北京工業(yè)大學(xué)移動(dòng)通信作業(yè)答案.doc

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第一章 緒論 1、 移動(dòng)通信的工作方式主要有幾種？蜂窩式移動(dòng)通信系統(tǒng)采用哪種方式？雙工方式分類。 答：移動(dòng)通信的工作方式：?jiǎn)喂?、雙工、半雙工。 蜂窩式移動(dòng)通信系統(tǒng)采用雙工。 雙工方式分類：時(shí)分雙工（TDD）、頻分雙工（FDD）。 2、什么叫移動(dòng)通信？有哪些主要特點(diǎn)？ 答：移動(dòng)通信是指通信雙方中至少有一方在移動(dòng)中(或暫時(shí)停留在某處)進(jìn)行信息傳遞的通信方式，成為現(xiàn)代通信中發(fā)展最快的通信手段之一。 特點(diǎn)：利用無(wú)線電波進(jìn)行信息傳輸；在強(qiáng)干擾環(huán)境(外部干擾+內(nèi)部干擾)下工作；無(wú)線電頻率資源非常有限；提高通信容量；對(duì)移動(dòng)終端設(shè)備要求高，必須適合移動(dòng)環(huán)境；系統(tǒng)復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)管理和控制必須有效。 3、1G、2G、3G、4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn)對(duì)比 。 答：1G：全自動(dòng)撥號(hào)，全雙工方式，越區(qū)頻道轉(zhuǎn)換，自動(dòng)漫游。是模擬通信系統(tǒng)，采用小區(qū)制，蜂窩組網(wǎng)，多址接入方式為頻分多址FDMA，調(diào)制方式為FM。 2G：數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)；采用小區(qū)制，微蜂窩組網(wǎng)；能夠承載低速的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；調(diào)制方式有GMSK、QPSK等；多址接入方式為時(shí)分多址TDMA和碼分多址CDMA；采用均衡技術(shù)和RAKE接收技術(shù)，抗干擾多徑衰落能力強(qiáng)；保密性好。 3G：微蜂窩結(jié)構(gòu)，寬帶CDMA技術(shù)；調(diào)制方式QPSK自適應(yīng)調(diào)制；多址方式主要是CDMA，電路交換采用分組交換；具備支持多媒體傳輸能力的要求。 4G：是一個(gè)可稱為寬帶接入和分布式網(wǎng)絡(luò)，是功能集成的寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)，是廣帶無(wú)線固定接入、廣帶無(wú)線局域網(wǎng)、移動(dòng)廣帶系統(tǒng)和互操作的的廣播網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括核心網(wǎng)和無(wú)線接口，采用多種新的技術(shù)和方法來(lái)支撐。 4、移動(dòng)通信中的干擾主要有哪些，哪種干擾是蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)所特有的？ 答：互調(diào)干擾：兩個(gè)或多個(gè)信號(hào)作用在通信設(shè)備的非線性器件上，產(chǎn)生同有用信號(hào)頻率相近的組合頻率，從而構(gòu)成干擾，如：接收機(jī)的混頻 。 鄰道干擾：相鄰或鄰近的信道(或頻道)之間，由于一個(gè)強(qiáng)信號(hào)串?dāng)_弱信號(hào)而造成的干擾。 同頻干擾：相同載頻電臺(tái)之間的干擾。 蜂窩系統(tǒng)采用同頻復(fù)用技術(shù)規(guī)劃小區(qū)，使同頻干擾是其特有的干擾。 5、移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)是什么？ 答：隨著移動(dòng)通信的發(fā)展，出現(xiàn)了蜂窩移動(dòng)通信，而隨著蜂窩移動(dòng)通信的發(fā)展，未來(lái)移動(dòng)通信的主要發(fā)展趨勢(shì)是網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化、分組化，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)逐步形成；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)數(shù)字化、寬帶化；網(wǎng)絡(luò)設(shè)備智能化、小型化；應(yīng)用于更高的頻段，有效利用頻率；移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的綜合化、全球化、個(gè)人化；各種網(wǎng)絡(luò)的綜合；高速率、高質(zhì)量、低費(fèi)用。 第二章 移動(dòng)通信信道 1、描述多徑信道的主要參數(shù)有哪些？ 答：（1）時(shí)間色散參數(shù)和相關(guān)帶寬 描述時(shí)間色散的主要參數(shù)：平均時(shí)延（一階矩），時(shí)延擴(kuò)展，最大附加時(shí)延擴(kuò)展(XdB)。 （2）頻率色散參數(shù)和相關(guān)時(shí)間 描述頻率色散的主要參數(shù)：多普勒擴(kuò)展（功率譜）s(f)。 （3） 角度色散參數(shù)和相關(guān)距離 2、 多譜勒效應(yīng)的產(chǎn)生原因及表達(dá)式。 答：多普勒效應(yīng)是由于移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)使得接收信號(hào)在頻域擴(kuò)展，多普勒頻移產(chǎn)生附加的調(diào)頻噪聲，出現(xiàn)信號(hào)失真。 表達(dá)式：fd=vf/c 3、接收信號(hào)的包絡(luò)根據(jù)不同的無(wú)線環(huán)境服從哪幾種分布？它們之間的關(guān)系。 答：服從瑞利分布和萊斯分布。 關(guān)系：當(dāng)主要信號(hào)分量減弱后，萊斯分布就轉(zhuǎn)變?yōu)槿瘥惙植肌? 4、根據(jù)時(shí)間色散多徑信道分類。 答：根據(jù)時(shí)間色散多徑信道分為：頻率選擇性衰落信道、平坦衰落信道。 5、根據(jù)頻率色散多徑信道的分類。 答：根據(jù)頻率色散多徑信道分為：快衰落信道（時(shí)選）、慢衰落信道（非時(shí)選）。 6、若載波f0=800MHz,移動(dòng)臺(tái)速度v=60km/h,求最大多譜勒頻移？ 答：fd=vf/c=800*10^6*60/3.6/(3*10^8)=44.4Hz 第三章 蜂窩組網(wǎng)技術(shù) 1、什么叫同頻復(fù)用，同頻復(fù)用系數(shù)取決于哪些因素。 答：同頻復(fù)用：相同的頻率資源重復(fù)使用。取決于同頻復(fù)用距離和小區(qū)半徑。 2、話務(wù)量和呼損率概念。 答：話務(wù)量：度量通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)量或繁忙程度的指標(biāo)。是指單位時(shí)間內(nèi)（1小時(shí)）進(jìn)行的平均電話交換量。 呼損率：呼叫失敗的概率。呼損率的物理意義是損失話務(wù)量與呼叫話務(wù)量之比的百分?jǐn)?shù)，也稱為系統(tǒng)的服務(wù)等級(jí)（GOS）。 3、小區(qū)制和大區(qū)制的區(qū)別，小區(qū)制的主要優(yōu)點(diǎn)。 答：大區(qū)制：BS發(fā)射功率大(200W)；天線架設(shè)得高； 覆蓋半徑大25km至45km； 小區(qū)制：半徑2至25km；小的1至3km、500m、20m；功率：5至20W。 小區(qū)制主要優(yōu)點(diǎn)：頻率復(fù)用技術(shù)，頻率利用率高，組網(wǎng)靈活。 4、什么叫信令，信令功能有哪些？ 答：信令是與通信有關(guān)的一系列控制信號(hào)(協(xié)調(diào)不同實(shí)體所需的信息)。 功能：信令是用戶以及通信網(wǎng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)相互交換信息的共同語(yǔ)言，是整個(gè)通信網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng)。如一般電話網(wǎng)的摘機(jī)信令、撥號(hào)信令、振鈴信令等；如無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的頻道分配、用戶登記與管理、呼叫與應(yīng)答、越區(qū)交換和功率控制等。 5、為何說(shuō)最佳的小區(qū)形狀是正六變形? 答：在服務(wù)區(qū)面積一定的情況下，正六邊形小區(qū)的形狀最接近理想的圓形，用正六邊形小區(qū)所需的基站最少，最經(jīng)濟(jì)。 7、什么叫中心激勵(lì)？什么叫頂點(diǎn)激勵(lì)？ 答：中心激勵(lì)：基站設(shè)在每個(gè)小區(qū)中央，采用全天線形成圓形覆蓋。 頂點(diǎn)激勵(lì)：基站設(shè)在每個(gè)小區(qū)六邊形的三個(gè)頂點(diǎn)上，每個(gè)基站采用3副120扇形射向的定向天線分別覆蓋三個(gè)相鄰小區(qū)的各三分之一區(qū)域。 8、數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有哪些？ 答：有用戶、基站、交換機(jī)、固定網(wǎng)絡(luò)。 9、什么叫越區(qū)切換？軟硬切換的區(qū)別。 答：越區(qū)切換：將正在進(jìn)行的移動(dòng)臺(tái)與基站之間的通信鏈路從當(dāng)前基站轉(zhuǎn)移到另一基站的過(guò)程。 硬切換：在新的連接建立以前，先中斷舊的連接。 軟切換：既維持舊的連接，又同時(shí)建立新的連接，當(dāng)與新基站建立可靠的連接之后再中斷舊的鏈路。 10、什么叫位置區(qū)？位置登記過(guò)程包括哪幾步？ 答：位置區(qū)：移動(dòng)通信系統(tǒng)中，將覆蓋區(qū)分為若干個(gè)登記區(qū)（GSM中稱為位置區(qū)LA)，每一個(gè)LA區(qū)由多個(gè)小區(qū)構(gòu)成。 位置登記過(guò)程： （1） MS向新基站及MSC發(fā)送“位置更新請(qǐng)求”，MSC向其相應(yīng)的VLR發(fā)出登記請(qǐng)求。 （2） MSC根據(jù)移動(dòng)終端標(biāo)識(shí)號(hào)確定MS的HLR并向MS的HLR發(fā)送“位置更新請(qǐng)求”。 （3） HLR記錄新的VLR ID，回送“位置更新接受”。 （4） MSC對(duì)VLR中該用戶的IMSI做標(biāo)記，并向MS回送“位置更新證實(shí)”。 （5） HLR通知原來(lái)的MSC刪除VLR中有關(guān)該MS的用戶數(shù)據(jù)。 （6） 舊VLR刪除MS的記錄，并向HLR發(fā)送一個(gè)刪除應(yīng)答信息。 11、越區(qū)切換的控制策略有哪些？ 答：（1）移動(dòng)臺(tái)控制的越區(qū)切換：MS連續(xù)監(jiān)測(cè)當(dāng)前基站和候選基站的信號(hào)強(qiáng)度和質(zhì)量，當(dāng)滿足切換準(zhǔn)則時(shí)，MS選則最佳候選基站，發(fā)送切換請(qǐng)求。 （2）網(wǎng)絡(luò)控制的越區(qū)切換：網(wǎng)絡(luò)要求MS周圍所有基站都監(jiān)測(cè)該MS信號(hào)并把測(cè)量結(jié)果報(bào)告給網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)從中選擇一個(gè)新基站，把結(jié)果通過(guò)舊基站通知MS和新基站。 （3）移動(dòng)臺(tái)輔助的越區(qū)切換：網(wǎng)絡(luò)要求MS測(cè)量周圍基站信號(hào)把結(jié)果報(bào)告給舊基站，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)結(jié)果決定何時(shí)切換及切換到哪個(gè)基站。 12、蜂窩網(wǎng)絡(luò)為何存在同頻干擾？ 答：同頻干擾產(chǎn)生原因：頻率的重復(fù)使用。 蜂窩網(wǎng)絡(luò)中有小區(qū)分裂，而小區(qū)不斷分裂使基站服務(wù)區(qū)不斷縮小，就會(huì)引入同頻干擾。 13、 某通信系統(tǒng)一個(gè)無(wú)線小區(qū)有12個(gè)信道（2個(gè)控制信道和10個(gè)話音信道）每天每個(gè)用戶平均呼叫10次，每次占用信道平均時(shí)間為80s，呼損率要求10%，忙時(shí)集中系數(shù)0.125.問(wèn)該無(wú)線小區(qū)能容納多少用戶？ B 1% 2% 5% 10% 20% n A A A A A 1 0.0101 0.020 0.053 0.111 0.25 5 1.360 1.657 2.219 2.881 4.010 10 4.460 5.092 6.216 7.511 9.685 20 12.031 13.181 15.249 17.163 21.635 答：Aa=CTK=10800.125=0.0278 由表得：A=7.511 M==7.511/0.0278=270戶 第四章 調(diào)制技術(shù) 1、什么是相位不連續(xù)的FSK？相位連續(xù)的FSK（CPFSK）應(yīng)當(dāng)滿足什么條件？為什么在移動(dòng)通信中，在使用移頻鍵控一般總是考慮使用CPFSK？ 答：相位不連續(xù)的FSK：前后碼元的載波相位不一致。 相位連續(xù)的FSK（CPFSK）應(yīng)當(dāng)滿足的條件：不僅在一個(gè)碼元持續(xù)時(shí)間內(nèi)相位連續(xù)，而且在從碼元ak-1 到ak轉(zhuǎn)換的時(shí)刻KTb，兩個(gè)碼元的相位也相等。 2、高斯濾波器的歸一化3dB帶寬如何影響帶寬效率和誤碼特性？ 答：帶寬越大，效率越高，誤碼性能越低。 3、輸入數(shù)據(jù)為00110010101111000001的MSK的相位軌跡？ 答：設(shè)初始相位為零。 K 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 碼元 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 ak -1 -1 +1 +1 -1 -1 +1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 -1 +1 0 0 -2π -2π 2π 2π-4π3π-5π4π-6π-6π-6π-6π8π 8π 8π8π8π-11π 相位軌跡為： 4 7/2 3 5/2 2 3/2 20Tb 10Tb /2 t 5Tb 4Tb 3Tb 2Tb Tb -/2 0 - -3/2 -2 -5/2 -3 -7/2 -4 4、 若二進(jìn)制的數(shù)字基帶信號(hào)為NRZ，在進(jìn)行FSK、MSK、GMSK、2PSK、QPSK（無(wú)LPF）、 和QPSK（無(wú)LPF） OQPSK調(diào)制后，這些已調(diào)信號(hào)是否具有恒包絡(luò)特性？ 答：有。 5、 QPSK、π/4-DQPSK和OQPSK信號(hào)相位跳變?cè)谛盘?hào)星座圖上的路徑有什么不同？ 答：QPSK:相位不連續(xù)的信號(hào)，在雙碼元轉(zhuǎn)換的時(shí)刻，信號(hào)的相位發(fā)生變化，最大相位變化為π。 π/4-DQPSK：相位的跳變被限制在90。 OQPSK：相位跳變最大幅度大于OQPSK而小于QPSK，只有45和90。 6、OFDM調(diào)制的基本思想。 答：把整個(gè)可用信道頻帶B劃分為N個(gè)帶寬為△f的子信道。把N個(gè)串行碼元變換為N個(gè)并行的碼元，分別調(diào)制這N個(gè)子信道載波進(jìn)行同步傳輸。設(shè)計(jì)載波間隔使得子載波重疊但正交。7、OFDM調(diào)制的特點(diǎn)有哪些，主要有那些應(yīng)用。 答：特點(diǎn)：無(wú)碼間干擾，頻率利用率高，易受頻偏影響失去正交性，峰值平均比較大。 應(yīng)用：ADSL、DAB、HDTV、WLAN802.11和Hyperlan-2等、4G系統(tǒng)。 8、輸入數(shù)據(jù)為001100101011110000010100011101101101的64QAM的發(fā)送符號(hào)？ （注：圖中有錯(cuò)，第一行應(yīng)該是110，而不是100。） 答：將序列6個(gè)一組分為：001100 101011 110000 010100 011101 101101。前三個(gè)為b0b1b2，后三個(gè)為b3b4b5，找出對(duì)應(yīng)的6個(gè)點(diǎn)。所以發(fā)送符號(hào)為1-3j，-5-j，3+7j，1+5j，-1-5j，-1-j。 第五章 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 1、分集接收技術(shù)的指導(dǎo)思想是什么？ 答：移動(dòng)環(huán)境中，通過(guò)不同途徑所接收到的多個(gè)信號(hào)，其衰落是獨(dú)立的，綜合利用各信號(hào)分量，就有可能改善接收信號(hào)的質(zhì)量。 2、什么是宏觀分集和微觀分集，常用的微觀分集有哪些？ 答：宏觀分集：抗大尺度衰落，為了消除由于陰影區(qū)產(chǎn)生的信號(hào)衰落，可以在兩個(gè)不同的地點(diǎn)設(shè)置兩個(gè)基站，由于基站相距較遠(yuǎn)，所接收到的信號(hào)時(shí)相互獨(dú)立的，也叫多基站分集。 微觀分集：抗小尺度衰落，在一個(gè)局部地區(qū)（短距離）上接收移動(dòng)信號(hào)，信號(hào)衰落所呈現(xiàn)的獨(dú)立性是多方面的，如時(shí)間，頻率，角度，空間，以及攜帶信息的電磁波極化方向等。 常用的微觀分集有：時(shí)間分集，頻率分集，角度分集，空間分集，極化分集。 3、常用合并方式有哪幾種，哪一種可以獲得最大的輸出信噪比，為什么？ 答：常用的合并方式有選擇合并、最大比值合并、等增益合并。 最大比值合并可獲得最大的輸出信噪比，因?yàn)楹喜⒑笮盘?hào)的振幅與各支路信噪比相聯(lián)系，信噪比愈大的支路合并的信號(hào)貢獻(xiàn)愈大。所以即使各支路信號(hào)都很差，使得沒(méi)有一路信號(hào)可以被單獨(dú)解出時(shí)，最大合并比法仍然有可能合成一個(gè)達(dá)到SNR要求的信號(hào)。這種方法的抗衰落統(tǒng)計(jì)特性是最佳的。 4、信道均衡的作用？評(píng)價(jià)均衡器性能的準(zhǔn)則有哪些？自適應(yīng)均衡的工作過(guò)程分為？ 答：作用：把有碼間干擾的接收序列{xn}變換為無(wú)碼間干擾的序列{yn}。 準(zhǔn)則：最小峰值畸變準(zhǔn)則，最小均方誤差準(zhǔn)則。 工作過(guò)程：訓(xùn)練、跟蹤。 5、 下圖所示編碼器的生成多項(xiàng)式、輸入101011100的輸出碼字？（畫(huà)出其網(wǎng)格圖） 11 00 10 00 10 11 輸入1 輸入0 。狀態(tài)=00 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 =10 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 01 10 01 =01 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。=11 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 編碼輸出序列為111000100001100111。 6、HARQ的重傳機(jī)制有？ HARQ的TypeI, TypeII, TypeIII區(qū)別是？ 答：HARQ的重傳機(jī)制有停止等待SW（stop-and-wait）型；回溯N個(gè)數(shù)據(jù)GNB（go-back-N）型，也稱回溯型；選擇重傳SR（selective-repeat）型。 區(qū)別：Type-I它不論信道狀態(tài)如何，每次都發(fā)送同樣糾錯(cuò)能力的完整碼字。它對(duì)信道適應(yīng)性不好。 Type-II 全冗余方式，每次重發(fā)的都是不同的冗余信息，對(duì)信道有一定的自適應(yīng)能力。 Type-III 部分冗余方式，重發(fā)的數(shù)據(jù)既包含信息為又包含校驗(yàn)位。 第六章 擴(kuò)頻通信 1、 PN序列有哪些特征使得它具有類似于噪聲的性質(zhì)？ 答：均衡性、游程性、自相關(guān)性。 2、 擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)及擴(kuò)頻方式有哪些？ 答：理論基礎(chǔ)：香農(nóng)定理。 擴(kuò)頻方式：直接序列擴(kuò)頻，簡(jiǎn)稱直擴(kuò)（DS）；跳變頻率擴(kuò)頻，簡(jiǎn)稱跳頻（FH）；跳變時(shí)間擴(kuò)頻，簡(jiǎn)稱跳時(shí)（TH）；寬帶線性調(diào)頻，簡(jiǎn)稱chrip。 3、為什么擴(kuò)頻信號(hào)能夠有效的抑制窄帶干擾？ 答：因?yàn)榻邮諜C(jī)對(duì)信號(hào)解擴(kuò)的同時(shí)對(duì)對(duì)干擾信號(hào)的擴(kuò)頻，降低了干擾信號(hào)的功率譜密度。 4、 Rake接收機(jī)的基本原理是什么？ 答：每個(gè)相關(guān)器和多徑信號(hào)中的一個(gè)不同時(shí)延的分量同步，輸出是攜帶相同信息但時(shí)延不同的信號(hào)，把這些輸出延時(shí)對(duì)齊，然后合并，可增加信號(hào)能量，改善信噪比。 5、 直擴(kuò)系統(tǒng)和跳頻系統(tǒng)的擴(kuò)頻增益？它們抵抗窄帶干擾的原理有何不同？ 答：直擴(kuò)系統(tǒng)：增益：Gp=N 窄帶抗干擾原理：接收機(jī)對(duì)信號(hào)解擴(kuò)的同時(shí)對(duì)對(duì)干擾信號(hào)的擴(kuò)頻，降低了信 號(hào)的功率譜密度。 跳頻系統(tǒng)：增益：Gh=W/B 窄帶抗干擾原理：通過(guò)躲避干擾來(lái)獲得抗干擾能力。