无线通信原理与应用-3.5 提高蜂窝系统容量
几种提高蜂窝移动通信系统容量的方法
善系统容量和无线链路质量的影响非常大，信道分 配则能利用同频干扰有效地为移动用户分配信道， 并提高系统容量。 同时， 采用功率控制和自适应天线 技术可以减少同频干扰。 因此， 与分别独自使用信道 分配、 功率控制和自适应天线技术相比， 这 * 种技术 之间的相互结合应该能够增加更多的系统容量。
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率控制技术有： 分布式均衡算法 （’0# ） 和分布式功
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电信快报
电信快报 （!""#， $%&’ ） 扰，从而使小区中的用户数增加。例如在 !"#$、 蜂 %"#$ 系统中，当同频干扰降低到一定程度时， 窝系统可以用尺寸更小的小区群进行频率规划， 从 而使每个小区的信道数增多。对于 &"#$ 系统， 利 用自适应天线允许用户采用较低功率发射信号， 以 减少多址干扰 （#$’ ） ， 从而增加了每个小区同时容 纳的用户数。 采用自适应天线基站能够在 (）利用空间滤波， 本小区内建立额外信道。控制天线阵窄波束朝着移 动台，如果小区内用户彼此之间的角度大于空间滤 波最小可以分辨的角度，那么小区内的用户就可以 共享同一信道， 从而使蜂窝系统容量提高， 通常将其 称为空分多址 （)"#$ ） 技术。
功率控制技术与 !"# 技术相结合 近几年，有人就功率控制与 "&$ 相结合对系
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计算机网络中的无线通信与蜂窝网络的应用介绍
计算机网络中的无线通信与蜂窝网络的应用介绍无线通信是指利用无线电波或红外线等无线电磁波来传递信息的技术，它已经深入到我们日常生活的方方面面。
而其中一种重要的无线通信技术就是蜂窝网络。
本文将对计算机网络中的无线通信和蜂窝网络的应用进行介绍。
无线通信是指通过无线电波或红外线等方式将信息传送到接收器中，实现人与人、设备与设备之间的无线通信。
它已经广泛应用于手机、无线电、电视、卫星通信等各个领域。
无线通信的基本原理是将待传输的数据编码成无线电波，通过调频或调幅等方式传输到接收器中再解码，使得信息能够在无线环境中传输。
蜂窝网络是一种无线通信的技术，它是一种将地区分割为许多小区域，每个小区域都有一个基站的网络结构。
它由信道、基站、交换机、传输系统和通信控制部分等组成。
蜂窝网络的名称来自于其每个小区的覆盖区域形如蜂巢。
蜂窝网络是一种分布式的无线通信系统，它具有以下几个特点：1. 大容量：蜂窝网络可以将大量的用户同时连接在一个基站上，使得网络的容量大大增加。
这种网络结构可以有效地提高整体的数据传输能力，满足用户对于高速、大容量的数据传输需求。
2. 高速率：蜂窝网络可以提供高速的数据传输速率，使得用户能够更快地获取所需的信息。
这使得蜂窝网络成为移动互联网时代不可或缺的一部分。
3. 安全性：蜂窝网络采用了多层加密技术，确保了通信内容的安全性。
同时，蜂窝网络还具备流量控制和用户身份鉴别的功能，有效地防止了网络攻击。
蜂窝网络在计算机网络中的应用十分广泛，以下是一些主要的应用领域：1. 移动通信：蜂窝网络是手机通信的基础，它使得手机用户能够在任何地方都能够进行语音通话、发送短信和接收互联网数据。
通过蜂窝网络，用户可以随时随地与他人进行沟通，方便快捷。
2. 物联网：蜂窝网络是物联网发展的重要推动力量之一。
通过蜂窝网络，各种设备和物品可以与互联网进行连接，实现智能控制和监控。
例如，智能家居、智能汽车和智能医疗设备等都可以通过蜂窝网络来实现远程监控和控制。
无线通信原理与应用期末考试题综述
第一章1 短距离无线通信的特点1)无线发射功率在uW到100mW量级2)通信距离在几厘米到几百米3)应用场景众多，特别是频率资源稀缺情况4)使用全向天线和线路板天线5)不需申请频率资源使用许可证6)无中心，自组网7)电池供电2 频分复用和时分复用的特点和区别？频分复用（FDD）同时为用户和基站提供了无线电传输信道，这样可以在发送信号的同时接收到来的信号。
在基站中，使用不同的发射天线和接收天线以对应分离的信道。
然而在用户单元中，使用单个天线来传输和接收信号，并使用一种称为双工器的设备来实现同一天线上的信号传输与接收。
对于FDD系统，发送和接收的信道频率至少要间隔标称频率的5%，以保证在廉价的制造成本下能够提供具备足够隔离度的双工器时分复用（TDD）方式即在时间上分享一条信道，将其一部分时间用于从基站向用户发送信息，而其余的时间用于从用户向基站发送信息。
如果信道的数据传输速率远大于终端用户的数据速率，就可以通过存储用户数据然后突发的方式来实现单一信道上的全双工操作。
TDD只在数字传输和数字调制时才可以使用，并且对定时很敏感。
3 蜂窝移动电话系统的结构和各部分的作用？蜂窝电话系统为在无线覆盖范围内的、任何地点的用户提供公用电话交换网的无线接入。
蜂窝系统能在有限的频带范围中于很大的地理范围内容纳大量用户，它提供了和有线电话系统相当的高通话质量。
获得高容量的原因，是由于它将每个基站发射站的覆盖范围限制到称为“小区”的小块地理区域。
这样，相距不远的另一个基站里可以使用相同的无线信道。
一种称为“切换”的复杂的交换技术，确保了当用户从一个小区移动到另一个小区时不会中断通话。
一个蜂窝移动电话系统包括移动台、基站和移动交换中心（MSC）。
移动交换中心负责在蜂窝系统中将所有的移动用户连接到公用电话交换网上，有时MSC也称为移动电话交换局（MTSO）。
每个移动用户通过无线链路和某一个基站通信，在通话过程中，可能会切换到其他任何一个基站。
蜂窝通信原理
蜂窝通信原理蜂窝通信是现代通信技术中最主要的一种通信方式之一。
它的原理是将通信区域划分为许多小区，每个小区都有一个基站来提供信号覆盖。
这种分区的方式使得通信系统能够支持大量的用户，并且提供更稳定、更高质量的通信服务。
蜂窝通信的原理可以简单地理解为将通信区域划分为一个个小蜂窝状的区域，每个小蜂窝都有一个基站。
基站是一个设备，它通过无线信号与用户终端进行通信。
当用户需要进行通信时，用户终端会与最近的基站建立连接，并通过基站与其他用户终端进行通信。
蜂窝通信的原理主要包括以下几个方面：1. 频率重用：为了提高通信系统的容量和覆盖范围，蜂窝通信采用了频率重用的技术。
即将可用的频率资源分配给不同的小区，使得同一频率可以在不同的小区之间重复使用。
这样一来，通信系统可以同时支持多个用户进行通信，提高了系统的容量。
2. 功率控制：为了保证通信质量，蜂窝通信系统会对用户终端的发射功率进行控制。
当用户终端与基站之间的距离较远时，系统会增加用户终端的发射功率，以保证信号的强度。
而当用户终端与基站之间的距离较近时，系统会降低用户终端的发射功率，以避免信号过强造成的干扰。
3. 手over过程：当用户从一个小区移动到另一个小区时，蜂窝通信系统会进行手over过程，即将用户终端的连接从一个基站切换到另一个基站。
这个过程需要在两个基站之间进行协调，以保证用户通信的连续性和稳定性。
4. 频率分配：蜂窝通信系统会根据用户的通信需求来进行频率分配。
当用户进行通信时，系统会为其分配一个可用的频率，以保证通信的质量。
而当用户通信结束后，分配给该用户的频率会被释放，以供其他用户使用。
蜂窝通信的原理使得通信系统能够支持大量的用户，并提供更稳定、更高质量的通信服务。
同时，蜂窝通信也为移动通信的发展提供了基础。
随着技术的不断进步，蜂窝通信系统也在不断演化，从2G发展到3G、4G，甚至到现在的5G。
每一次演化都带来了更高的通信速度、更低的延迟和更好的用户体验。
蜂窝网络技术如何提高网络容量和用户体验(一)
蜂窝网络技术如何提高网络容量和用户体验随着手机普及率的不断提高，蜂窝网络技术在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。
蜂窝网络技术的发展不仅能够提高网络容量，还能够改善用户的上网体验。
本文将从网络容量和用户体验两个方面论述蜂窝网络技术的重要性及其优势。
一、提高网络容量在过去的几十年里，蜂窝网络技术不断发展，使得移动通信更加便捷。
然而，随着移动设备的普及，人们对于网络容量的需求也越来越大。
为了满足用户的需求，蜂窝网络技术的提升成为了一项重要任务。
首先，蜂窝网络技术借助于基站的设置，有效地扩大了网络覆盖范围。
传统的基站能够覆盖的范围有限，导致了网络拥塞问题的出现。
而新一代的蜂窝网络技术，如5G，通过基站间的更密集布置，极大地提高了网络的容量。
这意味着越来越多的用户能够同时连接到网络，并享受到稳定的网络服务。
其次，蜂窝网络技术还采用了更高效的数据传输方式，提高了网络的吞吐量。
通过优化数据传输协议，蜂窝网络技术能够在较短的时间内传输更多的数据。
这样一来，用户可以更快地下载或上传文件，提升了网络的实际速度和容量。
另外，蜂窝网络技术还利用了天线的改进提高了网络的覆盖质量。
传统的天线通常只能提供有限的信号覆盖范围，但新一代的蜂窝网络技术引入了更智能的天线系统。
这些天线能够根据用户的位置和需求调整信号的强度和方向，消除了信号死角和盲区。
这不仅提高了网络的容量，还增强了用户在信号较弱区域的使用体验。
二、改善用户体验除了提高网络容量，蜂窝网络技术还通过多种方式改善了用户的上网体验。
首先，蜂窝网络技术实现了更低的延迟。
延迟是指从发出请求到接收到响应的时间，对于实时性要求高的应用，延迟的减少尤为重要。
通过优化网络协议和提高设备间的通信速度，新一代蜂窝网络技术显著降低了延迟。
这使得用户更容易进行实时视频通话、在线游戏等操作，大大提升了用户的上网体验。
其次，蜂窝网络技术还推动了智能设备的发展，提供了更多的应用场景和便利。
通过与互联网的连接，智能手机等设备可以实现更加丰富的功能，如移动支付、智能家居控制等。
移动通信原理与应用在线作业一满分答案
吉大15秋学期移动通信原理与应用在线作业一满分答案一、单选题共 10 道试题,共 30 分;1.当移动台穿越工作于不同频率的小区时则发生切换,即移动台先中断与原基站的联系,再与新基站取得联系;A.硬切换B.软切换C.硬软切换D.以上均可正确答案：A2. 采用分集技术时,最好的合并方式是;A.等增益合并移动通信原理B.最佳比值合并C.选择式合并D.以上均不对正确答案：B3. 我国提出的3G标准技术中,目前由经营商在进行商业试验;A.中国移动新移动B.中国电信新电信C.中国联通新联通正确答案：A4. W-CDMA系统采用的多址方式为;A.FDMAB.CDMAC.TDMAD.FDMA/ CDMA正确答案：D5. 数字移动通信网的优点是;A.频率利用率低B.不能与ISDN兼容C.抗干扰能力强D.话音质量差正确答案：C6. GSM1800收发频率间隔为;A.95MHzB.45MHzC.35MHzD.25MHz正确答案：A7. 下面说法正确的是;A.GSM手机比CDMA手机最低发射功率小B.光纤通信使用的光波工作波段是毫米波C.WCDMA是在GSM网络基础上发展演进的D.在通信系统中,电缆比光缆的传输质量好正确答案：C8. 为了提高容量,增强抗干扰能力,在GSM系统中引入的扩频技术是;A.跳时B.跳频C.直接序列扩频D.脉冲线性调频正确答案：A9. 在GSM系统中,短消息是通过信道传送的;A.BCHB.PCHC.TCHD.SDCCH正确答案：D10. 3G目前有的三大标准中,具有我国自主知识产权的标准是;A.W-CDMAB.CDMA2000C.WiMAXD.TD-SCDMA正确答案：D吉大15秋学期移动通信原理与应用在线作业一二、多选题共 10 道试题,共 40 分;1.无线电波由于传输路径不同,可分为;A.直射波B.反射波C.折射波D.散射波正确答案：ABCD2. 移动通信系统按传递信号的不同,可分为;A.模拟信号B.周期信号C.数字信号D.非周期性信号正确答案：AC3. 在实际应用中,用技术来增大蜂窝系统容量;A.小区分裂B.频段扩展C.单信道D.多信道复用正确答案：ABD4. 移动通信系统中的用户终端主要指 ,这三种终端的主要区别是功率大小不一样、无线结构不一样;A.车载台B.手机C.BP机D.对讲机正确答案：ABD5. 在移动通信中,改进接收信号质量的三种常用技术为;A.分集接收B.分散技术C.纠错编码D.均衡技术正确答案：ACD6. 移动通信按多址方式不同可分为;A.线分多址B.频分多址C.时分多址D.码分多址正确答案：BCD7. 移动通信系统逐步向着的方向发展;A.数字化B.智能化C.宽带化D.全球化E.个人通信正确答案：ABCDE8. 移动通信按用户的通话状态和频率使用的方法可分为三种工作方式;A.单工制B.半双工制C.双工制D.半单工制正确答案：ABC9. 常用的多址技术包括;A.频分多址FDMAB.时分多址TDMAC.码分多址CDMAD.空分多址SDMA正确答案：ABCD10. 移动通信的主要噪声来源是人为噪声;主要干扰有同频道干扰和;A.自然干扰B.电磁干扰C.邻道干扰D.互调干扰正确答案：CD吉大15秋学期移动通信原理与应用在线作业一三、判断题共 10 道试题,共 30 分;1.调制的目的是使所传送的信息能更好的适应于信道特性,以达到最有效和最可靠的传输;A.错误B.正确正确答案：B2. 在无线电通信系统中,都会出现相邻频道之间的干扰,这种干扰是由于相邻或相近频谱之间信号的相互干扰,叫邻道干扰;A.错误B.正确正确答案：B3. GSM网络中采用的是快跳频;A.错误B.正确正确答案：A4. 手机在通话时发生越区时,如果位置区也发生变化,在越区切换的同时也进行位置更新;A.错误B.正确正确答案：A5. CDMA只能通过扩频通信技术来实现;A.错误B.正确正确答案：B6. GSM系统是不含FDMA技术的一个系统;A.错误B.正确正确答案：A7. GSM系统中,MSC与BSC之间通过A接口进行通信;BSC与BTS之间通过B接口进行通信;A.错误B.正确正确答案：A8. 我国的3G发展将以TD-SCDMA一统天下;A.错误B.正确正确答案：A9. 多信道共用技术是一种频率的有效利用技术;A.错误B.正确正确答案：B10. 集群移动通信系统属于调度系统,一般用于专用移动通信网;A.错误B.正确正确答案：B-END--END-。
蜂窝网络技术的网络扩容和覆盖升级解决方案(八)
蜂窝网络技术的网络扩容和覆盖升级解决方案随着移动互联网的快速发展，人们对网络服务的需求也越来越高。
然而，网络扩容和覆盖升级成为了一个亟待解决的问题。
在此背景下，蜂窝网络技术成为了一种有效的解决方案。
一、蜂窝网络技术的基本原理和发展在移动通信领域，蜂窝网络技术是指将覆盖区域划分为多个小区，每个小区由一个基站负责，实现用户与基站之间的无线通信。
蜂窝网络技术最早的发展可以追溯到上世纪70年代。
随着技术的不断进步和应用场景的扩大，蜂窝网络技术不断演进，逐渐形成了目前的3G、4G和5G等多种标准。
二、网络扩容的需求与挑战随着移动设备的普及和移动应用的丰富，网络容量的需求急剧增长。
这对现有的网络基础设施提出了很大的挑战。
传统的蜂窝网络往往在高峰时段面临拥塞问题，用户体验不佳。
因此，网络扩容成为了提升用户体验的关键。
三、蜂窝网络技术的扩容方案针对网络扩容的需求，蜂窝网络技术提供了多种解决方案。
首先是增加基站数量和密度。
通过增加基站的数量和在特定区域增加基站的密度，可以有效提高网络容量。
其次是引入新的频谱资源。
随着频谱的紧张，运营商可以利用新的频谱资源来增加网络容量。
最后是优化网络资源分配策略。
通过智能的网络优化算法，可以合理分配网络资源，提高网络性能。
四、蜂窝网络技术的覆盖升级方案除了网络扩容，覆盖升级也是提升网络性能的关键。
在一些人口稠密区域，如城市中心或商业区，由于高楼大厦等建筑物的遮挡，信号强度和覆盖范围受限。
针对这一问题，可以通过增加室内和室外分布式天线系统来改善覆盖情况。
此外，运营商还可以在重要的公共场所，如机场、火车站等地增设微小基站，以提供更好的网络覆盖。
五、蜂窝网络技术面临的挑战和未来发展方向虽然蜂窝网络技术为网络扩容和覆盖升级提供了解决方案，但也面临一些挑战。
首先是频谱资源的有限性。
如何合理利用有限的频谱资源，以满足用户的需求，是一个重要的问题。
此外，蜂窝网络技术在高密度人群和移动速度较快的情况下网络性能下降明显。
蜂窝通信系统的容量优化方法及实施效果分析
蜂窝通信系统的容量优化方法及实施效果分析蜂窝通信系统是今天无线通信领域中最常用的技术之一。
随着移动通信用户数量的不断增加，蜂窝通信系统的容量优化变得至关重要。
本文将介绍蜂窝通信系统容量优化的方法，并分析这些方法的实施效果。
蜂窝通信系统的容量优化旨在提高系统在给定频谱资源条件下的用户容量。
容量优化方法主要包括信道编码，频谱分配和基站布局等方面。
下面将详细介绍这些方法及其实施效果。
首先，信道编码是提高蜂窝通信系统容量的一种重要方法。
有效的信道编码能够提高系统的抗干扰能力和频谱利用率。
其中最常用的一种编码方式是卷积码和反馈编码。
卷积码能够在接收端对传输中的错误进行纠正，从而提高系统的传输效率。
反馈编码则通过接收方对信号质量的反馈来实时调整编码方式，从而降低误码率。
实践证明，采用适当的信道编码能够显著提高蜂窝通信系统的容量。
其次，频谱分配也是蜂窝通信系统容量优化的一项关键任务。
在现有的通信频段中同一地区往往会存在多个基站，优化合理地分配频谱资源是确保系统容量的重要手段。
在频谱分配中，可以采取静态分配或动态分配的方式。
静态分配适用于通信网络不变的情况，通过合理划分频段来减小各个基站之间的干扰，提高系统容量；而动态分配适用于通信网络变化频繁的情况，根据实时通信负载来动态分配频段，使系统的容量得到最大化利用。
采用合理的频谱分配策略能够有效提高蜂窝通信系统的容量，提供更好的通信服务。
最后，基站布局也是蜂窝通信系统容量优化的重要环节。
基站布局的合理性直接影响着系统的容量和性能。
在蜂窝通信系统中，基站之间的距离和布局密度是影响系统容量的关键因素。
过小的基站间距会导致频谱资源的浪费，而过大的基站间距则可能导致通信服务质量下降。
针对不同场景，可以采用不同的基站布局策略。
例如在高密度的城市区域中，可以采用小功率、高密度的基站布局，以提高系统容量和覆盖范围；而在农村等低密度区域，可以采用大功率、低密度的基站布局，以实现更远距离的通信覆盖。
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电气工程学院 通信工程系
无线通信原理与应用
Wireless Communications Principles and Practice
例题
•见右图。假设不管小区大小，每个基站都 使用60个信道。如果原来的小区每个半径 为lkm，每个微小区的半径为0.5km，计算 以A为中心的3km×3km的正方形区域所含 有的信道数。 •(a)不使用微小区， •(b)用了图2.9中标有字母的微小区， •(c)原来 的所有基站都用微小区来代替。
1. 小区分裂：通过增加基站的数量来增加系统容量；不降低中继效率，使得基站能监 视与微小区有关的所有切换，从而减小MSC的计算量
2. 裂向（划分扇区）：用有方向的天线来进一步控制干扰和信道的频率复用；依靠基 站天线的定位来减小同频干扰以提高系统容量；降低了中继效率；
3. 覆盖区域逼近（分区微小区）：微小区概念将小区覆盖分散，将小区边界延伸到难 以到达的地方；依靠基站天线的定位来减小同频干扰以提高系统容量；不降低中继
小区分裂应用中需要注意的问题
注意点1：不是所有的小区都同时分裂。对于服务提供 者来说，要找到完全适合小区分裂的确切时期通常很困 难。因此，不同规模的小区将同时存在。
注意点2：保持同频小区间所需的最小距离，因而频率 分配变得更复杂。
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因而能提高系统容量。
II. 通过设定比原小区半径更小的新小区和在原有小区间安置这些小区（叫 做微小区），使得单位面积内的信道数目增加，从而增加系统容量。
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假设每个小区都按半径的一半来分裂。为了用这些更小的 小区来覆盖整个服务区域，将需要大约为原来小区数4倍 的小区。
对于图3.8，有：
其中，Pt1和Pt2分别为大的小区及较小的小区的基站发射功率，n是路径衰减指数。 如果令n=4，并令接收到的功率都相等，则：
为了用微小区来填充原有的覆盖区域，而又达到S/I要求，发射功率要降低12dB。
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b) 如果所有小区都用小的发射功率，大的小区中将有部分地段被排除在服务区域 之外。由于这个原因，旧小区中的信道必须分成两组，一组适应小的小区的复 用需求，另一组适应大的小区的复用需求。大的小区用于高速移动通信，那么 切换次数就会减小。
c) 两个信道组的大小决定于分裂的进程情况。在分裂过程的最初阶段，在小功率 的组中信道数会少一些。然而，随着需求的增长，小功率组需要更多的信道。 这种分裂过程一直持续到该区域内的所有信道都用于小功率的组中，此时，小 区分裂覆盖整个区域，整个系统中每个小区的半径都更小。
了可接受值）。因此该区域需要新基站来增加区域内的信 道数目，并减小单个基站的服务范围。 注意到，在图中，最初的基站A被六个新的微小区基站所 包围。在图所示的例子中，更小的小区是在不改变系统的 频率复用计划的前提下增加的。例如，标为G的微小区基 站安置在两个用同样信道的、也标为G的大基站中间。图 中其他的微小区基站也同样。
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Wireless Communications Principles and Prቤተ መጻሕፍቲ ባይዱctice
第3章 蜂窝的概念
3.1 频率复用
内 容
3.2 信道分配及切换
提
3.3 干扰和系统容量
要
3.4 中继和系统容量
3.5 提高蜂窝系统容量
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注意点3：切换问题，使得高速和低速移动用户能同时得到服务（普遍使用3.4 节中的伞状小区方法）。
如图3.8中，当同一个区域内有两种规模的小区时，从式(3，22)可看出，不能 简单地让所有新小区都用原来的发射功率，或是让所有旧小区都用新的发射功 率。
a) 如果所有小区都用大的发射功率，更小的小区使用的一些信道将不足以从同频 小区中分离开。
小区数的增加将增加覆盖区域内的簇数目，这样就增加了 覆盖区域内的信道数量，从而增加容量。
小区分裂通过用更小的小区代替较大的小区来允许系统的 增长，同时又不影响为了维持同频小区间的最小同频复用 因子所需的信道分配策略。
图为小区分裂的例子，基站放置在小区角上，假设基站 A服务区域内的话务量已经饱和（即基站A的阻塞超过
效率，使得基站能监视与微小区有关的所有切换，从而减小MSC的计算量
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小区分裂
•
小区分裂的本质：
I.
是将拥塞的小区分成更小小区的方法，每个小区都有自己的基站并相应
的降低天线高度和减小发射机功率。由于小区分裂提高信道的复用次数，
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§3.5 提高蜂窝系统容量
系统容量提升的需求分析：
•
随着无线服务需求的提高，分配给每个小区的信道数最终变得不足以支持所要
达到的用户数。
• 需要设计策略来给单位覆盖区域提供更多的信道。
增大蜂窝系统容量的实用技术：
从图中可以看出，小区分裂只是按比例缩小了簇的几何形 状。这样，每个新小区的半径都是原来小区的一半。
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• 对于在尺寸上更小的新小区，它们的发射功率也应该下降。半径为原来小区 的一半的新小区的发射功率，可以通过检查在新的和旧的小区边界接收到的 功率Pr，并令它们相等来得到。这需要保证新的微小区的频率复用方案和原 小区一样。