一、蜂窝的概念

1、系统级的概念：用许多小功率的发射机（小覆盖区）来代替单个的大功率发射机（大覆盖区），每个小覆盖区只提供服务范围内的一小部分覆盖。
2、不需要做技术上的重大修改，没有增加额外的频率，实现了用固定数目的信道来为任意多的用户服务。
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举例：30个双向信道
1、大区制时，只能有30个用户同时通信。
2、小区制时，若分为30个小区，相邻3个小区采用不同的频道，每个小区有10个双向频道，则相同的服务区可以同时为300个用户提供服务。
3、蜂窝小区的形状：在服务区面积一定的情况下，正六边形的覆盖需要最少的小区数目，即最少的基站，费用也是最少的。
4、蜂窝小区的分类
（1）宏蜂窝：每个小区覆盖半径1-20km，存在“盲点”和“热点”。
（2）微蜂窝：覆盖半径0.1-1km，基站天线置于相对低的地方，如屋顶下方，覆盖盲点和热点。
（3）微微蜂窝：覆盖半径几十米，是一种网络覆盖的一种补充形式。

二、频率复用

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2、基站发射机安置及天线

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（1）全向小区：中心激励，使用全向天线，适用于话务量不高的小区。
（2）3扇区或6扇区：顶点激励，使用的是定向天线。
（3）顶点激励：可减少系统的同频干扰，消除小区障碍物的阴影区。

3、簇：共同使用全部可用频率的N个小区

（1）信道总数S=kN
S为可用的双向信道总数。每个小区分配k个各不相同、各自独立的信道（k<S），每个信道组有相同的信道数目。共同使用全部可用频率的N个小区叫做一簇。N叫做簇的大小，典型值有3、4、7、9、12。
（2）容量C=MkN=MS
C为蜂窝系统的信道总数。M为簇在系统中复制的次数。一个大簇意味着小区半径与同频小区间的距离的比例更大。一个小簇意味着同频小区间相距的更近。
（3）频率复用因子：1/N

如何获得更大的容量C？

C=MkN=MS
信道总数S不变，要想C增大，M就要增大,也就是簇在系统中复制的次数变多。
怎样实现M变大？需要减小N的取值。
比如面积是6*7个正六边形，如果N=7，则M=6;如果N=6，则M=7。
那么，N是否可以无限减小吗？

例题：

三、切换

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3、切换速度取决于短期信号衰减数值

在决定切换时，要保证所检测到的信号电平的下降不是因为瞬间的衰减，而是由于移动台正在离开当前服务的基站。基站在准备切换之前先对信号监视一段时间。
如果在某一固定时间间隔内接收到的短期的平均信号强度的坡度很陡，则要进行快递切换。

4、越区切换的控制策略：

移动台控制：移动连续监测当前基站和候选基站的信号强度和质量。当满足切换要求时，选择最佳候选基站，并发送切换请求。
MSC控制：基站监测来自移动台的信号强度和质量，当信号低于某一个门限时，MSC安排向另一个基站切换。周围基站都要监测该移动台的信号。
移动台辅助切换（MAHO）：移动台检测从周围基站接收到的信号能量，并把这些检测数据回送给当前为它服务的基站。在切换频繁的微蜂窝环境下特别适用。

5、不同MSC之间的切换

在一个呼叫过程中，移动台从一个MSC移动到另一个MSC，则需要进行系统间的切换。
当某个小区中的移动台的信号减弱，而MSC又在它自己的系统中找不到一个小区来转移正在进行的通话，则该MSC要做系统间的切换。
当移动台离开本地系统而变成相邻系统中的漫游者，一个本地电话就变成了长途电话。

6、优先切换—信道监视方法

在分配话音信道的时候。切换请求优于呼叫初始请求。保留小区中所有可用信道的一小部分，专门为那些可能要切换的通话所发出的切换请求服务。
动态信道分配：固定信道分配中，每个小区分配一组话音信道，小区中的呼叫都只能使用这些空闲信道。而动态信道分配中，话音信道不是固定分配给各个小区的。每次呼叫请求来的时候，为它服务的基站就向MSC请求一个信道。可以提高系统的中继能力。

7、实际切换中出现的问题

问题一：移动速度变化范围太大，高速用户在小区之间的穿行会使MSC不堪重负。
问题二：小区拖尾。一般微小区系统中，由对基站发射强信号的步行用户所产生。在市区内，当用户和基站之间存在一个视距无线路径时，由于用户以非常慢的速度离开基站，平均信号强度衰减不快，即使用户远离了小区的预定范围，基站接收到的信号仍可能高于切换门限，因此不做切换，直至用户深入到相邻小区中，从而产生潜在的干扰和话务量管理问题。

解决办法：仔细调整切换门限和无线覆盖参数。

8、硬切换和软切换

软切换的无线链路是先连后断，而硬切换是先断后连；
WCDMA系统：软切换，更软切换，硬切换；TD-SCDMA系统：接力切换，硬切换；GSM系统：硬切换。
软切换：占用更多系统资源，软切换小区功率不平衡时产生问题。硬切换：掉话比例相对较高。
简言之：软切换通过牺牲一定的系统资源获得最佳的系统性能。
接力切换与软切换相比，不同之处在于接力切换不需要检测周围所有基站的信号；与硬切换相比，接力切换断开原基站并与目标基站建立通信链路几乎是同时进行的。因此，接力切换的突出优点是软切换的切换高成功率和硬切换的信道高利用率。

四、干扰和系统容量

干扰是蜂窝无线系统性能的主要限制因素。干扰是增加容量的一个重要瓶颈。干扰来源包括：
同小区中的另一个移动台
相邻小区中正在进行的通话
使用相同频率的其他基站
无意中渗入蜂窝系统频带范围的任何非蜂窝系统

1、同频干扰

频率复用形成了若干同频小区。这些小区之间的信号干扰叫做同频干扰。
同频干扰不能简单的通过增大发射机的发射功率来克服。这是因为增大发射功率会增大对相邻同频小区的干扰。
解决方法：在物理上隔开一个最小距离，为传播提供充分的隔离。
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2、系统容量

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例题：

3、邻频干扰

来自所使用信号频率的相邻频率的信号干扰。
由于接收滤波器不理想，使得相邻频率的信号泄露到了传输带宽内而引起的。
由于频率规划原因造成邻近小区中存在与本小区工作信道或由于某种原因致使基站小区的覆盖范围比设计要求范围大而引起的。

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例：当手机在通话状态下占用A频点，而同时在主用小区可以收到与A频点相邻的B频点（200kHz），且B频点电平值高过A频点9dB时，即是所谓的邻频干扰。
频率规划就是使用户所在小区不会收到与该小区所配置频点相同或相邻频点的信号。
如何解决邻频干扰？
精确滤波：提高接收滤波器的滤波精度。
信道分配：使小区中的信道间隔尽可能大。不是分配频谱上的连续信道，而是使在给定小区内分配的信道有最大的频率间隔。
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五、中继和服务等级

1、中继理论

中继的概念：允许大量的用户在一个小区内共享相对较小数量的信道，即从可用信道库中给每个用户按需分配信道。
在中继的无线系统中，每个用户只有在有呼叫时才给分配一个信道，一旦通话结束，原先占用的信道就立即回到可用信道库中。
中继理论在可用的电话线路数目与在呼叫高峰时没有线路可用的可能性之间有一个折衷。

2、服务等级（GOS）

服务等级是用来测量在系统最忙的时间用户进入系统的能力。
估算符合GOS所需的最大通信容量和分配适当数目的信道是无线设计者的工作。
GOS通常定义为呼叫阻塞的概率，或是呼叫延迟时间大于特定排队时间的概率。
中继理论中用到的基本术语定义

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ErlangB系统容量

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中继效率用来度量某一GOS下和某一固定信道配置所能提供的用户数。
GOS为0.01的10个中继信道能支持4.46Erlang的话务量，而两个各有5个中继信道的信道组能支持2.72Erlang的话务量。
很明显，在某一特定的GOS上，10个信道中继在一起所能支持的话务量比两组5个信道中继在一起所能支持的多60%。
中继无线系统中的信道分配对整个系统的容量有重大的影响。
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