北京工业大学移动通信作业答案.pdf

第一章绪论 1 1、移动通信的工作方式主要有几种？蜂窝式移动通信系统采用哪种方式？双工方式分类移动通信的工作方式主要有几种？蜂窝式移动通信系统采用哪种方式？双工方式分类。 答：移动通信的工作方式：单工、双工、半双工。 蜂窝式移动通信系统采用双工。 双工方式分类：时分双工（TDD）、频分双工（FDD）。 2 2、什么叫移动通信？有哪些主要特点？什么叫移动通信？有哪些主要特点？ 答：移动通信是指通信双方中至少有一方在移动中(或暂时停留在某处)进行信息传递的通 信方式，成为现代通信中发展最快的通信手段之一。 特点：利用无线电波进行信息传输；在强干扰环境(外部干扰+内部干扰)下工作；无线 电频率资源非常有限；提高通信容量；对移动终端设备要求高，必须适合移动环境；系统复 杂，网络管理和控制必须有效。 3 3、1G1G、2G2G、3G3G、4G4G 移动通信系统的主要特点对比移动通信系统的主要特点对比 。 答：1G：全自动拨号，全双工方式，越区频道转换，自动漫游。是模拟通信系统，采用小 区制，蜂窝组网，多址接入方式为频分多址 FDMA，调制方式为 FM。 2G：数字移动通信系统；采用小区制，微蜂窝组网；能够承载低速的数据业务；调制 方式有 GMSK、QPSK 等；多址接入方式为时分多址 TDMA 和码分多址 CDMA；采用均衡技术和 RAKE 接收技术，抗干扰多径衰落能力强；保密性好。 3G：微蜂窝结构，宽带 CDMA 技术；调制方式 QPSK 自适应调制；多址方式主要是 CDMA， 电路交换采用分组交换；具备支持多媒体传输能力的要求。 4G：是一个可称为宽带接入和分布式网络，是功能集成的宽带移动通信系统，是广带 无线固定接入、广带无线局域网、移动广带系统和互操作的的广播网络，是一个全 IP 的网 络结构，包括核心网和无线接口，采用多种新的技术和方法来支撑。 4 4、移动通信中的干扰主要有哪些，哪种干扰是蜂窝移动通信系统所特有的？、移动通信中的干扰主要有哪些，哪种干扰是蜂窝移动通信系统所特有的？ 答：互调干扰：两个或多个信号作用在通信设备的非线性器件上，产生同有用信号频率相 近的组合频率，从而构成干扰，如：接收机的混频 。 邻道干扰：相邻或邻近的信道(或频道)之间，由于一个强信号串扰弱信号而造成的干 扰。 同频干扰：相同载频电台之间的干扰。 蜂窝系统采用同频复用技术规划小区，使同频干扰是其特有的干扰。 5 5、移动通信的发展趋势是什么、移动通信的发展趋势是什么？ 答：随着移动通信的发展，出现了蜂窝移动通信，而随着蜂窝移动通信的发展，未来移动 通信的主要发展趋势是网络业务数据化、分组化，移动互联网逐步形成；网络技术数字化、 宽带化；网络设备智能化、小型化；应用于更高的频段，有效利用频率；移动网络的综合化、 全球化、个人化；各种网络的综合；高速率、高质量、低费用。 第二章 移动通信信道 1 1、描述多径信道的主要参数有哪些？、描述多径信道的主要参数有哪些？ 答：（1）时间色散参数和相关带宽 描述时间色散的主要参数：平均时延（一阶矩），时延扩展，最大附加时延扩展(XdB)。 （2）频率色散参数和相关时间 描述频率色散的主要参数：多普勒扩展（功率谱）s(f)。 （3）角度色散参数和相关距离 2 2、多谱勒效应的产生原因及表达式。多谱勒效应的产生原因及表达式。 答： 多普勒效应是由于移动台的运动使得接收信号在频域扩展， 多普勒频移产生附加的调频 噪声，出现信号失真。 表达式：fd=vf/c 3 3、接收信号的包络根据不同的无线环境服从哪几种分布？它们之间的关系、接收信号的包络根据不同的无线环境服从哪几种分布？它们之间的关系。 答：服从瑞利分布和莱斯分布。 关系：当主要信号分量减弱后，莱斯分布就转变为瑞丽分布。 4 4、根据时间色散多径信道分类、根据时间色散多径信道分类。 答：根据时间色散多径信道分为：频率选择性衰落信道、平坦衰落信道。 5 5、根据频率色散多径信道的分类。、根据频率色散多径信道的分类。 答：根据频率色散多径信道分为：快衰落信道（时选）、慢衰落信道（非时选）。 6 6、若载波、若载波 f0=800MHz,f0=800MHz,移动台速度移动台速度 v=60km/h,v=60km/h,求最大多谱勒频移？求最大多谱勒频移？ 答：fd=vf/c=800*106*60/3.6/(3*108)=44.4Hz 第三章 蜂窝组网技术 1 1、什么叫同频复用，同频复用系数取决于哪些因素、什么叫同频复用，同频复用系数取决于哪些因素。 答：同频复用：相同的频率资源重复使用。取决于同频复用距离和小区半径。 2 2、话务量和呼损率概念、话务量和呼损率概念。 答：话务量：度量通信系统业务量或繁忙程度的指标。是指单位时间内（1 小时）进行的平 均电话交换量。 呼损率： 呼叫失败的概率。 呼损率的物理意义是损失话务量与呼叫话务量之比的百分数， 也称为系统的服务等级（GOS）。 3 3、小区制和大区制的区别，小区制的主要优点小区制和大区制的区别，小区制的主要优点。 答：大区制：BS 发射功率大(200W)；天线架设得高； 覆盖半径大 25km 至 45km； 小区制：半径 2 至 25km；小的 1 至 3km、500m、20m；功率：5 至 20W。 小区制主要优点：频率复用技术，频率利用率高，组网灵活。 4 4、什么叫信令，信令功能有哪些？、什么叫信令，信令功能有哪些？ 答：信令是与通信有关的一系列控制信号(协调不同实体所需的信息)。 功能： 信令是用户以及通信网中各个节点相互交换信息的共同语言， 是整个通信网的神 经系统。 如一般电话网的摘机信令、 拨号信令、 振铃信令等； 如无线通信网络中的频道分配、 用户登记与管理、呼叫与应答、越区交换和功率控制等。 5 5、为何说最佳的小区形状是正六变形、为何说最佳的小区形状是正六变形? ? 答：在服务区面积一定的情况下，正六边形小区的形状最接近理想的圆形，用正六边形小区 所需的基站最少，最经济。 7 7、什么叫中心激励？什么叫顶点激励？、什么叫中心激励？什么叫顶点激励？ 答：中心激励：基站设在每个小区中央，采用全天线形成圆形覆盖。 顶点激励：基站设在每个小区六边形的三个顶点上，每个基站采用 3 副 120扇形射向 的定向天线分别覆盖三个相邻小区的各三分之一区域。 8 8、数字移动通信网基本网络结构有哪些？、数字移动通信网基本网络结构有哪些？ 答：有用户、基站、交换机、固定网络。 9 9、什么叫越区切换？软硬切换的区别、什么叫越区切换？软硬切换的区别。 答： 越区切换： 将正在进行的移动台与基站之间的通信链路从当前基站转移到另一基站的过 程。 硬切换：在新的连接建立以前，先中断旧的连接。 软切换：既维持旧的连接，又同时建立新的连接，当与新基站建立可靠的连接之后再中 断旧的链路。 1010、什么叫位置区？位置登记过程包括哪几步？、什么叫位置区？位置登记过程包括哪几步？ 答：位置区：移动通信系统中，将覆盖区分为若干个登记区（GSM 中称为位置区 LA)，每一 个 LA 区由多个小区构成。 位置登记过程： （1）MS 向新基站及 MSC 发送“位置更新请求”，MSC 向其相应的 VLR 发出登记请求。 （2）MSC 根据移动终端标识号确定 MS 的 HLR 并向 MS 的 HLR 发送“位置更新请求”。 （3）HLR 记录新的 VLR ID，回送“位置更新接受”。 （4）MSC 对 VLR 中该用户的 IMSI 做标记，并向 MS 回送“位置更新证实”。 （5）HLR 通知原来的 MSC 删除 VLR 中有关该 MS 的用户数据。 （6）旧 VLR 删除 MS 的记录，并向 HLR 发送一个删除应答信息。 1111、越区切换的控制策略有哪些？、越区切换的控制策略有哪些？ 答：（1）移动台控制的越区切换：MS 连续监测当前基站和候选基站的信号强度和质量，当 满足切换准则时，MS 选则最佳候选基站，发送切换请求。 （2）网络控制的越区切换：网络要求 MS 周围所有基站都监测该 MS 信号并把测量结果 报告给网络，网络从中选择一个新基站，把结果通过旧基站通知 MS 和新基站。 （3）移动台辅助的越区切换：网络要求 MS 测量周围基站信号把结果报告给旧基站， 网 络根据结果决定何时切换及切换到哪个基站。 1212、蜂窝网络为何存在同频干扰？、蜂窝网络为何存在同频干扰？ 答：同频干扰产生原因：频率的重复使用。 蜂窝网络中有小区分裂，而小区不断分裂使基站服务区不断缩小，就会引入同频干扰。 1313、某通信系统一个无线小区有某通信系统一个无线小区有 1212 个信道个信道（2 2 个控制信道和个控制信道和 1010 个话音信道个话音信道）每天每个用户每天每个用户 平均呼叫平均呼叫 1010 次，每次占用信道平均时间为次，每次占用信道平均时间为 80s80s，呼损率要求，呼损率要求 10%10%，忙时集中系数，忙时集中系数 0.125.0.125.问问 该无线小区能容纳多少用户？该无线小区能容纳多少用户？ 答：Aa=CTK 3600 1 =10800.125 3600 1 =0.0278 由表得：A=7.511 M= a A A =7.511/0.0278=270 户 B1%2%5%10%20% nAAAAA 10.01010.0200.0530.1110.25 51.3601.6572.2192.8814.010 104.4605.0926.2167.5119.685 2012.03113.18115.24917.16321.635 第四章调制技术 1 1、什么是相位不连续的什么是相位不连续的 FSKFSK？相位连续的？相位连续的 FSKFSK（CPFSKCPFSK）应当满足什么条件？为什么在移动应当满足什么条件？为什么在移动 通信中，在使用移频键控一般总是考虑使用通信中，在使用移频键控一般总是考虑使用 CPFSKCPFSK？ 答：相位不连续的 FSK：前后码元的载波相位不一致。 相位连续的 FSK（CPFSK）应当满足的条件：不仅在一个码元持续时间内相位连续，而 且在从码元ak-1到ak转换的时刻 KTb，两个码元的相位也相等。 2 2、高斯滤波器的归一化、高斯滤波器的归一化 3dB3dB 带宽如何影响带宽效率和误码特性？带宽如何影响带宽效率和误码特性？ 答：带宽越大，效率越高，误码性能越低。 3 3、输入数据为、输入数据为 0011001010111100000100110010101111000001 的的 MSKMSK 的相位轨迹？的相位轨迹？ 答：设初始相位为零。 11 2 )( kkkk kaa K012345678910111213141516171819 码元 00110010101111000001 ak-1-1 +1+1-1-1+1 -1 +1 -1 +1 +1+1+1 -1-1-1-1-1 +1 k 00-2 -2 2 2-43-54-6-6-6-68 8 888-11 相位轨迹为： )(t 0 4 4、若二进制的数字基带信号为若二进制的数字基带信号为 NRZNRZ，在进行，在进行 FSKFSK、MSKMSK、GMSKGMSK、2PSK2PSK、QPSKQPSK（无（无 LPFLPF）、）、 和和 QPSKQPSK（无（无 LPFLPF） OQPSKOQPSK 调制后，这些已调信号是否具有恒包络特性？调制后，这些已调信号是否具有恒包络特性？ 答：有。 5 5、QPSKQPSK、/4-D/4-DQPSKQPSK 和和 OQPSKOQPSK 信号相位跳变在信号星座图上的路径有什么不同？信号相位跳变在信号星座图上的路径有什么不同？ 答：QPSK:相位不连续的信号，在双码元转换的时刻，信号的相位发生变化，最大相位变化 为。 /2 3Tb2Tb -7/2 -5/2 -3/2 - -/2 4 7/2 3 5/2 2 Tb -4 -3 -2 3/2 4Tb 10Tb 20Tb 5Tb t /4-DQPSK：相位的跳变被限制在90。 OQPSK：相位跳变最大幅度大于 OQPSK 而小于 QPSK，只有45和90。 6 6、OFDMOFDM 调制的基本思想调制的基本思想。 答：把整个可用信道频带 B 划分为 N 个带宽为f 的子信道。把 N 个串行码元变换为 N 个并 行的码元， 分别调制这 N 个子信道载波进行同步传输。 设计载波间隔使得子载波重叠但正交。 7 7、OFDMOFDM 调制的特点有哪些，主要有那些应用。调制的特点有哪些，主要有那些应用。 答：特点：无码间干扰，频率利用率高，易受频偏影响失去正交性，峰值平均比较大。 应用：ADSL、DAB、HDTV、WLAN802.11 和 Hyperlan-2 等、4G 系统。 8 8、输入数据为、输入数据为 001100101011110000010100011101101101001100101011110000010100011101101101 的的 64QAM64QAM 的发送符号？的发送符号？ （注：图中有错，第一行应该是 110，而不是 100。） 答：将序列 6 个一组分为：001100101011110000010100011101 101101。前三个为b0b1b2，后三个为b3b4b5，找出对应的 6 个点。所以发送符号为 1-3j， -5-j，3+7j，1+5j，-1-5j，-1-j。 第五章抗衰落和链路性能增强技术 1 1、分集接收技术的指导思想是什么？分集接收技术的指导思想是什么？ 答：移动环境中，通过不同途径所接收到的多个信号，其衰落是独立的，综合利用各信号分 量，就有可能改善接收信号的质量。 2 2、什么是宏观分集和微观分集，常用的微观分集有哪些？、什么是宏观分集和微观分集，常用的微观分集有哪些？ 答：宏观分集：抗大尺度衰落，为了消除由于阴影区产生的信号衰落，可以在两个不同的地 点设置两个基站，由于基站相距较远，所接收到的信号时相互独立的，也叫多基站分集。 微观分集：抗小尺度衰落，在一个局部地区（短距离）上接收移动信号，信号衰落所呈 现的独立性是多方面的，如时间，频率，角度，空间，以及携带信息的电磁波极化方向等。 常用的微观分集有：时间分集，频率分集，角度分集，空间分集，极化分集。 3 3、常用合并方式有哪几种，哪一种可以获得最大的输出信噪比，为什么？、常用合并方式有哪几种，哪一种可以获得最大的输出信噪比，为什么？ 答：常用的合并方式有选择合并、最大比值合并、等增益合并。 最大比值合并可获得最大的输出信噪比，因为合并后信号的振幅与各支路信噪比相联 系，信噪比愈大的支路合并的信号贡献愈大。所以即使各支路信号都很差，使得没有一路信 号可以被单独解出时， 最大合并比法仍然有可能合成一个达到 SNR 要求的信号。 这种方法的 抗衰落统计特性是最佳的。 4 4、信道均衡的作用？评价均衡器性能的准则有哪些？自适应均衡的工作过程分为？、信道均衡的作用？评价均衡器性能的准则有哪些？自适应均衡的工作过程分为？ 答：作用：把有码间干扰的接收序列xn变换为无码间干扰的序列yn。 准则：最小峰值畸变准则，最小均方误差准则。 工作过程：训练、跟踪。 5 5、下图所示编码器的生成多项式、输入下图所示编码器的生成多项式、输入 101011100101011100 的输出码字？（画出其网格图）的输出码字？（画出其网格图） 输入 1输入 0。状态 0 s=00 。 1 s=10。 3 s=01。 4 s=11。 编码输出序列为 111000100001100111。 6 6、HARQHARQ 的重传机制有？的重传机制有？ HARQHARQ 的的 TypeI,TypeI, TypeII,TypeII, TypeIIITypeIII 区别是？区别是？ 答：HARQ 的重传机制有停止等待 SW（stop-and-wait）型；回溯 N 个数据 GNB（go-back-N） 型，也称回溯型；选择重传 SR（se