移動通信習(xí)題解答

1、移動通信 習(xí)題解答 第一章 3數(shù)字移動通信系統(tǒng)有哪些優(yōu)點? 答：數(shù)字通信系統(tǒng)的主要優(yōu)點可歸納如下： (1)頻譜利用率高，有利于提高系統(tǒng)容量。 (2)能提供多種業(yè)務(wù)服務(wù)，提高通信系統(tǒng)的通用性。 (3)抗噪聲、抗干擾和抗多徑衰落的能力強(qiáng) (4)能實現(xiàn)更有效、靈活的網(wǎng)絡(luò)管理和控制。 (5)便于實現(xiàn)通信的安全保密。 (6)可降低設(shè)備成本和減小用戶手機(jī)的體積和重量。 5.蜂窩通信系統(tǒng)采用了哪些技術(shù)?它與無線尋呼、無繩電話、 集群系統(tǒng)的主要差別是什么? 答：蜂窩移動通信采用了頻率再用，小區(qū)覆蓋，小區(qū)分 裂，越區(qū)切換等技術(shù)。 蜂窩移動通信與無線尋呼、無繩電話、集群系統(tǒng)的主要 差別是： 無線尋呼是單向傳輸系統(tǒng)

2、，蜂窩移動通信是雙向通信系 統(tǒng)。 無繩電話是以有線電話網(wǎng)為依托的通信方式，大多數(shù)只 具有單方向呼叫功能，也沒有過區(qū)切換功能。 集群系統(tǒng)是采用頻率共用用技術(shù)，半雙工的通信方式。 而蜂窩移動通信采用頻道再用技術(shù)，全雙工的通信方式。 9移動通信包括哪些主要技術(shù)?各項技術(shù)的主要作用是什么? 答：現(xiàn)代移動通信系統(tǒng)的發(fā)展是以多種先進(jìn)通信技術(shù)為基礎(chǔ)的。 移動通信的主要基本技術(shù)如下。 1)調(diào)制技術(shù): 第二代以后的移動通信是數(shù)字移動通信，其中的關(guān) 鍵技術(shù)之一是數(shù)字調(diào)制技術(shù)。對數(shù)字調(diào)制技術(shù)的主要要求是：已調(diào)信 號的頻譜窄和帶外衰減快(即所占頻帶窄，或者說頻譜利用率高)；易 于采用相干或非相干解調(diào)，抗噪聲和抗干擾的

3、能力強(qiáng)；以及適宜在衰 落信道中傳輸。 2）多址方式：多址方式的基本類型有頻分多址(FDMA)、時分多址 (TDMA)和碼分多址(CDMA)。在頻譜資源有限的條件下，努力提高通信 系統(tǒng)的容量。 3）移動信道中電波傳播特性的研究：研究移動信道的傳播特性， 首先要弄清移動信道的傳播規(guī)律和各種物理現(xiàn)象的機(jī)理以及這些現(xiàn)象 對信號傳輸所產(chǎn)生的不良影響，進(jìn)而研究消除各種不良影響的對策。 人們通常通過理論分析或根據(jù)實測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析(或二者結(jié)合)， 來總結(jié)和建立有普通性的數(shù)學(xué)模型，利用這些模型，可以估算一些傳 播環(huán)境中的傳播損耗和其它有關(guān)的傳播參數(shù)。 4）抗干擾措施：在移動信道中，除存在大量的環(huán)境噪 聲相干

4、擾外，還存在大量電臺產(chǎn)生的干擾，如鄰道干擾、 共道干擾和互調(diào)干擾等。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計者在設(shè)計、開發(fā)和生產(chǎn) 移動通信網(wǎng)絡(luò)時，必須預(yù)計到網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境中會出現(xiàn)的各 種干擾(包括網(wǎng)絡(luò)外部產(chǎn)生的干擾和網(wǎng)絡(luò)自身產(chǎn)生的干擾) 強(qiáng)度，并采取有效措施，保證網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行時，干擾電平和 有用信號相比不超過預(yù)定的門限值，或者保證傳輸差錯率 不超過預(yù)定的數(shù)量級。 10.移動通信系統(tǒng)由哪些功能實體組成?其無線接口包括哪幾層 的功能? 答：數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)的組成部分為：移動交換中心 (MSC)，基站分系統(tǒng)(BSS)(含基站控制器(BSC)，基站收發(fā)信臺 (BTS)，移動臺(MS)，歸屬位置寄存器(HLR)，訪問位置寄存 器(VLR)

5、，設(shè)備標(biāo)志奇存器(EIR)，認(rèn)證中心(AUC)和操作維護(hù) 中心(OMC)。網(wǎng)絡(luò)通過移動交換中心(MSC)還與公共交換電話網(wǎng) (PSTN)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)以及公共數(shù)據(jù)網(wǎng)(PDN)相連接。 數(shù)字移動通信的無線接口，也采用開放系統(tǒng)互連(OSI參考 模型的概念來規(guī)定其協(xié)議模型。這種模型分作三層: 第一層(最低層)L1是物理層。它為高層信息傳輸提供無線 信道，能支持在物理媒介上傳輸信息所需要的全部功能，如頻 率配置、信道劃分、傳輸定時、比特或時隙同步、功率設(shè)定、 調(diào)制和解調(diào)等等。 第二層L2是數(shù)據(jù)鏈路層。它向第三層提供服務(wù)，并接 受第一層的服務(wù)。其主要功能是為網(wǎng)絡(luò)層提供必需的數(shù)據(jù) 傳輸結(jié)構(gòu)，

6、并對數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行控制。 第三層L3是網(wǎng)絡(luò)層。它的主要功能是管理鏈路連接、 控制呼叫過程、支持附加業(yè)務(wù)和短消息業(yè)務(wù)，以及進(jìn)行移 動管理和無線資源管理等。網(wǎng)絡(luò)層包括連接管理(CM)、移 動管理(MM)和無線資源管理(RRM)三個子層。 第三章 1試簡述移動信道中電波傳播的方式及其特點。 答：移動信道中電波傳播的方式有： 1）直射波：從發(fā)射天線直接到達(dá)接收天線的電 波，它是VHF和UHF頻段的主要傳播方式。 2）地面反射波：經(jīng)過地面反射到達(dá)接收機(jī)的電 波。 3）地表面波：沿地球表面?zhèn)鞑サ碾姴ā?4在標(biāo)準(zhǔn)大氣折射下，發(fā)射天線高度為200m，接收天線 高度為2m，試求視線傳播極限距離。 解：視線傳播的極

7、限距離d為 在標(biāo)準(zhǔn)大氣折射情況下， 故 由題得ht200m ，hr2m 帶入得： )(2 21rte hhRddd 12 2() etr dddRhh kmRe8500 8500 e Rkm 4.12() rt dhh 4.12 ( 2002) 64.1dkm 5某一移動信道，傳播路徑如圖33(a)所示，假定d110 km，d25km，工作頻率為450 MHz，x-82m，試求電波傳播 損耗值。 解： 先求出自由空間傳播的損耗為： )(lg20)(lg2044.32MHzfkmdLfs 450lg20)105lg(2044.32 dB109.026 32.4420lg ()20lg() fs

8、Ld kmf MHz 32.4420lg(5 10)20lg450 109.026dB 第一菲涅爾區(qū)半徑為 12 1 12 d d x dd 8 8 3 102 4.5 103 c f ，代入上式得 43 1 3 2/3 105 10 47.1405 15 10 x 查表得( )為21dB，所以電波傳播的損耗L為 1 /1.74x x 21 109.02621 130.026dB fs LL 7.某一移動通信系統(tǒng)，基站天線高度為l00m，天線增益6dB， 移動臺天線高度為3m，Gm0dB，市區(qū)為中等起伏地，通信距 離為10 km，工作頻率為450 MHz，試求： (1)傳播路徑上損耗中值； (

9、2)基站發(fā)射機(jī)送至天線的功率為10W，試計算移動臺天線 上信號功率中值。 解：根據(jù)已知條件， 0, TAT KLL fs L32.4420lgf20lgd 32.4420lg45020lg10105.5dB 查表得市區(qū)基本損耗中值為 ( , )27 m Af ddB 可得基站天線高度增益因子 (, )7 bb Hh ddB 移動臺天線高度增益因子 可以得傳播路徑損耗中值為： 2）求得中等起伏地市區(qū)中接受信號的功率中值 2 ()( , )(,)(, ) 4 PTbmmmmbb PPG GAf dHhfHh d d ( , )(,)(, ) Tfsbmmmmbb PLGGAf dHhfHh d T

10、bmT PGGL 10lg1060 139.5-123.5dBW93.5dBm (,)0 mm HhfdB 105.5277139.5 AT LLdB 1、分集技術(shù)如何分類？在移動通信中采用了哪幾種分集接受 技術(shù)？ 答：分集技術(shù)包括分集發(fā)送技術(shù)和分集接收技術(shù)，從分集 的類型看，主要有空間分集、頻率分集、時間分集、角度分集 等等。 在移動通信系統(tǒng)中可能用到兩類分集方式：一類稱為 “宏分集”，另一類稱為“微分集”?！昂攴旨敝饕糜诜?窩通信系統(tǒng)中，也稱為“多基站”分集。 “微分集”是一種減小快衰落影響的分集技術(shù)，在各種無 線通信系統(tǒng)中都經(jīng)常使用。 微分集又可分為下列六種： 空間分案、頻率分集、極

11、化分集、場分量分集、角度分集、時 間分集。 3、為什么說擴(kuò)頻通信起了頻率分集的作用，而交織編碼起 了時間分集的作用？RAKE接受屬于什么分集？ 答：由于采用了擴(kuò)頻通信技術(shù)，信號的頻譜被擴(kuò)展很 寬進(jìn)行傳輸，使得傳輸帶寬大于信道相干帶寬，從而起了 頻率分集的作用。 交織編碼的目的是把一個較長的突發(fā)差錯離散成隨機(jī) 差錯，再用糾正隨機(jī)差錯的編碼（FEC）技術(shù)消除隨機(jī)差錯。 交織深度越大，則離散度越大，抗突發(fā)差錯能力也就越強(qiáng)。 但交織深度越大，交織編碼處理時間越長，從而造成數(shù)據(jù) 傳輸時延增大，也就是說，交織編碼是以時間為代價的。 因此，交織編碼屬于時間分集。 RAKE接收相當(dāng)于路徑（時間）分集。 4、試

12、畫出（2，1）卷積編碼器的原理圖。假定輸入為0110110， 試畫出編碼器的輸出的序列。 解：（2，1）卷積編碼器的原理圖 SR mj mj pj cj 輸入 mj=0 pj=0 0=0,輸出00 輸入mj+1=1 pj+1=mj+1 mj=1, 輸出11 輸入mj+2=1 pj+2=mj+2 mj+1=0, 輸出10 輸入mj+3=0 pj+3=mj+3 mj+2=1, 輸出01 輸入mj+4=0 pj+4=mj+4 mj+3=1, 輸出11 輸入序列01101，輸出為0011100111。 第五章 5.1、組網(wǎng)技術(shù)包括哪些主要問題？ 答：組網(wǎng)技術(shù)包括的主要問題有: 1）采用什么樣的多址技術(shù)

13、，使得有限的資源能傳輸更大容量 的信息。 2）為了使得用戶在某一服務(wù)區(qū)內(nèi)的任一點都能接入網(wǎng)絡(luò)，需 要在該服務(wù)區(qū)內(nèi)設(shè)置多少基站。另一方面，對于給定的頻率資 源，如何在這些基站之間進(jìn)行分配以滿足用戶容量的要求。 3）移動通信應(yīng)采用什么樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),實現(xiàn)移動用戶與固定用 戶，移動用戶與移動用戶之間的互聯(lián)互通。 4）一是當(dāng)移動用戶從一個基站的覆蓋區(qū)移動到另一個基站的 覆蓋區(qū)，如何保證用戶通信過程的連續(xù)性，即如何實現(xiàn)有效的 越區(qū)切換。二是如何解決移動性管理的問題。 5）移動通信網(wǎng)中應(yīng)采用什么樣的信令系統(tǒng)。 5.6、設(shè)某基站有8個無線信道，移動用戶的忙時話務(wù)量為0.0l愛爾 蘭，要求呼損率B0.1。問若采

14、用專用信道方式能容納幾個用 戶?信道利用率為多少?若采用單信道共用和多信道共用方式， 那么容納的用戶數(shù)和信道利用率分別為多少?試將這三種情況 的信道利用率加以比較。 解： 1）采用專用道共用方式(即專用呼叫信道方式)： 一個信道專門用于呼叫，其余信道采用共用方式 n=8-1=7查表5-2 ,得A=4.666, mA/（na）66 可以容納用戶數(shù)nm466，查表5-2得，信道利用率約為60 2）采用單信道共用方式： m=11,可以容納m888個用戶 查表5-2,得A=0.111，信道利用率是10 3）采用多信道共用方式： n8，m70，可以容納nm=560個用戶 查表得，信道利用率是63.0 比

15、較：采用多信道共用的方式信道利用率最高，采用單信道共用 的方式信道利用率最低。 (1) 0.9% AB n 5.13、為什么說最佳的小區(qū)形狀是正六邊形? 答：全向天線輻射的覆蓋區(qū)是個圓形。為了不留空隙地覆蓋整個平面 的服務(wù)區(qū)，一個個圓形輻射區(qū)之間一定含有很多的交疊。在考慮了交疊 之后，實際上每個輻射區(qū)的有效覆蓋區(qū)是一個多邊形。根據(jù)交疊情況不 同，覆蓋區(qū)可以是正三角形，正方形，正六邊形。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，用它覆蓋整個服務(wù)區(qū) 所需的基站數(shù)最少，也就最經(jīng)濟(jì)。 5.16、什么叫中心激勵?什么叫頂點激勵?采用頂點激勵方式有什么好處? 兩者在信道的配置上有何不

16、同? 答：在每個小區(qū)中，基站可設(shè)在小區(qū)的中央，用全向天線形成圓形覆 蓋區(qū)，這就是所謂“中心激勵”方式。 也可以將基站設(shè)計在每個小區(qū)六邊形的三個頂點上，每個基站采用 三副120度扇形輻射的定向天線，分別覆蓋三個相鄰小區(qū)的各三分之一區(qū) 域，每個小區(qū)由三副120度扇形天線共同覆蓋，這就是所謂“頂點激勵”。 在信道配置上的不同之處在與：如果是頂點激勵的小區(qū)制，每個基 站應(yīng)配置三組信道，向三個方向輻射。 5.27、什么叫越區(qū)切換?越區(qū)切換包括哪些主要問題?軟切換和 硬切換的差別是什么? 答：越區(qū)切換是指將當(dāng)前正在進(jìn)行的移動臺與基站之間的 通信鏈路從當(dāng)前基站轉(zhuǎn)移到另一個基站的過程。 越區(qū)切換包括三方面的問題： 1）越區(qū)切換的準(zhǔn)則，也就是何時需要進(jìn)行越區(qū)切換 2）越區(qū)切換如何控制； 3）越區(qū)切換