無線通信復(fù)習(xí)整理

精選文庫填空部分：1.1、2、3G通信系統(tǒng)的主要特征，雙工方式，多址方式，語音信號速率1G（模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)）是采用了模擬技術(shù)、模擬電路。技術(shù)界遇到的實際限制：在蜂窩很小時，難以切換，基站的選擇和信號的控制變得越來越復(fù)雜、困難，且投資昂貴；而且不同地區(qū)采用的不同標(biāo)準(zhǔn)使得用戶不能實現(xiàn)全球漫游。FDMA/FDD系統(tǒng)。2G（數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)）是采用了數(shù)字技術(shù)、數(shù)字處理電路SIM卡，手機(jī)體積小質(zhì)量輕，系統(tǒng)容量大。2G的標(biāo)準(zhǔn)主要有歐洲的GSM、日本的JDC和美國的IS-136及IS-95。仍然不能實現(xiàn)全球漫游。FDMA/TDD及TDMA/FDD系統(tǒng)。3G（微系統(tǒng)）是采用了智能處理技術(shù)、微處理單元，支持多媒體業(yè)務(wù)，系統(tǒng)容量大。標(biāo)準(zhǔn)主要有WCDMA,CDMA2000，TD-SCDMA。是TD-SCDMA 是TDD多址，WCDMA是FDD。2.功率控制功率控制只是在3G系統(tǒng)里面的，因為CDMA系統(tǒng)容量受限于系統(tǒng)內(nèi)移動臺的相互干擾，如果每個移動臺到基站均為所需信噪比的最小值，則系統(tǒng)容量就會達(dá)到最大值。功率控制分為：反向鏈路（從用戶到基站）和前向鏈路（從基站到用戶）。反向主要解決遠(yuǎn)近效應(yīng)，而前向主要解決同頻干擾問題。3.信道分配信道分配原則是有效利用無線頻譜，增加系統(tǒng)容量和最小化干擾。分配策略有：固定分配和動態(tài)分配兩種。動態(tài)分配可以解決負(fù)載不均衡的問題。4.衰落信道的3種表現(xiàn)：陰影衰落、多徑、損耗。小尺度衰落的原因：多徑。短時間或短的傳輸距離內(nèi)，信號幅度、相位或多徑時延的快速變化。小尺度衰落：平坦衰落、頻率選擇性衰落、快衰落、慢衰落。平坦衰落：信號的帶寬較窄，小于心信道的相干帶寬，信號頻帶內(nèi)受衰落影響是一致的，這樣的衰落叫平坦衰落。延遲擴(kuò)展比符號周期小。頻率選擇性衰落：信號帶寬大于信道帶寬，信號延遲擴(kuò)展大于符號周期?？焖ヂ洌捍蠖嗥绽疹l移，信道相干時間（TD-SCDMA每個chip為時間長度為0.78us，也就是碼片之間的相干時間是0.78us）小于符號周期，信道變化快于基帶信號的變化。慢衰落：小多普勒頻移，信道相干時間大于符號周期，信道變化慢于信號變化。5.交織交織可以在不附加額外開銷的條件下獲得時間分集，其作用是將信源比特分散到不同的時間段中，避免在深衰落或突發(fā)干擾時信源比特中重要的碼位不會同時被干擾。就是在進(jìn)行信道編碼之前打亂信源比特的順序。交織器有分組結(jié)構(gòu)和卷積結(jié)構(gòu)。6.均衡器均衡器分為線性和非線性均衡器。它們的區(qū)別在于：自適應(yīng)均衡器的輸出被用于反饋控制的方法。均衡器實際上是傳輸信道的反向濾波器。線性均衡器可以用格形濾波器實現(xiàn)（特點是數(shù)值穩(wěn)定性好、收斂速度更快），也可以用FIR濾波器實現(xiàn)（橫向濾波器）。非線性均衡器用到了判決反饋，為了獲得信道信息要首先發(fā)送一些前導(dǎo)碼來訓(xùn)練接收機(jī)。主要算法有：迫零算法、最小二乘法、最小均方根法等。7.分集分集可以提高無線鏈路質(zhì)量。（接收端有選擇分集和最大比合并。）頻率分集：用不同的頻率發(fā)射和接收信號。將同一數(shù)據(jù)用兩個頻率發(fā)射出去，頻率的間隔要大于信道的相干帶寬?？臻g分集：在不同的位置發(fā)射和接收信號。發(fā)端采用一副發(fā)射天線，接收端采用多副天線接收，天線收到的信號相互獨立。時間分集：在不同的時間發(fā)射和接收信號。將數(shù)據(jù)重復(fù)發(fā)送M次，間隔要超過信道的相干時間。RACK接收機(jī)就是。極化分集：用不同的極化方式發(fā)射或接收信號。在發(fā)端同一地點分別裝上垂直極化天線和水平極化天線，接收端也一樣，這樣就可以得到兩路衰落特性不相關(guān)的信號。多用戶分集：將所有發(fā)送和接收看作一個整體才處理，不是消除信道之間的衰落而是利用信道衰落特性，即信道的隨機(jī)波動性來獲得增益。8.A/D轉(zhuǎn)換步驟：抽樣、量化、編碼。誤差的出現(xiàn)是在量化。9.多用戶通信的兩種方式：廣播（一對多）、多址接入（多對一）10.語音評估分為五個等級。5為最高等級，這個層次表達(dá)清晰；最差為1，幾乎聽不懂任何東東。11.無線網(wǎng)絡(luò)中路由選擇常用的路由選擇機(jī)制：面向連接和虛連接。電路交換是面向連接的。一旦通話建立，則語音信道網(wǎng)絡(luò)資源將被獨占。分組交換是虛連接方式。資源不獨占。應(yīng)用有：IP電話，手機(jī)流量。X.25協(xié)議：設(shè)計OSI模型的下三層，也就是網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層、物理層。名詞解釋部分：1.無線通信的目標(biāo)：實現(xiàn)任何人在任何時間任何地點同其他人的語音、信息、多媒體等的通信。2.前向信道和反向信道：（信道是通信中信息傳輸?shù)耐ǖ溃沁壿嬌系模粭l鏈路包括很多很多信道），前向信道是指基站到移動臺的信道，反向信道是移動臺到基站的信道。前向信道由如下幾個信道組成：導(dǎo)頻信道、同步信道、尋呼信道和前向業(yè)務(wù)信道。反向信道組成：接入信道和反向業(yè)務(wù)信道。3.上行鏈路和下行鏈路：（鏈路是指各種物理傳輸介質(zhì)從信源到信宿之間連接起來的通信線路），上行鏈路是移動臺到基站，下行鏈路是基站到移動臺。4.TDD/FDD： TDD時分雙工，是按時間來區(qū)分上行和下行信道，采用是的同一頻率。FDD頻分雙工，是按頻率來區(qū)分上下行信道。5.駐留時間：一個呼叫可以在小區(qū)中維持而不切換的時間。6.切換：蜂窩系統(tǒng)的重要功能。一個移動臺從一個小區(qū)進(jìn)入到另外一個小區(qū)，由MSC傳輸該呼叫到新基站的一個新的信道上，同時保證通話持續(xù)進(jìn)行。7.漫游：當(dāng)移動用戶離開號碼注冊地區(qū)，進(jìn)入到其他地區(qū)繼續(xù)使用移動電話。8.移動臺：移動臺是移動通信網(wǎng)中移動用戶使用的設(shè)備，可以分為車載型、便攜型和手持型。其中手持型俗稱“手機(jī)”。9.TDMA：用脈沖調(diào)制的方法使不同信號占據(jù)不同的時間區(qū)間；FDMA：用頻譜搬移的方法使不同信號占據(jù)不同的頻率范圍；CDMA：用正交的脈沖序列分別攜帶不同信號。10.單工系統(tǒng)：數(shù)據(jù)只能按照一個方向傳輸?shù)南到y(tǒng)。11.絕對帶寬：絕對帶寬為f2-f1. 在正頻率軸上f1ff2的頻率范圍以外，振幅頻譜為0。3dB帶寬（或半功率帶寬）為f2-f1. 這里在f1f=18dB， n=4，N為什么數(shù)值最合適？（n=4為路徑損耗）（2）舉例：為保證蜂窩系統(tǒng)前向信道的性能，要求SIR=15dB，那么當(dāng)(a) n=4和 (b) n=3時， N=?,Q=? (a) n=4, 考慮一個7小區(qū)復(fù)用模型。同頻復(fù)用比例D/R=(3N)1/2=4.583, SIR=(1/6)(4.583)4=75.3=18.66dB。大于要求，N=7可用。(b) n=3 , 考慮一個7小區(qū)復(fù)用模型。SIR=(1/6)(4.583)3=16.04=12.05dB。不滿足最小S/I的要求，要用一個更大的N。下一個可用的N值為12。N=12(I=2, j=2), D/R=6, SIR=(1/6)(6)3=36=15.56dB15dB. 3.關(guān)于阻塞的簡單計算話務(wù)量強(qiáng)度 ；H 是通話的平均持續(xù)時間， 是單位時間內(nèi)的平均呼叫請求次數(shù)總的話務(wù)量 ；U是系統(tǒng)中的用戶數(shù)量每個信道的話務(wù)量強(qiáng)度 ； C是雙工信道的總數(shù)例題：在200萬人口的市區(qū)，在一個區(qū)域內(nèi)有三個相互競爭的系統(tǒng)（系統(tǒng)A,B,C）提供蜂窩服務(wù)。系統(tǒng)A中有19個信道的小區(qū)394個，系統(tǒng)B中有57個信道的小區(qū)98個，系統(tǒng)C中有100個信道的小區(qū)49個。阻塞概率為2%，每個用戶每小時平均打2個電話，每個電話的平均持續(xù)時間為3分鐘，求系統(tǒng)多能支持的用戶數(shù)。假設(shè)所有3個系統(tǒng)都已最大容量工作，計算每個系統(tǒng)的市場占有百分比。A中信道總數(shù)：19*394=7486，最大容量工作時可容納用戶：7486*（1-2%）*60/（2*3）=73362.B中信道總數(shù)：57*98=5586，最大容量工作時可容納用戶：5586*（1-2%）*60/（2*3）=54742.C中信道總數(shù)：100*49=4900，最大容量工作時可容納用戶：4900*（1-2%）*60/（2*3）=48020.A的市場占有率：73362/2000000=3.668%B的市場占有率：2.737%C的市場占有率：2.41%4.時域彌散平均時延擴(kuò)展（）；rms時延擴(kuò)展（）舉例：基于下面的功率時延譜，計算RMS時延擴(kuò)展。如果采用BPSK調(diào)制，在沒有均衡器的情況下，信道可以傳輸?shù)淖畲蟊忍厮俾适嵌嗌?？舉例：計算平均時延擴(kuò)展，RMS時延擴(kuò)展和最大時延擴(kuò)展 (10dB)。估計信道的50%相干帶寬。如果不使用均衡器，該信道是否適合AMPS或者GSM？舉例：確定一個合適的空間采樣間隔，來完成一個小尺度傳播的測量，假設(shè)連續(xù)采樣在時域上具有高度的相關(guān)性。如果fc=1900MHz，v=50m/s，在10m的傳輸距離內(nèi)，要完成多少次采樣?完成這些采樣，需要多少時間？假設(shè)移動臺可以實時完成測量。該信道的多普勒頻移BD是多少？5.TDMA效率發(fā)射的數(shù)據(jù)中信息所占的百分比，不包括為接入模式而提供的系統(tǒng)開銷。例題：TDMA/FDD GSM 系統(tǒng)采用25MHz帶寬用于前向鏈路， 并被分成200kHz的無線信道，如果一個無線信道支持8語音用戶，并假設(shè)沒有保護(hù)時隙，求 此GSM系統(tǒng)包含的同時用戶數(shù)。例題：如果GSM使用每幀包含8個時隙的幀結(jié)構(gòu)，并且每一幀包含156.25比特，在信道中數(shù)據(jù)速率為270.833kbps，求（1）比特