無(wú)線通信期末復(fù)習(xí)題

1、無(wú)線通信復(fù)習(xí)題、填空題1、 按照經(jīng)典的信息容量定理，可以把信息容量表達(dá)為 。2、 在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，廣泛應(yīng)用的交織器有 、塊交織、隨機(jī)交織、卷積交織3卷積編碼器具有哪兩種形式。非遞歸非系統(tǒng)和遞歸系統(tǒng)4、主要的分集方式_、_，分集合并技術(shù)、空間分集；極化分集；頻率分集；時(shí)間分集；分集合并技術(shù)：選擇式合并；最大增益合并； 最小色散合并； 最大比合并。5、蜂窩系統(tǒng)三代分別是 ：、。答案：模擬系統(tǒng)早期的數(shù)字系統(tǒng)集成了語(yǔ)音和數(shù)據(jù)的系統(tǒng)6通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)受三方面或?qū)用娴挠绊懀何锢韺印?shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層。7物理層提供了信源與信道之間的通信通道。它包含三個(gè)根本局部：發(fā)射機(jī)、信道和接收機(jī)。8共享頻譜的四種多址策略

2、為 頻分多址、時(shí)分多址、碼分多址、空分多址。9. 通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)受三方面或?qū)用娴挠绊懀何锢韺?、?shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò) 10. 相干時(shí)間指信道的兩個(gè)時(shí)域樣值變得不相關(guān)的時(shí)間間隔。11相關(guān)帶寬指信道的兩個(gè)頻域樣值變得不相關(guān)的頻率間隔。12利用兩個(gè)參數(shù)來(lái)表征頻率和時(shí)間色散的影響：相干時(shí)間、相關(guān)帶寬。二、名詞解釋1、信源編碼定理：給定一個(gè)由一定數(shù)量的熵表征的離散無(wú)記憶信源，無(wú)失真信源編碼方案的平均碼字長(zhǎng)度以這個(gè)熵為上界。2、 信道編碼定理：如果離散無(wú)記憶信道的容量為C,并且信源以低于C的速率 產(chǎn)生信息，那么存在一種編碼方式，使得該信源的輸出信息可以用任意低的符號(hào) 過(guò)失概率在信道中傳送。3、MIMO鏈路的中斷

3、：數(shù)據(jù)以某一速率 R通過(guò)鏈路傳輸時(shí)，鏈路處于中斷即失敗狀態(tài)的概率，其中 R 的單位為 b/s/Hz4、無(wú)線分組網(wǎng)：是一種分組交換網(wǎng)，采用分組交換而不是電路交換。它利用無(wú) 線信道的特點(diǎn)， 具有播送通信的性質(zhì)， 可以同時(shí)把分組數(shù)據(jù)分發(fā)給多個(gè)用戶。 用 戶對(duì)信道的訪問(wèn)是隨機(jī)的。5 物理層，這一層為任意一對(duì)節(jié)點(diǎn)對(duì)之間傳輸比特即二進(jìn)制數(shù)字提供了物理機(jī)制。 在無(wú)線系統(tǒng)中，這一層用于完成承載信息的電磁波的調(diào)制和解調(diào)。6 數(shù)據(jù)鏈路層， 它的一個(gè)作用是進(jìn)行糾錯(cuò)和檢測(cè)， 還負(fù)責(zé)提供不同用戶分享傳輸媒介的 方式。在無(wú)線通信中，傳輸媒介就是無(wú)線電頻譜。7 網(wǎng)絡(luò)層， 它的其中一個(gè)功能是確定信息從源節(jié)點(diǎn)到終節(jié)點(diǎn)的路由。

4、第二個(gè)功能是確定 效勞質(zhì)量。第三個(gè)功能是流量控制，以保證網(wǎng)絡(luò)不會(huì)擁塞。8 發(fā)射機(jī) 接收由信息源產(chǎn)生的、承載著信息的信號(hào)，并且將其變成適合于信道中傳輸 的形式。9 信道 提供傳送由發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的信號(hào)并將它傳送給接收機(jī)的物理手段。10 接收機(jī) 對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行處理，以便產(chǎn)生承載信息的原始信號(hào)的某一估計(jì)。11 多徑 發(fā)射信號(hào)會(huì)通過(guò)多個(gè)路徑到達(dá)接收機(jī)， 不同路徑的信號(hào)之間會(huì)會(huì)產(chǎn)生建 設(shè)性和破壞性的相互干擾。12 極化 電磁波在兩個(gè)正交的方向上發(fā)射稱為極化。存在兩種常用的正交極化 集：水平和垂直極化和左手和右手循環(huán)極化。13 中間路徑損耗 由覆蓋圍決定，并且其路徑損耗指數(shù)與傳播環(huán)境有關(guān)。14 快衰落 他指的

5、是用戶終端移動(dòng)很小距離時(shí)，信號(hào)電平發(fā)生快速變化?？焖ヂ?是由于局部物體發(fā)射和相對(duì)這些物體的終端移動(dòng)造成的。15 慢衰落 其產(chǎn)生式因?yàn)樾盘?hào)傳輸路徑上大多數(shù)大反射體和繞射物是遠(yuǎn)離終端 的。相對(duì)于遠(yuǎn)距離而言， 終端的移動(dòng)是很小的， 因此相應(yīng)的傳播變化也是很小的。16 大尺度效應(yīng)是由于地面、建筑物和植物的高度和密度造成的。這種效應(yīng)由中 值路徑損耗和對(duì)數(shù)正態(tài)陰影來(lái)統(tǒng)計(jì)表征。具有隨時(shí)間相對(duì)慢變的特性。17 小尺度效應(yīng)是由于附近的樹木、建筑物等局部環(huán)境以與無(wú)線電終端通過(guò)該環(huán) 境移動(dòng)而造成的。 這些效應(yīng)具有短的多的時(shí)標(biāo)， 而且可以用快瑞利衰落來(lái)統(tǒng)計(jì)表 征。18 頻率選擇性信道在信號(hào)帶寬不能假設(shè)是平坦的。頻率選

6、擇性是由相對(duì)于發(fā)射符號(hào)周期具有很大時(shí)延擴(kuò)展的多徑效應(yīng)引起的。19 信噪比 提供了可靠通信調(diào)制解調(diào)器所要求的信噪比。 接收信號(hào)強(qiáng)度與噪聲的 結(jié)合決定了通信鏈路能否閉合。三、簡(jiǎn)答題：1 數(shù)據(jù)鏈路層的最高等級(jí)就是多址策略。共享頻譜的四種多址策略為：1、FDMA-頻分多址是指永久地或暫時(shí)地為特定用戶分配特定頻道來(lái)共享頻譜。2、TDMA-時(shí)分多址是指暫時(shí)或永久地為特定用戶分配特定時(shí)間間隔來(lái)接人可用頻 譜。3CDMA-碼分多址是一種擴(kuò)頻調(diào)制方式。 它是通過(guò)為特定用戶分配某一特定碼 頻碼，以便與其他用戶相區(qū)分并共享可用頻譜。4、SDMA-空分多址是指利用用戶終端的空間分布來(lái)共享頻譜。這種多址方式通過(guò) 使用可

7、使終端間干擾最小的靈巧方向天線來(lái)實(shí)現(xiàn)。所有這些策略的目的是使頻譜利用率最大，即用相同的頻譜為更多的用戶提供效勞。2 三種傳播的根本物理模型：1自由空間或視距傳輸， 它對(duì)于在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間有一條清楚的傳輸路 徑。 2反射， 它由電磁波遇到建筑物、 山脈和過(guò)往車輛等周圍物體所引起的反彈。3繞射，指電磁波圍繞諸如建筑物等物體或者山脈等地形，以與通過(guò)諸如樹 木和其他植物所產(chǎn)生的偏移。3 利用兩個(gè)參數(shù)來(lái)表征頻率和時(shí)間色散的影響：相干時(shí)間 指信道的兩個(gè)時(shí)域樣值變得不相關(guān)的時(shí)間間隔。相關(guān)帶寬 指信道的兩個(gè)頻域樣值變得不相關(guān)的頻率間隔。4噪聲和干擾。它影響到通信系統(tǒng)的性能。各種噪聲形式與其來(lái)源說(shuō)明如下：

8、接收機(jī)噪聲 它是由接收機(jī)電子學(xué)和電路根本特性引起的，常用白噪聲來(lái)建模。 天線噪聲 它由局部環(huán)境的自然輻射造成，其噪聲分布取決于天線模式、高度和 環(huán)境。人為噪聲 它由電氣設(shè)備和通信中無(wú)線電頻率的諧波或脈沖噪聲引起，并且其影 響隨著信號(hào)頻率的升高而降低。多址噪聲 它由與鄰近信道或者相同信道某一信號(hào)所用的無(wú)線電頻率相同的其他終端接入造成。5 調(diào)制有哪幾種不同的方式？ 調(diào)制可分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制 . 調(diào)制可分為幅度調(diào)制和角度調(diào)制，其中角度調(diào) 制又分為頻率調(diào)制 在這種調(diào)制方式中載波頻率隨消息信號(hào)線性變化 和相位調(diào) 制相位隨消息信號(hào)線性變化 。調(diào)制可分為線性調(diào)制和非線性調(diào)制。6. 調(diào)制/ 解調(diào)的根本功能

9、為載荷信息、搬移頻譜兩種方式：基帶 中頻基帶 射頻7. 數(shù)字調(diào)制的實(shí)質(zhì)是什么？ 為從信道編碼后的漢明空間到調(diào)制后的歐氏空間的映射或變換。 映射可以為一維 的，也可以為多位維的，可以為線性變換關(guān)系也可以為非線性變換關(guān)系。8. 調(diào)制的最重要的特性是什么？抗干擾特性是調(diào)制的一個(gè)主要特性， 不同調(diào)制方式的抗干擾特性分析； 不同條件 下的最正確調(diào)制方式。用誤比特率誤碼率公式表示，工程上用Eb/N0 與誤比特率 Pb 之間的關(guān)系圖表示。9調(diào)制的一個(gè)重要指標(biāo)是什么？ 頻譜有效性是調(diào)制的一個(gè)主要指標(biāo)，用 bps/Hz 來(lái)度量，提高頻譜有效性主要依 靠高效率的多進(jìn)制來(lái)實(shí)現(xiàn)。10 無(wú)線通信中對(duì)調(diào)制方式的選擇要求？

10、主要有：可靠性抗干擾 、有效性。要求調(diào)制、解調(diào)設(shè)備簡(jiǎn)單可靠，體積小， 造價(jià)低。11 數(shù)字調(diào)制的分類有哪些？幅度、頻率、相位、幅度和相位二進(jìn)制和多進(jìn)制 直接和差分克服相位模糊 線性調(diào)制ASK,PSK和非線性調(diào)制連續(xù)相位MSK CPM GMSK TFM和非連續(xù)相位恒包絡(luò)調(diào)制連續(xù)相位的FSK和理想矩形波調(diào)制的PSK和非恒包絡(luò)12 線性調(diào)制技術(shù)與優(yōu)缺點(diǎn)？ 傳輸信號(hào)的幅度隨調(diào)制數(shù)字信號(hào)的變化而線性變化的調(diào)制方式，叫線性調(diào)制技 術(shù)。優(yōu)點(diǎn)：帶寬效率高，有很好的頻譜效率缺點(diǎn)：要使用功率效率低的線性 RF放大器甲類13 什么是多進(jìn)制調(diào)制，其優(yōu)缺點(diǎn)是什么？ 同時(shí)改變載波的包絡(luò)和相位頻率 ，為多進(jìn)制調(diào)制。? 優(yōu)點(diǎn)：

11、適用于帶寬受限信道? 缺點(diǎn)：對(duì)定時(shí)抖動(dòng)敏感。? 獲得更好的帶寬特性的同時(shí)，犧牲了功率效率。14、載波偵聽多址的隨機(jī)接入?yún)f(xié)議包含哪幾個(gè)步驟？1如果信道作為空閑被偵聽到，那么用戶終端發(fā)送分組； 2 如果信道作為忙被偵聽到，那么可按照某一隨機(jī)分布延遲一段時(shí)間在調(diào) 度傳輸；在一個(gè)新的時(shí)間點(diǎn)，用戶終端偵聽信道，并重復(fù)該算法。15簡(jiǎn)要概述TDMAft于FDMA之處？答：1在TDMA中,可移動(dòng)終端中防止使用雙工設(shè)備。2在TDMA中，信道中每次只有一個(gè) RF載波。3利用TDMAfi略，可采用某些特殊的處理技術(shù)來(lái)提高信道效率。4在FDMA中，對(duì)于正在進(jìn)行的會(huì)話，基站必須有一個(gè)信道單元發(fā)射機(jī) / 接收機(jī)對(duì)。在TD

12、MA中，同一個(gè)信道單元為多個(gè)會(huì)話所共享；因此基站硬件 顯著簡(jiǎn)化。16時(shí)分多址TDMA和頻分多址FDMA有哪兩個(gè)明顯的區(qū)別？答：兩個(gè)明顯區(qū)別：1.在TDMA中，每個(gè)用戶可以接入信道的整個(gè)帶寬 B， 而在FDMA中每個(gè)用戶分配到信道帶寬的一小局部，即 B/N。 2.在TDMA中, 每個(gè)用戶只在其使用的局部時(shí)間， 周期性、按順序地接入信道， 其中傳輸速率為 用戶要求的速率的N倍。相反，在FDMA中，每個(gè)用戶以連續(xù)時(shí)間為根底接入信道。15 擴(kuò)頻技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：提高了抗干擾能力、不易被截獲或偷聽、提高了抗多途徑的能力、提高了無(wú) 線覆蓋的能力16 入蜂窩系統(tǒng)概念的目的： 引入蜂窩概念是無(wú)線移動(dòng)通信的重大突破，

13、其主要目的是為了在有限的頻譜 資源上提供更多的移動(dòng)用戶效勞。17時(shí)分組碼的廣義復(fù)正交設(shè)計(jì)與 Alamouti 碼的區(qū)別表現(xiàn)在哪些方面？ (1)傳輸矩陣不是方陣，它允許使用兩個(gè)以上的發(fā)射天線。(2) 分?jǐn)?shù)碼率。( 3)只在時(shí)間意義上傳輸矩陣的正交性，它對(duì)于以線性接收機(jī)形式和類似于Alamouti 碼方式實(shí)現(xiàn)的最大似然譯碼已經(jīng)足夠18、第三代蜂窩系統(tǒng)WCDM特點(diǎn)：(1) 、強(qiáng)調(diào)寬帶技術(shù)，最小帶寬 5MHz(2) 、BTS間不需要同步和GPS(3) 、正反向信道相干解調(diào)19 移動(dòng)應(yīng)用中的智能天線有哪些優(yōu)點(diǎn)？答案：1更大的覆蓋圍 2.更少的基站3.更強(qiáng)的建筑物穿透能力 4.更低的對(duì)功率控制過(guò)失的敏感度

14、 5. 對(duì)業(yè)務(wù)熱點(diǎn)更敏感20 列出“承受空間分集技術(shù)幾種主要技術(shù)形式并說(shuō)明哪種技術(shù)是其最簡(jiǎn)單的 形式，最后簡(jiǎn)述該技術(shù)的主要容。答案：“承受空間分集技術(shù)包括選擇合并、最大比合并、等增益合并和平方律 合并。其中選擇合并是“承受空間分集技術(shù)的最簡(jiǎn)單形式。選擇合并時(shí)指對(duì)于 一個(gè)包含兩個(gè)功能模塊的分集 -合并結(jié)構(gòu)。兩個(gè)模塊分別是： Nr 個(gè)線性接收機(jī)和 一個(gè)邏輯電路。在該系統(tǒng)中，假設(shè)有相同傳輸信號(hào)所產(chǎn)生的 Nr 個(gè)接收機(jī)的輸出已 知，那么邏輯電路選擇具有最大信噪比的接收機(jī)輸出作為承受信號(hào)， 故該系統(tǒng)稱為 選擇合并。四、計(jì)算題1早期衛(wèi)星通信系統(tǒng)通常使用直徑 20m天線效率約為60%勺拋物線天線，以接收頻率

15、為4GHz的信號(hào)。試問(wèn)該天線的增益是多少 dB。解：由題意可得¥=66嚴(yán)咖律ID 了3X10E=421102所以，該天線的增益為10log G=56.2dB.2、一架飛機(jī)以500km/h的速度、仰角為20°朝著機(jī)場(chǎng)控制塔飛行。飛機(jī)與機(jī)場(chǎng) 控制塔之間的平安通信的頻率約為128MHz試問(wèn)接收信號(hào)的多普勒頻移是多 少？解：飛機(jī)在飛離控制塔方向的速度為 V=-500km/h*cos20 ° =-130m/s相應(yīng)的多普勒頻移為D0 VCOSC6(-130)128 103 108=55Hz3、假設(shè)IS-95系統(tǒng)是干擾受限的，接收機(jī)小區(qū)和小區(qū)間的總干擾為 6dB。如果 其他小區(qū)

16、的干擾因子是0.55，而且要求接收端的SINR為8dB,試問(wèn)每個(gè)小區(qū)平 均可以容納多少個(gè)用戶？課本 241頁(yè)由式 SINR =(1 f)(117)Q可求得每個(gè)小區(qū)的平均用戶數(shù) K為1(1 f )(10)SINRI 0在IS-95中，總擴(kuò)頻因子Q= 128包括了 Walsh碼和FEC碼，因此將Q的值和其他量代入上式，可得128 =(10.55)(10.25)6.3每個(gè)小區(qū)10.5個(gè)用戶這是在假定所有用戶一直在通話的情況下所得到的結(jié)果，如果考慮到語(yǔ)音的激活性，那么每個(gè)小區(qū)的K值將提高2.5到26個(gè)點(diǎn)值。4、一個(gè)移動(dòng)無(wú)線在400 MHz頻帶以19.2 Kb/s的速率發(fā)送數(shù)據(jù)，并工作在最高 車速為100 Km/h的車輛上。無(wú)線電設(shè)計(jì)中包括了一個(gè)碼率為1