移动通信复习题.pdf

第 1 页 共 10 页 移动通信原理与应用 复习 移动通信原理与应用 复习 通信工程专业 10 级适用 一 电波传播 本部分所涉及知识点 1 移动无线信道的特点 复杂性 开放性 随机移动性 2 移动无线信道电波的传播方式 直射 反射 散射 绕射 3 无线信道的噪声 人为噪声 自然噪声 内部噪声 4 移动信道的干扰 同频干扰 邻道干扰 互调干扰 5 大尺度模型传播 1 自由空间传播模型 一 电波传播 本部分所涉及知识点 1 移动无线信道的特点 复杂性 开放性 随机移动性 2 移动无线信道电波的传播方式 直射 反射 散射 绕射 3 无线信道的噪声 人为噪声 自然噪声 内部噪声 4 移动信道的干扰 同频干扰 邻道干扰 互调干扰 5 大尺度模型传播 1 自由空间传播模型 理想的均匀介质 无阻挡 反射 折射 绕射 无吸收 2 地面反射模型 双线模型 3 对数距离路径损耗模型 路径损耗 2 地面反射模型 双线模型 3 对数距离路径损耗模型 路径损耗 路径损耗可表示为发射信号功率和接收信号功率的比值 或者是有效发射功 率 dB 和接收功率 dB 之间的差值 表示信号衰减 4 对数正态阴影模型 5 Okumura 奥村 模型 6 Hata 模型 7 Hata 模型的 PCS 扩展 6 移动通信中的几种效应 1 阴影效应 4 对数正态阴影模型 5 Okumura 奥村 模型 6 Hata 模型 7 Hata 模型的 PCS 扩展 6 移动通信中的几种效应 1 阴影效应由于大型建筑物或其它物体的遮挡 在于障碍物的后面产生的传播半盲区 2 远近效应2 远近效应由于移动用户距离基站有远有近 这样近处的用户信号就会对远处的用户信号 产生抑制 功率控制 3 多径效应3 多径效应接收信号由于多条路径的相位不同相互叠加所造成的接收信号幅度急剧起伏变 化的现象 第 2 页 共 10 页 4 多谱勒效应4 多谱勒效应由于用户处于高速移动中 这一现象只产生在大于等于 70Km h 从而引起 传播频率的扩散 由此引起的附加频移称为多普勒频移 多普勒扩散 5 多址效应5 多址效应在 CDMA 系统中由于用户码的不完全正交而造成的各用户信号相互干扰的现象 6 呼吸效应6 呼吸效应CDMA 系统特有的 CDMA 系统是功率受限系统 而且干扰等级随着用户的增多 而上升 当用户变得足够多的时侯 由于基站的功率已经无法再上调 造成距离基站较远的用户由 于干扰太大而无法接入系统 这种情况看起来就像是基站的覆盖范围缩小了 而当用户变少时 干 扰变小 远处的用户又可以接入系统 此时基站的覆盖范围又变大了 这就是所谓的呼吸效应 7 多谱勒频移 8 多径信道冲激响应模型 接收信号功率与多径信道及信号带宽的 关系 9 移动信道的时间色散参数及相干带宽 10 移动信道的频率色散参数及相干时间 11 小尺度衰落的类型 12 瑞利分布 莱斯分布及信道的仿真 7 多谱勒频移 8 多径信道冲激响应模型 接收信号功率与多径信道及信号带宽的 关系 9 移动信道的时间色散参数及相干带宽 10 移动信道的频率色散参数及相干时间 11 小尺度衰落的类型 12 瑞利分布 莱斯分布及信道的仿真 部分细节知识点 部分细节知识点 1 移动通信按用户的通话状态和频率使用的方法可分为单工制 半双工制和 双工制三种工作方式 2 什么是高斯白噪声 其中的 白 的含义是什么 高斯白噪声是指幅度分布服从高斯分布 而它的功率谱密度又是均匀分布的 白 是因为它的复杂性 就象白光是由 7 种光谱混合而成一样 3 陆地移动通信的电波传播方式主要有 直射波 反射波 绕射 衍射 散射 4 0dB 的含义是指相对于 1W 的比值的对数 0dB 代表无增益 1W 30dBm 5 电磁信号在传输过程中 幅度衰减和相位变化 中心频率发生改变 多径 传输 直射 反射等 6 小尺度衰落 基于多谱勒扩展可以将小尺度衰落分为快衰落和慢衰落 快衰落的特点 第 3 页 共 10 页 cos v fa 高多谱勒扩展 相干时间符号周期 信道变化慢于基带信号变化 7 由于多径效应引起的衰落称为多径衰落 瑞利衰落 8 在移动无线信道中 瑞利分布是最常见的用于描述平坦衰落信号接收包络 或独立多径分量接收包络统计时变特性的一分布类型 应具备的环境条件包 括 通常在离基站较远 反射物较多的地区符合 发射机和接收机之间没有直射波路径 存在大量反射波 到达接收天线的方向角随机且 0 2 均匀分布 各反射波的幅度和相位都统计独立 9 根据衰落与频率的关系 将衰落分为两种 频率选择性衰落和非频率选择 性衰落 其非频率选择性衰落又称为平坦衰落 10 什么是多普勒效应 有何影响 所谓多卜勒效应指的是当移动台 MS 具有一定速度 v 的时候 基站 BS 接收 到移动台的载波频率将随 v 的不同 产生不同的频移 反之也如此 移动产 生的多普勒频率为 该式中 v 为移动体速度 为工作波长 为电波入射角 此式表明 移 动速度越快 入射角越小 则多卜勒效应就越严重 二 蜂窝系统 本部分所涉及知识点 1 频率复用大区制 小区制 2 区群 区群大小 频率复用因子 同频复用距离和同频复用比 3 干扰 同频干扰及计算 邻道干扰 4 信道分配策略 二 蜂窝系统 本部分所涉及知识点 1 频率复用大区制 小区制 2 区群 区群大小 频率复用因子 同频复用距离和同频复用比 3 干扰 同频干扰及计算 邻道干扰 4 信道分配策略 第 4 页 共 10 页 5 中继和服务等级 6 提高系统容量的方法 小区分裂 扇区化 7 切换策略和切换方式 部分细节知识点 5 中继和服务等级 6 提高系统容量的方法 小区分裂 扇区化 7 切换策略和切换方式 部分细节知识点 1 小区制 小区制是将整个服务区划分为若干个小无线区 每个小区设置一个基站负 责本区的移动通信的联络和控制 同时又在 MSC 的同一控制下 实现小区间 移动通信的转接及其与 PSTN 网的联系 采用小区制 可以很方便的利用同频 复用 所以可以满足不断增加的用户需求 2 移动蜂窝技术的基本特征是 基站在一定范围内可以频率复用 移动台在 移动中可以进行切换 移动台在不同地区可以漫游接入 分裂小区可以增加 系统容量 3 移动通信可采用的多址技术有 TDMA CDMA FDMA SDMA 4 在实际应用中 用小区分裂 频段扩展 多信道复用等技术来增大蜂窝系 统容量 5 对于蜂窝移动通信系统 可以利用小区分裂来增加系统容量 可以使用顶 点激励方式 也可以使用中心激励方式 6 小区呼吸是指基站的覆盖发生变化 7 蜂窝移动通信系统中 所面临的干扰包括同频干扰 邻道干扰和互调干扰 8 假设基站天线的发射功率为 43dBm 则对应功率 20W 9 当移动台由一个小区进入相同频率的另一个小区时会发生软切换 10 一个用户在忙时一个小时内先后进行了 2 分钟和 4 分钟的通话 那么此 用户产生的话务量是 C 100 毫厄兰 11 关于天线增益 可以用 dBi 为单位来表示 可以用 dBd 为单位来表示 天线的增益越高 接收信号能力越强 第 5 页 共 10 页 三 抗衰落技术 本部分所涉及知识点 1 数字调制的性能指标 功率有效性 带宽有效性 2 恒包络调制技术 MSK GMSK 3 线性调制技术 QPSK OQPSK QAM 4 分集技术 5 均衡技术 6 交织技术 7 扩展频谱技术 部分细节知识点 三 抗衰落技术 本部分所涉及知识点 1 数字调制的性能指标 功率有效性 带宽有效性 2 恒包络调制技术 MSK GMSK 3 线性调制技术 QPSK OQPSK QAM 4 分集技术 5 均衡技术 6 交织技术 7 扩展频谱技术 部分细节知识点 1 扩频通信系统中 扩频的理论基础是香农公式 在直接序列扩频中 扩频 增益指的扩频之后信号所占用带宽与扩频之前信号所占用带宽的比值 扩频 通信系统具备较强的抗干扰能力 2 扩频通信系统与一般通信系统在组成上的区别 一般的扩频通信系统都要进行三次调制和相应的解调 一次调制为信息调制 二次调制为扩频调制 三次调制为射频调制 以及相应的信息解调 解扩和 射频解调 与一般通信系统比较 扩频通信多了扩频调制和解扩两个部分 3 对于 m 序列 m 序列是最长线性反馈移位寄存器序列 m 序列的周期为12 n 其中 n 是移位寄存器的数目 m 序列具有较好的自相关特性和互相关特性 4 RAKE 接收的工作条件是 两径之间时延差大于一个码片 两径具有独立性 5 扩频通信系统的处理增益 处理增益 Gp 也称扩频增益 Spreading Gain 指的是频带扩展后的信 号带宽 W 与频谱扩展前的信息带宽 F 之比 在扩频通信系统中 接收端要进行扩频解调 其实质只是提取出被伪随 机编码相关处理后的带宽为 F的原始信息 而排除掉了宽频带W中的外部干 扰 噪音和其他用户的通信影响 因此 处理增益 Gp 与抗干扰性能密切相关 第 6 页 共 10 页 它反映了扩频通信系统信噪比的改善程度 6 某系统扩频后信号带宽为 20Mhz 原始信号带宽为 10khz 则处理增益为 33DB 7 RAKE 接收机主要是解决多径效应 8 根据通信原理中香农公式原理 采用扩频通信的基本原理是用频带换取信 噪比 9 分集 分集有 2 个含义 分散传输 使接收端能获得多个统计独立的 携带同一 信息的数据流地衰落信号 二是集中合并处理 接收机把受到的多个独立衰 落信号进行合并 以降低衰落的影响 10 天线分集 跳频能克服多径衰落 GSM 采用的跳频为慢跳频 11 分集技术能够带来的好处有提高接收信号的信噪比 增大基站覆盖范围 增大容量 12 采用分集技术时 可以的合并方式有最佳比值合并 等增益合并 选择 式合并 13 接收分集技术主要有空间分集 频率分集 时间分集和 极化分集等 14 交织的作用可以减小信道快衰落 突发性衰落 带来的影响 15 交织技术及交织技术在无线通信中的作用 它的缺点 在陆地移动通信这种变参信道上 比特差错经常是成串发生的 这是由 于持续较长的深衰落谷点会影响到相继一串的比特 然而 信道编码仅在检 测和校正单个差错和不太长的差错串时才有效 为了解决这一问题 希望能 找到把一条消息中的相继比特分散开的方法 即一条消息中的相继比特以非 相继方式被发送 这样 在传输过程中即使发生了成串差错 恢复成一条相 继比特串的消息时 差错也就变成单个 或长度很短 这时再用信道编码纠 错功能纠正差错 恢复原消息 这种方法就是交织技术 交织技术是无线通信中抗突发错误的一种有效手段 其缺点是会增加系 统时延和一定的硬件成本 16 均衡是一种对付多径衰落 ISI 的技术 第 7 页 共 10 页 四 移动通信系统 本部分所涉及的知识点 1 GSM 系统业务 2 GSM 系统的架构成组成 3 GSM 系统的物理层规范 4 物理信道 逻辑信道及其映射关系 5 突发 burst 一般突发 频率校正突发 同步突发 随机接入 突发及空闲突发 6 位置更新 开机位置更新 周期性的位置更新 及位置删除 7 呼叫过程 移动台 移动台 移动台 固定电话 固定电话 移 动台 8 切换 部分细节知识点 四 移动通信系统 本部分所涉及的知识点 1 GSM 系统业务 2 GSM 系统的架构成组成 3 GSM 系统的物理层规范 4 物理信道 逻辑信道及其映射关系 5 突发 burst 一般突发 频率校正突发 同步突发 随机接入 突发及空闲突发 6 位置更新 开机位置更新 周期性的位置更新 及位置删除 7 呼叫过程 移动台 移动台 移动台 固定电话 固定电话 移 动台 8 切换 部分细节知识点 1 在 2G 通信时代 我国的 GSM 移动通信系统使用频率范围是上行频率 890 915MHZ 下 行 频 率 935 960MHZ 上 行 频 率 1710 1785MHZ 下 行 频 率 1805 1880MHZ 在 900MHz 频段 双工收发间隔为 45MHz 在 1800MHz 频段 双工收发间隔为 95MHz 这两个频段 相邻频道相隔为 200KHz 每个频道采 用 TDMA 方式分为 8 个时隙 即 8 个物理信道 2 GSM 中 每个突发脉冲序列共 156 25bit 占时 4 615ms 3 GSM 移动通信系统中 采用的多址通信方式为 TDMA 4 GSM 系统使用的是移动台辅助的切换技术 5 DTX 的全称为不连续传输 DTX 的优点 延长手机电池寿命 降低干扰 6 在漫游功能中 用到 MSRN VLR 地址 HLR 与漫游有关的数据 7 移动台在空闲状态下的小区选择和重选是由 MS 网络实体来决定的 8 位置删除 当移动台移动到一个新的位置区并且在该位置区的 VLR 中进行 第 8 页 共 10 页 登记后 还要由其 HLR 通知原位置区中的 VLR 删除该移动台的相关信息 这 叫做位置删除 9 主叫用户呼叫数字公用陆地蜂窝移动通信网中用户所需拨打的号码是移动 用户 ISDN 号码 MSISDN 10 GSM 的 burst 包含普通 频率校正 接入 同步 空闲突发脉冲序列 11 为了对 IMSI 保密 VLR 可以给来访移动用户分配一个唯一的号码 该号 码是临时移动用户识别码 TMSI 仅在本地使用 12 GSM 系统从 MS 分配到 SDCCH 信道时开始进行通话测量 并在 SACCH 信道 上传送移动台的测量报告和 BSC 对 MS 的功率调节及 TA 值信令信号 在 FACCH 信道完成切换 13 GSM 系统中当应用跳频技术时 哪些载波或时隙不能跳 BCCH 载波的 TS0 不能跳 GSM 的跳频速率是 217 跳每秒 14 RACH 和 AGCH 信道的作用是什么 随机接入信道 RACH 用于移动台向基站随时提出的入网申请 即请求分配 一个独立专用控制信道 SDCCH 或者用于传输移动台对基站对它的寻呼做 出的响应信息 属于上行信道 点对点传输方式 准许接入信道 AGCH 用于基站对移动台的入网申请作出应答 即分配给移 动台一个独立专用控制信道 SDCCH 属于下行信道 点对点传输方式 15 在同一 MSC 下 整个切换过程由 MS BTS BSC MSC 共同完成 16 GSM 中 主频 f0 的 TS0 映射的信道包括 BCCH FCCH 17 当移动台接入网络时 它首先占用的逻辑信道是 BCCH 18 基站识别码 BSIC 是通过 SCH 逻辑信道来传送的 19 GSM 的公共控制信道 CCCH 支持 MS 和 BS 之间专用通信路径的建立 它有三种罗辑信道 分别为随机接入信道 寻呼信道 接入许可信道 20 GSM 提供的控制信道及其作用 广播控制信道广播控制信道 分为 FCCH 频率校正信道 传送校正 MS 频率的信息 SCH 传送 MS 的帧同步 BTS 的识别码 BSIC BCCH 传播每个 BTS 小区特定的通用信息 公共控制信道 CCCH公共控制信道 CCCH 基站与移动台间点到点的双向信道 第 9 页 共 10 页 PCH 寻呼信道 RACH 随机接入信道 AGCH 接入允许信道 控制信道 DCCH 控制信道 DCCH 负责通信链路建立之前的协商及信令的传输 SDCCH 独立专用控制信道 SACCH 慢速随路控制信道 FACCH 快速随路控制信道 各信道的作用请到网上去查找各信道的作用请到网上去查找 21 CDMA 码分多址的特点 网内所有用户使用同一载频 占用相同的带宽 用 Walsh 码区分移动用户 小区内可以有一个或多个载波 采用跳频技术 跳 频序列是正交的 22 3G 主流技术标准包括 CDMA2000 TD SCDMA WCDMA 23 CDMA 系统掉话率低的原因 它采用了软切换 在 CDMA 系统中 由于所有 的小区 或扇区 都可以使用相同的频率 小