现代无线通信原理习题.ppt

现代无线通信习题课,例题1,天线的参数 增益 电压驻波比（VSWR） 天线下倾 半功率角 极化方式,天线增益,（1）如图1所示天线增益为多少dBd? （2）把反射板放在该阵列的一边构成扇形覆盖天线，如图1所示天线增益为多少dBd? 解：,图1,图2,需了解基础知识：电压驻波比（VSWR）,反射波和入射波幅度之比叫作反射系数。 反射系数 驻波波峰电压与波谷电压幅度之比称为驻波系数，也叫电压驻波比(VSWR) 驻波系数 终端负载阻抗和特性阻抗越接近，反射系数越小，驻波系数越接近于，匹配也就越好。,电压驻波比（VSWR）,假设基站发射功率是10W，反射回0.5W，求电压驻波比。 （1）计算回波损耗RL： RL=10lg（入射功率/反射功率） 则：RL10lg(10/0.5)=13dB （2）由回波损耗RL计算反射系数： RL=-20lg , 0.2238 （3）VSWR=(1+)/(1- )1.58,例题2,某无树林丘陵地区微波电路，微波通信频率为4GHz，站距为41km，发射天线高度为 h1=2m ,接收天线高度为h2=10m，发端海拔高度H1=80m，收端海拔高度H2=90m，离发射端3km处有一突起山头，海拔高度65m，路径其余各点明显低于它，见图所示路径剖面图。路径中地势最高点为反射点，反射系数为0.7，考虑气象条件对电波传播影响，当K4/3时，求： （1）确定反射点位置 （2）反射点余隙为多少米？ （3）衰落因子VdB,例题2,解： （1）反射点应取路径中相对余隙的最小点，此点一般就是最高障碍点，距离发端d1 =3km处为反射点。 （2）反射点处等效地球突起高度 K=4/3时， （3）等效余隙,（4）第一菲涅尔区半径,方法2:由查图法直接求VdB,例题3,一个广义平稳非相关信道的多普勒扩展为fd=50Hz，多径时延扩展为 ，信号传输的通带信道的总带宽为Bs=200kHz，为减少符号间干扰的影响，信号设计时选用数据速率为Rs=270.833kb/s (1)确定相关带宽和相干时间。 (2)该信道是否具有频率选择性的衰落？做出解释。 (3)该信道表现为慢衰落还是快衰落？做出解释。,需了解基础知识：平坦衰落和频率选择性衰落的判定,需了解基础知识：快衰信道和慢衰信道的判定,解 (1) (2) 该信道具有频率选择性衰落。当信号的带宽远大于信道相关带宽时，信道具有选择性衰落。由题可知， ，故信道具有频率选择性衰落。 （3）该信道表示为慢衰落。因为 ，也就是说信道变化慢于信号变化，即，故信道表示为慢衰落。,例题4,计算下图所示900MHz的功率延迟分布的平均附加时延、rms时延扩展及相干带宽。设信道相干带宽取50%，则该系统在不使用均衡器的条件下对GSM（200KHz）业务是否合适？,需了解基础知识,平均附加时延是功率时延分布的一阶矩，定义为：,rms时延扩展是功率时延分布的二阶矩的平方根定义为：,解： 各分布的时延测量量相对于第一个可测量信号，所给信号的平均附加时延为：,rms时延扩展为：,解： 相干带宽近似为： 由于GSM所需的200kHz带宽超过了Bc ,所以GSM需要均衡器才能正常工作。,例题5,设基站天线高度为50m，发射机功率为20W,增益为6dB,工作频率900MHz，移动台天线高度为1.5m，增益为3dB，通信距离为15km，利用Okumura-Hata模型求出城市的路径损耗？接收功率为多少dBW?,解： (1) =69.55+ 26.16lg900 -13.82lg50- (hm)+(44.9-6.55lg50)lg15 =153.13dB (2)Pr=Pt-Lp+Gt+Gr =10log20-153.3+6+3=-131.13dBw,例题6,IEEE无线局域网中5GHz无线业务必须发射200mW(23dBm)或者更少的功率，假设在一个没有墙壁的开放办公室，收发信机处于一个楼层54Mb/s业务获得误比特率所需的 ，噪声密度为-164dBm/Hz，问54Mb/s业务可达到的最大覆盖范围为多大？ 解：已知：Pt=200mW(23dBm)， ， ， 因为没有墙壁且在一个楼层，故 ， 由 可得： 解得 r=17.78m,例题7,某公司想在两栋楼之间建一个4GHz的微波链路，楼高分别为100m和50m，相距3km。在视距内和两栋楼中途有一栋高70m的楼房，试问能不能在两栋楼之间视距传输？,地球凸起高度为： 有几何关系可知: 自由空间余隙h0,例题8,已知一个正交调幅系统采用16QAM调制，带宽为2400Hz,滚降系数 。试求每路所采用的电平数、调制速率（符号速率）、总比特率和频带利用率。 解：,每路所采用的电平数,每路的调制速率,总的比特率,频带利用率,例题9,对于OFDM发送和接收结构图中，解释下列问题： （1）子载波的间隔如何选取？为什么？ （2）各子信道间的正交调制通过什么方法来实现？ （3）OFDM系统与单载波系统相比较存在哪些主要缺点？ 答： （1）若子信道的码元速率为1/Ts，子载波的间隔 ；避免码间干扰。另外若频谱允许重叠，提高频带效率 。 （2）快速（离散）傅里叶反变换和快速（离散）傅里叶变换。 （3）易受频率偏差的影响；存在较高的峰值平均功率。,例题10,直接序列扩频系统，信息速率为9.6kb/s，扩频带宽为1.2288MHz，