مكرر خلوي

عادةً ما يتم تركيب "هوائي الإرسال" بجوار نافذة أو على سطح مبنى، ويُستخدم للتواصل مع برج خلوي قريب. يتوفر هوائي الإرسال بأنواع متعددة، ولكنه غالبًا ما يكون موجهًا أو متعدد الاتجاهات . يُستخدم الهوائي متعدد الاتجاهات (الذي يبث في جميع الاتجاهات) عادةً في أنظمة إعادة الإرسال التي تُحسّن التغطية لجميع شركات الاتصالات الخلوية. أما الهوائي الموجه، فيُستخدم عند الحاجة إلى عزل برج أو شركة اتصالات معينة لتحسين الأداء. يُساهم استخدام هوائي عالي التوجيه في تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء في هوائي الإرسال ، وبالتالي تحسين جودة الإشارة المُعاد توزيعها داخل المبنى.

قد تتضمن بعض أنظمة تقوية إشارة الهاتف المحمول هوائيًا متعدد الاتجاهات لإعادة بث الإشارة داخل المباني. وبحسب تأثير العوائق على الإشارة، فإن ميزة استخدام هوائي متعدد الاتجاهات تكمن في توزيع الإشارة بالتساوي في جميع الاتجاهات.

عند هطول المطر وإغلاق نوافذ السيارة، قد يفقد الهاتف المحمول ما بين 50% و100% من إشارة الاستقبال. ولتحسين الاستقبال، يتم تركيب هوائي خارجي للسيارة، موصول بهوائي آخر ومضخم إشارة داخلها، لنقل إشارة الهاتف المحمول إلى الهاتف الموجود داخل السيارة.

تتضمن أنظمة مُكرِّرات الإشارة الخلوية مُضخِّم إشارة . تتميز مُكرِّرات GSM القياسية الانتقائية للقنوات (التي تُشغِّلها شركات الاتصالات لتغطية المناطق الواسعة والمباني الكبيرة) بقدرة خرج تبلغ حوالي 2  واط، بينما تتميز مُكرِّرات الطاقة العالية بقدرة خرج تبلغ حوالي 10  واط. ويتم حساب كسب الطاقة باستخدام المعادلة التالية:

${\displaystyle \quad P_{\mathrm {dB} }=10\log _{10}\left({\frac {P}{P_{0}}}\right)\ }$

يحتاج جهاز إعادة الإرسال إلى ضمان عزل كافٍ بين هوائي الإرسال وهوائي الاستقبال. عندما يكون العزل أقل من الكسب الفعلي مضافًا إليه هامش أمان (يتراوح عادةً بين 5 و15  ديسيبل)، قد يدخل جهاز إعادة الإرسال في حالة تذبذب داخلي. يمكن أن يتسبب هذا التذبذب في حدوث تداخل مع شبكة الهاتف المحمول.

يمكن تحسين العزل عن طريق اختيار نوع الهوائي في بيئة ماكرو، وهو ما يتضمن ضبط الزاوية بين هوائيات المانح والخدمة (مثاليًا 180 درجة)، والفصل المكاني (عادةً ما تكون المسافة الرأسية في حالة تركيب البرج بين هوائي المانح وهوائي الخدمة عدة أمتار)، والإدخال في بيئة موهنة (مثل تركيب شبكة معدنية بين هوائي المانح وهوائي الخدمة)، و/أو تقليل الانعكاسات (عدم وجود عوائق قريبة أمام هوائي المانح مثل الأشجار أو المباني).

يمكن تحسين العزل أيضًا من خلال ميزة مدمجة تُسمى ICE (معدات إلغاء التداخل) متوفرة في بعض المنتجات (مثل NodeG وRFWindow). يؤثر تفعيل هذه الميزة سلبًا على التأخير الداخلي (زيادة التأخير => حوالي +5  ميكروثانية حتى التأخير القياسي للمكرر)، وبالتالي يُقلل نصف قطر الانتشار من موقع المانح. يُضيف التضخيم والترشيح تأخيرًا (عادةً ما بين 5 و15  ميكروثانية)، وذلك حسب نوع المكرر والميزات المستخدمة. كما تُضيف المسافة الإضافية تأخيرًا في الانتشار .

في العديد من المناطق الريفية، تكون الكثافة السكانية منخفضة للغاية بحيث لا تجعل إنشاء محطة بث جديدة مجديًا تجاريًا. وقد يُسهم تركيب مُكرِّر إشارة خلوية منزلي في حل هذه المشكلة. وفي المناطق الريفية المنبسطة، من غير المرجح أن تتأثر الإشارة بتداخل المسارات المتعددة .

يمكن لبعض مواد البناء أن تُضعف إشارة الهاتف المحمول. فالمباني القديمة، كالكنائس، غالباً ما تحجب إشارات الهاتف. وأي مبنى يحتوي على طبقة سميكة من الخرسانة، أو كمية كبيرة من المعادن المستخدمة في بنائه، سيُضعف الإشارة. غالباً ما تُصب أرضيات الخرسانة على سطح معدني، مما يحجب معظم إشارات الراديو تماماً. بعض أنواع العزل الرغوي الصلب وبعض أنواع عزل الألياف الزجاجية المستخدمة في الأسقف أو الجدران الخارجية لها طبقة خلفية من رقائق معدنية، مما يُقلل من نفاذية الإشارة. كما أن النوافذ الموفرة للطاقة وشبكات النوافذ المعدنية فعالة جداً في حجب إشارات الراديو. بعض المواد لها قمم في أطياف امتصاصها ، مما يُقلل من قوة الإشارة.

غالباً ما تفتقر المباني الكبيرة، كالمستودعات والمستشفيات والمصانع، إلى تغطية شبكة الهاتف المحمول. كما يميل ضعف الإشارة إلى الحدوث في المناطق تحت الأرض (كالطوابق السفلية، وفي المحلات والمطاعم الواقعة في وسط مراكز التسوق ). في هذه الحالات، يُستخدم عادةً هوائي خارجي.

حتى في المناطق الحضرية (التي تتميز عادةً بتغطية خلوية قوية)، قد توجد مناطق معزولة بسبب التداخل الهدّام للموجات. عادةً ما تمتد هذه المناطق على مساحة بضعة مبانٍ، وتؤثر في الغالب على نطاق تردد واحد فقط من النطاقين اللذين تستخدمهما الهواتف المحمولة. يحدث هذا لأن الأطوال الموجية المختلفة للترددات المختلفة تتداخل تداخلاً هدّاماً عند نقاط مختلفة. يمكن أن تكون الهوائيات الاتجاهية مفيدة في التغلب على هذه المشكلة، حيث يمكن استخدامها لاختيار مسار واحد من بين عدة مسارات (انظر تداخل المسارات المتعددة لمزيد من التفاصيل).

تتميز الموجات ذات الأطوال الموجية الأطول بميزة حيودها بشكل أكبر، لذا فإن خط الرؤية المباشر ليس ضروريًا للحصول على إشارة جيدة. ولأن ترددات الهواتف المحمولة عالية جدًا بحيث لا تنعكس عن طبقة الأيونوسفير كما تفعل موجات الراديو القصيرة ، فإن موجات الهواتف المحمولة لا تستطيع الانتقال عبر طبقة الأيونوسفير. (انظر قسم الحيود والتوهين لمزيد من التفاصيل).

كان من القانوني في السابق استخدام الأجهزة منخفضة الطاقة المتاحة للاستخدام المنزلي والاستخدام على نطاق صغير في المناطق التجارية (المكاتب والمتاجر والحانات وما إلى ذلك). ^{[ 1 ]}

في 20 فبراير 2013، أصدرت لجنة الاتصالات الفيدرالية تقريرًا وأمرًا ، حددت بموجبهما منطقتين آمنتين، وحددت استخدام أجهزة تقوية الإشارة الاستهلاكية "الآمنة للشبكة" على الطيف المرخص. تمثل هاتان المنطقتان حلًا وسطًا بين مصنعي التكنولوجيا ومشغلي الاتصالات اللاسلكية. ولا يتوفر لدى سوى عدد قليل من الشركات منتج متوافق مع لوائح لجنة الاتصالات الفيدرالية الجديدة.

حددت لجنة الاتصالات الفيدرالية نوعين من أجهزة إعادة الإرسال:

1. تُعدّ مُقوّيات الإشارة واسعة النطاق (أو ذات النطاق العريض) عادةً مُكرّرات تُضخّم جميع ترددات شبكات الهاتف المحمول. ونظرًا لاحتمالية حدوث تداخلات من هذه المُقوّيات، يُلزم المصنّعون الذين يتقدّمون بطلبات إلى لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) بتقييد كسبها (من بين أمور أخرى) إلى 65  ديسيبل (لنطاقات LTE المنخفضة بتردد 700 ميجاهرتز ) إلى 72 ديسيبل (للترددات الأعلى مثل AWS). وبتقييد كسب النظام، لا تُصبح هذه المُقوّيات مُجدية إلا عندما تكون الإشارة الخارجية قوية نسبيًا، وتتطلّب تركيبًا خارجيًا مُعقّدًا لهوائيات مُحدّدة.  
2. مُقوّيات إشارة خاصة بمزود خدمة مُحدد. صُممت هذه المُقوّيات خصيصًا لتقوية الترددات (والإشارة) التابعة لمزود خدمة مُعين. عادةً، لا تُسبب هذه المُقوّيات تداخلًا مع ترددات مزودي الخدمة الآخرين، ويُسمح لها بتحقيق مكاسب نظامية أكبر بكثير (تصل أحيانًا إلى 100  ديسيبل). في هذه الظروف، تُقوّي هذه الأجهزة الإشارة في منطقة تغطية أوسع، وتظل فعّالة حتى في حال ضعف إشارات مزودي الخدمة في الأماكن المفتوحة، ولكنها تُقوّي الإشارة فقط لمزود الخدمة المُصممة للعمل معه.

تم تطبيق هذه القواعد الجديدة من قبل لجنة الاتصالات الفيدرالية في 1 مارس 2014.

في مايو 2011، صرحت هيئة تنظيم الاتصالات (Ofcom) بما يلي:

يُعد تركيب أو استخدام أجهزة إعادة الإرسال (كما هو الحال مع أي معدات لاسلكية) جريمة جنائية ما لم يتم استيفاء شرطين:

1. أن المعدات تحمل علامة CE ، مما يشير إلى أن الشركة المصنعة قد أعلنت أنها تتوافق مع جميع المتطلبات التنظيمية ذات الصلة بالاتحاد الأوروبي، بما في ذلك توجيه معدات الراديو ومعدات الاتصالات الطرفية (R&TTE)؛
2. أن استخدام المعدات مصرح به تحديداً في المملكة المتحدة، إما عن طريق ترخيص أو بموجب لوائح صادرة عن هيئة تنظيم الاتصالات (Ofcom) لإعفاء الاستخدام من الترخيص. ^{[ 2 ]}

بموجب المادة 1.15 من قانون الاتصالات اللاسلكية لعام 2006، يسمح القانون أيضًا باستثناء إذا لم يتسبب الجهاز في "تداخل غير مبرر مع الاتصالات اللاسلكية". ومن المتوقع أن يتماشى هذا مع اللوائح الأمريكية التي تشترط أن يكون جهاز إعادة الإرسال المتنقل مزودًا بحماية مدمجة ضد التداخل.

أوضحت هيئة تنظيم الاتصالات (Ofcom) أن "أجهزة إعادة الإرسال تبث أو تعيد الإرسال في نطاقات ترددات الهاتف المحمول. ولا يُسمح باستخدام المعدات التي تبث في هذه النطاقات إلا لمشغلي شبكات الهاتف المحمول. ويُعد تركيب أو استخدام أجهزة إعادة الإرسال من قِبل أي شخص دون ترخيص جريمة جنائية بموجب المادة 8 من قانون الاتصالات اللاسلكية لعام 2006." ^{[ 3 ]} ولا تُشكل أجهزة إعادة الإرسال العاملة في المناطق الريفية والمناطق الأقل كثافة سكانية مشكلة قابلة للقياس.