现代移动通信 蔡跃明 第三版思考题与习题参考答案 chapter_2

第二章思维问题和练习问题1蜂窝移动通信中的典型的电波传播方式是什么a :典型的电波传播方式有直射、反射、折射、衍射、散射等。在电波的直射路径中没有障碍物的情况下，在电波直接到达接收天线的电波的直射路径中存在障碍物的情况下，电波绕过障碍物向前方传播而形成衍射波，电波在平坦的地面传播时，由于是与大地大气不同的介质，所以入射波在界面产生反射波而入射到电波粗糙的表面时，反射能量不会散射在第二自由空间中到发射机的距离为d的无线接收功率是否与这些因素相关？ 遵循什么规则a :来自发送机d的天线的接收功率，其数学式(Friis式)如下其中，Pt是发送功率，也被称为有效发送功率的Pr(d )是接收功率，作为T-R距离的函数的Gt是发送天线的增益，Gr是接收天线增益d是T-R之间的距离，l是与传播无关的系统损耗系数，是波长。 那个法则是：-反比距离越远衰减越大。-比例(与f2成反比)频率越高衰减越大。第三发射机天线的高度为40m，接收机天线的高度为3 m，操作频率为1800MHz，并且发射和接收天线的增益为1，这些天线在城区操作。 试制了2径模型的1km到20km范围的接收天线的电场强度。 (可用全场强度对E0的分贝数表示)，给出距发射器距离d处的无线接收功率规律。解答：因为又一次此时接收电场强度用分贝表示用Matlab画变化曲线。由式(2-29 )可知，其法则为：-反比比自由空间衰减快得多。-与频率无关。用四二径模型的近似公式求解问题，分析近似公式的使用范围。解：使用二径模型的近似公式此时接收电场强度用分贝表示在这种情况下，近似公式必须得到满足因为因此，可以使用上述近似表达式什么是5等效地球半径？ 为什么要引入等效地球半径？ 标准大气的等效地球半径是多少？答：地球的等效半径是指电波依然沿着直线方向前进，只有地球的实际半径(6.37106m )为等效半径。 为研究大气折射对电波传播的影响引入等效地球半径。 等效地球半径系数k=4/3，因此等效地球半径。令6个发送天线的高度为200m，并且令接收天线的高度为20m，并且计算视距传播的极限距离。 如果发射天线是100米，视距传播的极限距离是多少？解：视线传播的极限距离是设发送天线的高度为100m，则视线传播的极限距离为7为什么无线电波有衍射能力？ 衍射能力与波长有什么关系？ 为什么？a :电波在传输中的波面的所有点都成为产生二次波的点源，因此这些二次波结合形成传播方向的新的波面，衍射是二次波的传播进入影子而形成的。 衍射力和波长有波长越长衍射力越弱的关系。 这是因为阻止体在阻止二次波时产生衍射损失，只有一部分能量能够绕过阻止体，所以这里的衍射损失与电波的频率有关，对于相同的阻止体，频率越大，衍射损失越小，因为衍射能力越强，所以频率越小，衍射损失越大，衍射能力越弱在距离15km的两个无线电台之间有一座50米的建筑物，一个无线电台距建筑物10km，两个无线电台的天线高10m，无线电台的工作频率为900MHz，要求出电波传播损失。解：菲涅耳馀隙衍射参数表明，附加损耗为18.5dB电波传播损失9如果其他参数与问题相同，工作频率只有50 m Hz1900 MHz，求出电波传输损失是多少？解：动作频率为50MHz时菲涅耳空隙衍射参数设附加损失为10dB电波传播损失动作频率为1900MHz时菲涅耳空隙衍射参数表明附加损耗为22dB电波传播损失10移动通信信道中电波传播的基本特征是什么a :移动通信信道中电波传播的基本特征是：1)由信号传播距离造成的传播损失(大尺度范围)；2 )由地形的起伏，由建筑物或其它障碍物造成的电波屏蔽造成的损失(阴影衰落)；3 )由于传输、衍射、散射等的因素而造成的多路径传播所导致的接收信号的振幅和相位的随机变化，结果是严重的11将工作频率分别设为900MHz和2200MHz，将移动台的移动速度分别设为30m/s和80m/s，求出最大多普勒频率是多少，比较这些结果吧。解：动作频率为900MHz、行走速度为30m/s和80m/s时的最大多普勒频率为动作频率为2200MHz、行驶速度为30m/s和80m/s时的最大多普勒频率为根据以上计算结果，最大多普勒频移与移动台的速度和工作频率有关，速度越大，最大多普勒频移越大，最大多普勒频移越大。将12移动台速度设为100m/s，将工作频率设为1000MHz，求出在1分钟内信号包络衰减至信号的均方根(rms )电平的次数。 平均衰退时间是多少？解：根据问题，用公式(3-56 )计算然后呢信号包络在1分钟内衰减到信号均方根电平的次数平均衰落时间如下13移动站均速行驶并接收900MHz的载波频率信号。 低于rms等级10dB的信号等级的平均衰落持续时间为1ms，并确定移动站在10秒内是否经历了低于rms阈值等级的衰落。解：从问题中得出因为所以呢为题意，用式(3-56 )计算所以由和可得移动站在10秒内行驶了326.812m米移动站在10s内经历低于rms阈值的衰落的次数如果特殊调制可以提供适当的时间比特差错率(BER )，那么如图14的(P14 )所示，试图确定无均衡器的最小码元周期(这得到了最大码元速率)。图2-26课题14的两个功率延迟分布解： (关于(a )rms延迟扩展到：也就是说最小符号周期为关于(b )rms延迟扩展到：也就是说最小符号周期为如果同时满足(a )和(b )的环境，则最小符号周期为。15信号通过移动信道时，在什么情况下会受到平坦的衰落？ 在什么情况下受到频率选择性衰落？a :如果信道相关性带宽大得多于发送信号的带宽，则信号或者如果接收平坦衰落的信道的相关性带宽小于发送信号带宽，则信号经历频率选择性衰落。16简述快速衰退、慢性衰退的原因和条件。答：快速衰落的发生原因是信道的相关性(相干)时间短于传输信号的周期，信号的带宽小于多普勒扩展，信道冲激响应在符号周期内快速变化，并且信号失真以及衰落。信号急速衰退的条件引起慢衰落的原因是：信道的相关性(相干)时间远大于所发送的信号的周期，信号的带宽远大于多普勒扩展，而信道冲激响应的改变远小于所发送的信号符号的周期，因此信道可以抑制慢衰落信道信号经历慢衰落的条件是对于17个移动通信系统，在其操作频率为1800 MHz、基站处的天线高度为40 m、天线增益为6dB、移动站处的天线高度为1 m、天线增益为1 dB的市区，传播路径为基准平坦的形式，且通信距离为10 km。 (1)确定传播路径的中值路径损耗；(2)如果由基站的发射机对天线发射的信号功率是10W，则确定移动站的天线接收的信号功率，而不考虑馈送器损耗和共享损耗。解： (1)传播路径自由空间中的电波传播损失公式能够得到自由空间中电波传播损失可通过基站天线的高增益系数图来检查可从移动台天线的高增益系数图中查找从准平坦地形大城市地区基本中值损失图中得出基于传播路径中值的路径损耗公式可得(2)由和可得：假定18个系统在准平坦区的大城市工作，假定工作频率为900MHz，小区半径为10km，基站天线为80m，天线增益为6dB，移动台天线的高度为1.5m，天线增益为0 dB，并且在小区边缘工作的手持移动台的接收电平为-102dBm解： (1)传播路径自由空间中的电波传播损失公式能够得到自由空间中电波传播损失可通过基站天线的高增益系数图来检查可从移动台天线的高增益系数图中查找从准平坦地形大城市地区基本中值损失图中得出基于传播路径中值的路径损耗公式可得(2)由和可得：如果在19个问题上不改变其他参数，只将工作频率变更为1800MHz，计算结果会怎样？解： (1)传播路