(

i

N

i

RD

I

S nn

考虑第一层干扰小区的实例 (i0=6, as following

Fig (N=7))

6/

n

R

D

I

S

In dB:

8.7log10 R

Dn

RD

1st layer

of cells

Example: 对于美国的 AMPS通信系统, 使用FM调制以及30kHz的带宽的信道, 话音质量要求信道比需要满足 SIR>=18dB.假设n=4,根据

可得到，为了满足该要求，N 需要至少达到6.49, 因此最小可取整数为7

N=7, Q=4.6, the worst case SIR=48.56(17dB).

00

)3()/(

i

N

i

RD

I

S nn

Other consideration

If S/I requirement is 18dB, what is the

recommended cluster size ? (Assume n =4)

42.4645.040/8.25log

8.7log4018

R

D

R

D

R

D

ijjiN

N

NR

D

22

52.6

3

72,1or 1,2 Njiji

NRNdD

ijjiN

ijjidD

3

22

22

8.7log10 R

Dn

Using an exact cell geometry layout, it can be shown

for a seven-cell cluster using the same frequency,

with the mobile unit at the cell boundary.

A

R

D+R

D+R

D-R

D-R

D

D

A

A

A

A

A

A

4

4 4 4

4 4 4

2( ) 2( ) 2

1

2( 1) 2( 1) 2

RSIR

D R D R D

Q D Q

Example 3.2

SIR=15dB is required for satisfactory forward

channel performance of a cellular system, N=?,Q=?

Assume that there are six co-channel cells in the first tire, and all of them are at the same distance for the mobile.

(a) n=4, consider a seven-cell reuse pattern,

D/R=(3N)1/2=4.583, SIR=(1/6)×(4.583)4=75.3=18.66dB

(b) n=3, consider a seven-cell reuse pattern, SIR=(1/6)×(4.583)3=16.04=12.05dB. Since this is less than the minimum required SIR, we need to use a larger N. The next possible value of N=12(I=2, j=2), D/R=6, SIR=(1/6)×(6)3=36=15.56dB>15dB.

f1

f2f3

f2

f1

f3 f1

f2f3

f2

f1

f3

f1

f2f3

f2

f1

f3 f1

f2f3

f2

f1

f3

f1

f2f3

f2

f1

f3 f1

f2f3

f2

f1

f3

N=3

f1f2

f3f4f3

f2f1 f1f2

f3f4 f4f3

f2f1

f4f3f4

f1f2 f2f1

f4f3 f3f4

f1f2

f3f4f3

f2f1 f1f2

f3f4 f4f3

N=4

f1

f5f4

f3

f6

f2 f1

f5f4

f3

f6

f2

f7 f9f8 f7 f9f8

f1

f5f4

f3

f6

f2 f1

f5f4

f3

f6

f2

f7 f9f8 f7 f9f8

f1

f5f4 f6

f2

f7 f9f8

f1

f5f4

f3

f6

f2

f7 f9f8 f7

f1

f5f4

f3

f6

f2 f1

f5f4

f3

f6

f2

f7 f9f8 f7 f9f8

f1

f5f4 f6

f2

f7 f9f8

N=9

即将合适的信道分配给每个基站。在实际中分配会比理论上更加困难。

通常将这些可用频谱划分为信道（控制信道和话音信道）。一般大约5%的信道分配给控制信道。控制信道的频谱复用有可能采用比话音信道更低的复用因子。

CDMA系统的一个重要特性即N=1, 频率复用比TDMA或第一代通信系统简单。但也可以采用一定的频率复用。其具有呼吸效应：一种动态时变的依赖于用户数量的覆盖变化（其本质是干扰随着用户数的上升而增加）。

3.5.2 无线系统的信道规划

来自于当前信号频率的相邻频率的干扰称为邻道干扰（或 邻频干扰） adjacent channel interference(ACI). 由于接收滤波器不理想造成邻道的功率泄露。结合远近效应时，会产生严重影响。

减小邻道干扰。可通过精确的滤波和信道分配来减小。通过将连续频谱分配给不同的小区，增大邻道间隔来减小邻道干扰。

如果 N 较小，邻频信道间隔就可能不足以将邻道干扰保持在可接受的水平以下。

实际系统中，BS 会使用高 Q 值的空腔滤波器。

3.5.3 邻道干扰

Example:

If a close-in mobile is 20 times as close to the BS as another mobile and has energy spill out of its passband, the signal to interference ratio is

SIR=(20)-n, n=4, SIR=-52dB

log2x=52/20 -> x= 6

If the IF filter has a slope of 20dB/octave, then the ACI must be displaced by at least 6 times the passband bandwidth from the center of the receiver frequency passband to achieve 52dB attenuation.

3.5.4 功率控制减小干扰

In practical cellular systems, the power levels transmitted by every subscriber unit are under constant control by the serving base station, and are done to ensure them to maintain a good quality link.

中继(trunking): 大量的用户在一个小区内共享有限数量的信道。从信道池中给用户按需分配信道。

用户有呼叫时才被分配一个信道；通话终止，则交还信道。

中继 利用了用户的行为的随机的统计特性从而使得固定数目的信道可以服务于大数量的用户。

丹麦数学家爱尔兰（Erlang）提出的中继理论和排队论是中继无线系统容量分析与设计的重要理论工具。Erlang成为话务量强度的单位。

服务等级 Grade of Service (GOS) 是用来度量用户在忙时接入中继系统的能力。它表示为呼叫被阻塞或呼叫延迟大于特定门限的概率。

3.6 中继和服务等级

中继理论中的常用术语

Set-up time：给请求的用户分配一个中继无线信道所需的时间。Blocked call：拥塞无法在请求时间完成的呼叫，叫损失呼叫。Holding time：通话的平均保持时间，表示为H(以秒为单位)。Traffic intensity：表征信道时间利用率，为信道的平均占用率

以Erlang为单位。是一个无量纲的值，可用来表征单个或多个信道的利用率。表示为A。

Load：整个系统的话务量强度，以Erlang为单位。GOS：表征拥塞的量，定义为呼叫阻塞概率

（表示为B，单位为Erlang），或是延迟时间大于某一特定时间的概率（表示为C,单位为Erlang）。

Request rate：单位时间内平均的呼叫请求次数。表示为λ/秒

每个用户产生的话务强度 Au （Erlangs）可以表示为

H 平均每个呼叫的持续时间

单位时间内每个用户发生的平均呼叫数

系统内总的话务强度:

U 是某系统中的用户数

每信道的话务强度:

C 是系统中的双向通信信道总数

HAu

uUAA

CUAA uc /

基于阻塞概率的容量分析

阻塞业务

• carried load： offered load 当中成功获得信道资源分配的部分

• Blocked load: 由于没有缓存队列，剩余未获得资源分配的业务部分

trafficBlocked load Carried load Offered

Offered load Carried load

Blocked traffic

中继系统 1 (1)

阻塞呼叫清除：对呼叫请求不进行排列前提条件：

呼叫服从泊松分布，

用户数量无穷大

呼叫请求的到达无记忆性（任意时刻发起呼叫）

用户占用信道的概率服从指数分布（越长的通话越少）

中继信道池中可用的信道数目有限

中国科学技术大学 个人通信与扩频实验室

中继系统 1 (1)

阻塞呼叫清除：对呼叫请求不进行排列

The Erlang B formula is derived in Appendix A.1

0

![blocking] 80, 3

!

C

r Ck

k

ACP GOS P figure

Ak

.6

C 中继信道数

A 提供的总话务量

对阻塞概率的保守估计，有限用户数下阻塞率会低于该公式的结果。

Erlang B chart describes the relation between system

capacity, offered load, and blocking probability

>0

>t >0 3.7

= >0

0

[ ]

! 1!

[ ] [ ]exp( ( ) / ) 81,

The average delay for all calls in a queued system is [ ]

C

r CkC

k

r r

r

AP delay

A AA CC k

P delay P delay C A t H p figure

HD P delay

C A

Trunking System Capacity Count (2)

阻塞呼叫延迟：用一个队列来保存阻塞的呼叫

The Erlang C formula is given in Appendix A.2 (a

queue is provided to hold calls which are blocked).

注意呼叫平均延时和业务的保持时间相关

Example 3.4一个呼叫清除中继系统中，当中继信道数如下列所示时，在0.5%的阻塞率标准下，可以支持多少用户？(假设每个用户产生 0.1Erlangs 的业务量)

(a) C=1, Au=0.1, GOS=0.005. From fig. 3.6, A=0.005,

U=A/Au=0.005/0.1=0.05users, actually, U=1 user.

(b) C=5, Au=0.1, GOS=0.005. From fig. 3.6, A=1.13,

U=A/Au=1.13/0.1=11 users.

(c) C=10, Au=0.1, GOS=0.005. From fig. 3.6, A=3.96,

U=A/Au=3.96/0.1=39 users.

(d) C=20, Au=0.1, GOS=0.005. From fig. 3.6, A=11.1,

U=A/Au=11.13/0.1=110 users.

(e) C=100, Au=0.1, GOS=0.005. From fig. 3.6, A=80.9,

U=A/Au=80.9/0.1=809 users.

Example 3.5

一座城市中有三家蜂窝系统运营商，系统 A 有 394

个小区, 每小区19 信道, 系统B有 98 个小区, 每小区57 个信道, 系统C有49小区, 每小区 100 个信道.

如果在2%的阻塞率上，每个用户每小时拨打2个电话，每个电话平均通话3分钟，求系统的用户数及每个系统的市场占有率。

Solution:

(a) GOS=0.02, C=19, Au=λH=2×(3/60)=0.1 Erlangs.

From fig. 3.6, A=12, U=A/Au=12/0.1=120 users. Since

there are 394 cells in system A, the total number of

users that can be supported =120×394＝47280.

(b) GOS=0.02, C=57, Au=λH=2×(3/60)=0.1 Erlangs.

From fig. 3.6, A=45, U=A/Au=45/0.1=450 users. Since

there are 98 cells in system B, the total number of users

that can be supported =450×98＝44100.

(c) GOS=0.02, C=100, Au=λH=2×(3/60)=0.1 Erlangs.

From fig. 3.6, A=88, U=A/Au=88/0.1=880 users. Since

there are 49 cells in system C, the total number of users

that can be supported =880×49＝43120.

Example 3.6A certain city has an area of 1,300 square miles and is covered

by a cellular system using a seven cell reuse pattern. Each cell

has a radius of four miles and the city is allocated 40 MHZ of

spectrum with a full duplex channel bandwidth of 60 kHz.

Assume a GOS of 2% for an Erlang B system is specified. If the

offered traffic per user is 0.03 Erlangs, compute

(a) the number of cells in the service area,

(b) the number of channels per cell,

(c) traffic intensity of each cell,

(d) the maximum carried traffic,

(e) the total number of users that can be served for 2% GOS,

(f) the number of mobiles per unique channel (where it is

understood that channels are reused),

(g) the theoretical maximum number of users that could be

served at one time by the system.

Solution:

(a) Given:

Total coverage area=1300 miles, and cell radius

=4 miles

The area of a cell (hexagon)can be shown to be

2.598 R2, thus each cell covers 2.598 × (4)2 =41.57

sq.mi.

Hence, the total number of cells are

Nc=1300/41.57=31 cells.

(b) The total number of channels per cell (C)

= allocated spectrum/(channel width ×frequency

reuse factor)

= 40,000,000/(60,000*7)=95 channels/cell

(c) Give :

C=95, and GOS=0.02

From the Erlang B chart, we have

traffic intensity per cell A=84 Erlangs/cell

(d) Maximum carried traffic = number of cells ×traffic intensity per cell = 31 × 84 =2604 Erlangs.

(e) Given traffic per user = 0.03 Erlangs

Total number of users = Total traffic/traffic per user

= 2604/0.03 =86,800 users.

(f) Number of mobiles per channel =number of users /

number of channels

= 86,800/666=130 mobiles /channel.

(g) The theoretical maximum number of served mobiles

is the number of available channels in the system

(all channels occupied)

= C × Nc= 95 × 31= 2945 users, which is

=2945/86800=3.4% of the customer base.

Example 3.7

一个4小区系统中的小区半径为 1.389km. 整个系统共 60 个信道. 如每个用户负载0.029 Erlang， λ=1

次呼叫/小时，那么计算呼叫延迟概率为5%的Erlang C系统

(a) 每平方公里可支持多少用户?

(b) 一个被延迟的呼叫等待10s以上的概率是多少?

(c) 一个呼叫被延迟10秒以上的概率?

Solution:

(a) R=1.387km, N=4, 每小区信道数C=60/4=15, 小区面积=2.598×(1.378)^2 =5 km2,

根据Erlang C公式可得对于C=15，延迟概率5%,

话务强度为 9 Erlang, 所以可支持用户数=9/0.029=310

个，每平方公里可支持 310/5=62个/平方公里

(b) λ=1, 保持时间 H= Au / λ=0.029 小时=104.4秒,

Pr[delay>t|delay]=exp(-(C-A)t/H)

=exp(-(15- 9)10/104.4) =56.29%

(c) Pr[delay>0]=5%=0.05

Pr[delay>t]=0.05×0.5629=2.81%.

小区分裂：将拥塞的小区分成更小的小区的方法。每个小区由自己的基站覆盖并相应降低天线高度和发送功率。

因提高了频率复用次数，因此使得系统容量增加

微小区的引入减小了站间距D，也缩小了小区半径R，因此保持了Q值不变。如小区半径缩小一半，Q值依然不变，但是容量增加为4倍。

3.7.1 小区分裂（ D/R 保持为常数, R 减小 ）

3.7 蜂窝覆盖与容量的提升

B

C

F

G

E

D

E

D

F

E

G

F

B

G

C

D

C

A

E

G

B

C

D

G

G

小区分裂后微小区的功率设定

小区边缘的接收功率可以表示为：

因此当小区尺寸下降到原来的一半，当n=4时，则新小区基站的发射功率为

16

12

tt

PP

n

tr RPboundarycelloldatP 1][

Example of Cell Splitting Arrangement II

Example of Cell Splitting Arrangement III

示例 3.8

参见图中蜂窝结构，假定每基站不管尺寸大小都有60个信道. 如果原小区半径1km，而微小区半径0.5km，请计算以A点周边3km*3km正方形区域内在下列条件下所含有的信道数，

B

C

F

G

E

D

E

D

F

E

G

F

B

G

C

D

C

A

E

G

B

C

D

注：假设假设处于正方形区域内的小区都包含在正方形区域内。

(a) 不使用微小区;

这区域内有5个基站（包括边缘上的站点），则共有信道300个。

中国科学技术大学 个人通信与扩频实验室

示例 3.8

(b) 使用图中用字母标注的微小区;

B

C

F

G

E

D

E

D

F

E

G

F

B

G

C

D

C

A

E

G

B

C

D

多出6个站点，则小区总数变为（5+6）=11; 信道总数为60*11=660个，获2.2倍增长。

(c) 如果所有原小区都被微小区代替掉。

则可多出12个站点，则小区总数变为（5+12）=17; 信道总数为60*17=1020个，获得3.4倍增长。

小区裂向：小区采用定向天线来代替原来的全向天线划分小区的方法。可以实现保持小区半径不变，而设法减小 D/R 的值.

定向天线带来可以减小同频干扰，从而提高SIR。通过使用1200 扇区天线，将原先的一个小区分为3个扇形小区。这样，在第一层小区中的干扰源可以从6个减小为2个。

容量的提升是通过减小簇中小区的数目，即N值来实现的。

真实系统中也可以通过调整天线下倾角，使得天线的垂直辐射模式的凹陷处正好指向小区边缘，从而减小干扰。

负面效应：需要更多的天线，将中继信道池分成若干更小的块，从而导致一个小区内的中继效率下降。导致更频繁的切换。

3.7.2 小区裂向（ R is constant, D/R is decreased ）

示例：

考虑一个呼叫平均持续时间2分钟的蜂窝系统，阻塞概率不高于1%，每用户平均每小时发起呼叫1次。如果为7小区复用，那么共有395个话音信道。每小区57个话音信道。假设采用阻塞呼叫清除机制。在没有裂向的情况下，每小区能处理的话务量按照ErlangB公式可得为44.2 Erlang，对于1326呼叫/小时。

如采用1200小区裂向：每小区19个信道，同理可得每扇区能处理11.2 Erlang话务量，因共有3个扇区，每小区可处理话务量为33.6 Erlang，对应于1008个呼叫/小时< 1326呼叫/小时。

中继效率降低，但SIR升高。因此可以采用更高的频率复用因子，即，减小簇内的N值。如果N=4，则每个扇区33个信道，根据Erlang B公式大约可支持21个Erlang，则每小区合计支持63ErLang > 44.2。从而获得增益。

中国科学技术大学 个人通信与扩频实验室

7

62

3

4

1

5

5

5

5

5

5

5

中继器可以用于难以直接覆盖的区域，例如楼宇内部，山谷、隧道等场合，以进行覆盖延伸。

中继器双向工作，用于接收信号并重新发射出去。从话务呼叫的角度，中继器并不增加系统的容量。

实际应用中，通常用定向天线或者分布式天线系统作为局部覆盖点的中继的输入或输出。

中继器及其天线的布置需要精心规划。

现代的中继器不仅仅是repeater，而可以是放大转发（amplify-and-forward）和 解码转发 (decode-and-forward)等一系列演进。也可以起到提高系统吞吐量的作用。

3.7.3 中继器扩大覆盖范围

多个区域站点由同一基站使用相同的无线频谱资源来进行服务。那么该基站和这多个分区微小区则构成了一个小区。

和裂向的区别 裂向的扇区之间的信道是固定区分的。

微小区之间的信道是动态分配的。因此既可以减小干扰，又可以保持中继效率。

在这些分区微小区之间移动时，用户切换不需要由MSC

介入，由BS将信道切换给另一个分区微小区使用即可。

基站间的同频干扰被减小. SIR获得增强，也可以提高频率复用程度。

3.7.4 分区微小区概念

微小区选择器

微波和光缆电路

基站

Tx/Rx

Tx/Rx

Tx/Rx

R

R1

D

D1

D

示例：对于一个N=7的一般蜂窝系统，接收机要求满足SIR=18dB的系统门限。那么根据计算可得，系统需要 D1/R1=4.6. 如采用分区微小区，则可以采用N=3，使得 D/R=3. 及系统由于簇变小获得了7/3=2.33倍的容量增益。

原因是：同频分区微小区的距离比其半径的值远大于小区的同类比值。