无线通信原理与应用讲义习题

移动通信习题课,目录,1.课程总结2.考试题型及方式3.习题例解a.简答题b.计算题c.填空题,1.课程总结,第一讲绪论(通信历史，发展趋势）第二讲组成及规范（系统组成，性能指标，标准）第三讲信道大尺度模型（四种传播机制，无线信道分类，路径损耗，室内外信道模型）第四讲信道小大尺度模型（多径效应，多普勒效应，小尺度衰落分类）第五讲基带与调制传输技术（传输过程，奈奎斯特准则，最佳接收机）,1.课程总结,第六讲无线通信系统的编码技术（信源信道编码，音视频编码性能指标和实现方法）第七讲多址技术（五种多址技术，工作原理，特点）第八讲抗衰落及抗干扰技术（均衡，分集，瑞克）第九讲蜂窝的概念与设计（蜂窝，话务理论，容量，覆盖）第十讲CDMA系统的基本原理与关键技术及其性能分析（IS-95组成，信道，空中接口，关键技术）,2.考试题型及方式,1.开卷考试2.题型填空40分，简答5*6分，计算1*30分3.分数构成总分=平时成绩30%+期末考试70%,3.习题例解-简答题,1.面向21世纪通信的三大革命答：以干线（包括部分支线）传输光纤化为标志的光纤革命；以SDH、ATM和IP为标志的数字革命；以个人通信和无线接入为标志的无线革命。2.画出移动通信的统的组成框图,3.评价一个移动通信系统的工程和技术性能指标有哪些？答：工程指标有：工作频段及频谱安排，传输距离及传输方式，传输容量，传输质量，业务方式，供电方式及耗电量，环境条件，可靠性。技术指标有：多址方式，双工方式，调制解调方式，信道编码方式，信源编码方式，发送频谱，发送功率，信道速率，误码门限。4.影响小尺度衰落的因素有哪些？答：多径传播：随机分布的幅度、相位和入射角的多径信号按矢量叠加，从而使接收信号产生小尺度衰落、信号失真。移动台的运动速度：基站与移动台间的相对运动会引起随机频率调制。环境物体的运动速度：会引起时变的多普勒频移。信号的传输带宽：取决于信号带宽与多径信道带宽（即相干带宽）。,5.无线通信中干扰的分类和对抗干扰的方法有哪些？答：干扰有：设备内部的干扰，现场非敌意干扰，现场的敌意干扰。抗干扰方法：频率域：采用频率域处理，如；直扩、跳频、跳扩。时间域：采用时间域处理，如：瞬时、跳时等空间域：采用空间域处理，如：自适应天线等。其它数字处理：如：干扰抵销、纠错编码等。6.简述无线通信为什么要讨论基带传输？答：1）、一个载波传输系统，在调制前与解调后所进行的信号变换过程，如：编码、译码、滤波、判决、抽样、再生，和基带传输过程十分相似。基带传输的方法完全可以用于载波传输。2）、载波传输系统在一定条件下完全可以用等效基带传输系统来代替。有关基带传输系统的一些分析结果，如：功率谱密度、比特差错率可以推广到载波传输系统。,7.DS-CDMA技术的优点有哪些？答：用户共享一个频率，无需频率规划；软容量：用户越多，性能越差，用户减少，性能就变好；软越区：利用宏分集可以实现软越区切换；采用RAKE技术可以利用多径，提高系统的抗衰落性能利用多用户检测技术可以减少用户干扰，提高系统容量。8.简述无线通信中衰落的影响和对抗衰落的方法有哪些？答：衰落影响之一：接收电平降低，无法保证正常通信。衰落影响之二：接收波形畸变，产生严重的误码。衰落影响之三：传播延时变化，破坏与时延有关的同步。衰落影响之四：在快衰落情况下，由于电平变化迅速，影响某些跟踪过程。对抗衰落方法有：减少通信距离；增加发送功率；调整天线高度；选择合适路由；在移动通信中采用微蜂窝、直放站；采用分集技术、均衡技术、瑞克技术、纠错技术等。,9.提高蜂窝系统容量的方法有哪些？答：小区分裂：减小小区半径R，不改变频率复用因子D/R。划分扇区：小区半径R不变，减小频率复用因子D/R。其他新方法：新的微小区方案。,3.习题例解-计算题,1.一个4小区系统中的小区半径为1.387km。整个系统内共用60个信道。如果每个用户产生0.029Erlang的话务量，=1次呼叫/小时，计算呼叫延迟概率为5%的ErlangC系统:(a)该系统每平方公里可支持多少用户；(b)一个被延迟的呼叫等待10秒以上的概率；(c)一个呼叫被延迟10秒以上的概率。,解：已知：小区半径R=1.387km每个小区的覆盖面积为平方公里,每簇的小区数=4总信道数=60因此，每个小区的信道数=60/4=15个(a)从ErlangC图中得，对于C=15，延迟概率=5%,其话务量强度=9.0Erlang因此，用户数=总话务量强度/每个用户的话务量=9.0/0.029=310个每平方公里可支持的用户数=310/5平方公里=62个/平方公里。,(b)已知,，保持时间小时=104.4秒。,被延迟的呼叫等待10秒以上的概率为Pr延迟t|延迟=exp(-(C-A)t/H)=exp(-(15-9.0)*10/104.4)=56.29%,(c)已知Pr延迟0=5%呼叫被延迟10秒以上的概率为:Pr延迟10=Pr延迟0Pr延迟t|延迟=0.050.5629=2.81%,2.某城市面积为1300平方英里，由一个使用7小区复用模式的蜂窝系统覆盖。每个小区的半径为4英里，该城市共有40MHz的频谱，使用带宽为60kHz的双向信道。设ErlangB系统的QoS为2%，如果每个用户产生0.03Erlang的话务量，计算(a)服务区域内的小区数；(b)每个小区的信道数；(c)每个小区的话务量强度；(d)所承载的话务量；(e)所能服务的用户总数；(f)每个信道的移动台数；(g)理论上，系统一次能服务的最大用户数。,3.习题例解-填空题,1.无线通信信道的4种传播机制分别为：直射，绕射，反射，散射2.小尺度衰落信道基于多径时延扩散可以分为平衰落和频率选择性衰落信道，