移動(dòng)通信重點(diǎn)

1、一、填空1】第一代、第二代、第三代通信系統(tǒng)的主要特性、雙工方式、多址方式、語(yǔ)音信號(hào)的速率等。答案：第一代移動(dòng)通信系統(tǒng) - 1g：模擬系統(tǒng)基本特征：模擬技術(shù)、模擬電路， fdma/fdd；蜂窩結(jié)構(gòu)、漫游、切換；第二代移動(dòng)通信系統(tǒng) - 2g：數(shù)字系統(tǒng)基本特征：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、 大容量，tdma/fdd, cdma/fdd； 主流標(biāo)準(zhǔn)：gsm，nadc(is-136)，pdc(tdma)； is-95(cdma) ；第三代移動(dòng)通信系統(tǒng) - 3g：微系統(tǒng)基本特征：智能處理技術(shù)、微處理單元、多媒體、大容量、智能網(wǎng)；主流標(biāo)準(zhǔn)：wcdma、cdma2000、td-scdma

2、2】 干擾答：干擾是蜂窩無(wú)線系統(tǒng)性能的主要限制因素。小區(qū)干擾的2個(gè)主要類型：同頻干擾；臨頻干擾3】 信道建模及分類原則：有效利用無(wú)線頻譜，能夠增加系統(tǒng)容量和最小化干擾。分配策略：固定分配和動(dòng)態(tài)分配。4】 小尺度衰落答：衰落的原因：發(fā)射的信號(hào)在不同的時(shí)間和不同的方向到達(dá)接收端小尺度衰落的原因：多徑。主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：1、在比較小的傳輸距離或者傳輸時(shí)間內(nèi)，信號(hào)強(qiáng)度發(fā)生了快速的變化；2、由于不同的多徑信號(hào)的多普勒頻移不同，因此頻域上的信號(hào)調(diào)制是隨機(jī)變化的; 3、由于多徑時(shí)延擴(kuò)展引起，信號(hào)的時(shí)域彌散；小尺度衰落的要素：多徑傳播：由于可能存在isi，可以引起信號(hào)畸變；移動(dòng)速度：多徑信號(hào)中不同徑的多

3、普勒頻移不同，這導(dǎo)致隨機(jī)的頻率調(diào)制；周圍物體的運(yùn)動(dòng)速度：導(dǎo)致多徑信號(hào)的時(shí)變多普勒頻移；（多普勒頻移直接決定相干時(shí)間)信號(hào)的傳輸帶寬：如果信號(hào)的帶寬遠(yuǎn)大于多徑信號(hào)愛(ài)的帶寬，那么接收信號(hào)將會(huì)畸變，但是在一個(gè)局部區(qū)域內(nèi)，接收信號(hào)強(qiáng)度將不會(huì)發(fā)生劇烈的衰減。相干帶寬與信道多徑結(jié)構(gòu)相關(guān)5】 平坦衰落、頻率選擇性衰落平坦衰落：a、接收機(jī)可以保存發(fā)射信號(hào)的頻譜特性；b、接收信號(hào)的強(qiáng)度隨時(shí)間改變，幅度服從瑞利分布頻率選擇性衰落：a、由信道中發(fā)送信號(hào)的時(shí)間彌散引起；b、 信道會(huì)引起符號(hào)間干擾（isi）；6】 快衰落、慢衰落7】 均衡器的分類均衡器總的來(lái)說(shuō)可以分為兩類：線性和非線性的。這兩類的差別主要在于自適應(yīng)均衡

4、器的輸出被用于反饋控制的方法。8】 商用系統(tǒng)語(yǔ)音編碼器的輸出速率語(yǔ)音編碼的比特率為9 .6kbps到20kbps之間。9】 路徑損耗因子10】atcatc是另一種成功地用于語(yǔ)音編碼的頻域技術(shù)。自適應(yīng)變換編碼（atc）11】功率衰減的作用目的：保證每個(gè)用戶所發(fā)射的功率都是所需的最小功率，以保持反向信道中鏈路的良好質(zhì)量。作用：a、延長(zhǎng)用戶的電池壽命b、減小系統(tǒng)中反向信道的信噪比二、名詞解釋頻分雙工（fdd）：為一個(gè)用戶提供兩個(gè)確定的頻段。前向頻段提供從基站到移動(dòng)臺(tái)的傳輸，而反向頻段提供從移動(dòng)臺(tái)到基站的傳輸。 時(shí)分雙工（tdd）：用時(shí)間而不是頻率來(lái)提供前向鏈路和反向鏈路。前向時(shí)隙和反向時(shí)隙之間的時(shí)間

5、分隔很小時(shí)，用戶聽(tīng)起來(lái)就是同時(shí)的。 簇：n個(gè)小區(qū)完全使用了全部可以使用的頻率，那么這n個(gè)小區(qū)被稱為一個(gè)“簇”。n的計(jì)算等式：n = i2 + ij + j2駐留時(shí)間(dwell time）：一個(gè)呼叫可以在小區(qū)中維持而不切換的時(shí)間。切換算法需要考慮的參數(shù)：信號(hào)強(qiáng)度、切換門限、切換時(shí)間、駐留時(shí)間。切換：一個(gè)移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)到了另一個(gè)小區(qū)，同時(shí)會(huì)話持續(xù)進(jìn)行。由msc傳輸該呼叫到新基站的一個(gè)新的信道上。是蜂窩系統(tǒng)的重要功能。信令的切換門限：-90dbm-100dbm (-110dbm-120dbm)絕對(duì)帶寬：非零值功率鐠在頻率上占的范圍。 業(yè)務(wù)信道：半功率帶寬（3db帶寬）：psd下降到一半時(shí)的帶寬。業(yè)務(wù)信

6、道：gsm業(yè)務(wù)信道（tch）包括：前向信道和反向信道三、畫(huà)圖交織：交織可以在不附加任何開(kāi)銷的情況下，獲得時(shí)間分集 ；交織器的作用就是將信源比特分散到不同的時(shí)間段中，以便出現(xiàn)深衰落或突發(fā)干擾時(shí)，來(lái)自信源比特中某一塊的最重要的碼位不會(huì)被同時(shí)干擾。 信源比特被分開(kāi)后，還可以利用信道編碼來(lái)減弱信道干擾對(duì)信源比特的影響，而交織器是在信道編碼之前打亂了信源比特的時(shí)間順序。 交織器有兩種結(jié)構(gòu)類型：分組結(jié)構(gòu)和卷積結(jié)構(gòu)。 四、問(wèn)答題：1】分集技術(shù)是以相對(duì)低的代價(jià)提高無(wú)線鏈路質(zhì)量的有力通信接收技術(shù)分集技術(shù)是補(bǔ)償衰落信道損耗的，通常是通過(guò)兩個(gè)或更多的接收天線來(lái)實(shí)現(xiàn)分集技術(shù)通過(guò)利用無(wú)線傳播的隨機(jī)特性，尋找獨(dú)立或相關(guān)性

7、很小的無(wú)線傳播路徑；2】鄰頻干擾（adjacent channel interference，aci） ：來(lái)自所使用信號(hào)頻率的相鄰頻率的信號(hào)干擾。來(lái)源：接收濾波器不理想，相鄰頻率的信號(hào)泄露到了傳輸帶寬內(nèi)。減小的方法：精確的濾波、信道分配。如果頻率復(fù)用比例n較小，鄰頻信道間的間隔就可能不足以將鄰頻干擾強(qiáng)度保持在可容忍的極限內(nèi)。實(shí)際上，為了抵制鄰頻干擾，每個(gè)基站都用高q值的空腔濾波器。3】分組無(wú)線電技術(shù)分組無(wú)線電協(xié)議純alohaaloha協(xié)議是用于數(shù)據(jù)發(fā)射的隨機(jī)接入?yún)f(xié)議;消息易損階段是分組的兩倍,則其吞吐量：t=re-r時(shí)隙aloha時(shí)間被分成相同長(zhǎng)度的時(shí)隙,它比分組時(shí)間長(zhǎng)；每個(gè)用戶僅在時(shí)隙開(kāi)始處

8、發(fā)送，避免部分碰撞；時(shí)延增大，吞吐量為：t=re-2r載波檢測(cè)多址csma協(xié)議csma/cd：用戶監(jiān)測(cè)它的發(fā)射是否發(fā)生碰撞，如果兩個(gè)或多個(gè)終端同時(shí)開(kāi)始發(fā)射，那么就會(huì)檢測(cè)到碰撞，立即中斷發(fā)射。對(duì)單工信道，中斷傳輸來(lái)檢測(cè)信道，對(duì)于雙工系統(tǒng)，可以使用完全雙工收發(fā)信機(jī)。4】多址方式頻分雙工（fdd）：為一個(gè)用戶提供兩個(gè)確定的頻段。前向頻段提供從基站到移動(dòng)臺(tái)的傳輸，而反向頻段提供從移動(dòng)臺(tái)到基站的傳輸。 在fdd中，前向和反向頻段的頻率分配在整個(gè)系統(tǒng)中是固定的。 時(shí)分雙工（tdd）：用時(shí)間而不是頻率來(lái)提供前向鏈路和反向鏈路。前向時(shí)隙和反向時(shí)隙之間的時(shí)間分隔很小時(shí)，用戶聽(tīng)起來(lái)就是同時(shí)的。cdma fdma

9、tdmafdma/fdd：可用的無(wú)線帶寬被分成許多窄帶信道，這些信道工作在fdd方式，每個(gè)用戶分配一個(gè)信道，不共享。tdma/fdd和tdma/tdd：大量的無(wú)線信道用fdd/tdd方式分配，而每個(gè)信道用tdma方式共享cdma所有用戶使用同一載頻，并且可以同時(shí)發(fā)射。發(fā)送端偽隨機(jī)編碼調(diào)制和接收端相關(guān)處理。存在“遠(yuǎn)近效應(yīng)”問(wèn)題，一般采用功率控制來(lái)克服。五、計(jì)算題舉例：確定一個(gè)合適的空間采樣間隔，來(lái)完成一個(gè)小尺度傳播的測(cè)量，假設(shè)連續(xù)采樣在時(shí)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(shí)間？假設(shè)移動(dòng)臺(tái)可以實(shí)時(shí)完成測(cè)量。

10、該信道的多普勒頻移bd是多少？舉例：計(jì)算平均時(shí)延擴(kuò)展，rms時(shí)延擴(kuò)展和最大時(shí)延擴(kuò)展 (10db)。估計(jì)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：總帶寬為33mhz，單向信道帶寬為：25khz，雙向信道帶寬為：50khz，可以使用的信道總數(shù)為33000/50= 660，服務(wù)區(qū)域內(nèi)小區(qū)的綜述為49。1. n = 4, four cells 33mhz bandwidth, total number of channel available per cell =660/4= 165, duplex channel c=(49/4)×660=80842.

11、 n = 7,seven cells 33mhz bandwidth, total number of channel available per cell = 660/7=95, duplex channel c=(49/7)×660=46203. n = 12, twelve cells 33mhz bandwidth, total number of channel available per cell = 660/12=55, duplex channel c=(49/12)×660=2694舉例：1、考慮使用fm和30khz信道的美國(guó)amps蜂窩系統(tǒng)，當(dāng)sir&g

12、t;=18db時(shí)就可以提供足夠好的話音質(zhì)量。2、假設(shè)路徑損耗n=4，那么簇的大小n最小必須為6.49。所以要滿足 sir>=18db，簇的最小值n為7。3、如果n=7, q=4.6，則可以計(jì)算出最壞情況 sir=48.56(17db)?？紤]：如果sir>=18db， n=4，n為什么數(shù)值最合適？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(shí)， n=?,q=? (a) n=4, 考慮一個(gè)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

13、，n=7可用。(b) n=3 , 考慮一個(gè)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(gè)更大的n。下一個(gè)可用的n值為12。n=12(i=2, j=2), d/r=6, sir=(1/6)×(6)3=36=15.56db>15db. 舉例：如果有一個(gè)移動(dòng)臺(tái)接近基站的程度是另一個(gè)的20倍，而且有信號(hào)能量溢出它自己的傳輸頻帶，弱信號(hào)移動(dòng)臺(tái)的信噪比（接收濾波器之前）可以近似表示為 sir=(20)-n 當(dāng)n=4時(shí)，sir=-52db；如果基站接收機(jī)的中頻濾波器的斜率為20db/倍頻程，則為了獲得52db的衰減

14、，鄰頻干擾源至少要轉(zhuǎn)移到距接收機(jī)頻譜中心6倍于傳輸帶寬的地方在200萬(wàn)人口的市區(qū)，在一個(gè)區(qū)域內(nèi)有三個(gè)相互競(jìng)爭(zhēng)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(gè)信道的小區(qū)394個(gè)，系統(tǒng)b中有57個(gè)信道的小區(qū)98個(gè)，系統(tǒng)c中有100個(gè)信道的小區(qū)49個(gè)。阻塞概率為2%，每個(gè)用戶每小時(shí)平均打2個(gè)電話，每個(gè)電話的平均持續(xù)時(shí)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(gè)系統(tǒng)都已最大容量工作，計(jì)算每個(gè)系統(tǒng)的市場(chǎng)占有百分比已知： 阻塞概率 = 2% = 0.02 系統(tǒng)中每個(gè)小區(qū)所用的信道數(shù)，c = 19 每個(gè)用戶的話務(wù)量強(qiáng)度，au = h = 2 ×(3/60) = 0.1 erlang 對(duì)于

15、 gos = 0.02，c = 19，從 erlang b 圖中可得所承載的總話務(wù)量為 12 erlang。 因此，每個(gè)小區(qū)所能支持的用戶數(shù)為 u = a/au = 12/0.1 = 120 因?yàn)楣灿?394 個(gè)小區(qū)，所以系統(tǒng) a 所能支持的總用戶數(shù) a = 120 × 394 = 47 280 個(gè)。 系統(tǒng) b 已知： 阻塞概率 = 2% = 0.02 系統(tǒng)中每個(gè)小區(qū)所用的信道數(shù)，c = 57 每個(gè)用戶的話務(wù)量強(qiáng)度，au = h = 2 ×(3/60) = 0.1 erlang 對(duì)于 gos = 0.02，c = 57，從 erlang b 圖中可得所承載的總話務(wù)量為 45

16、 erlang。 因此，每個(gè)小區(qū)所能支持的用戶數(shù)為 u = a/au = 45/0.1 = 450 因?yàn)楣灿?98 個(gè)小區(qū)，所以系統(tǒng) b 所能支持的總用戶數(shù) b = 450 × 98 = 44 100 個(gè)。 系統(tǒng) c 已知： 阻塞概率 = 2% = 0.02 系統(tǒng)中每個(gè)小區(qū)所用的信道數(shù)，c = 100 每個(gè)用戶的話務(wù)量強(qiáng)度，au = h = 2 ×(3/60) = 0.1 erlang 對(duì)于 gos = 0.02，c = 100，從 erlang b 圖中可得，所承載的總話務(wù)量為 88 erlang。 因此，每個(gè)小區(qū)所能支持的用戶數(shù)為 u = a/au = 88/0.1 =

17、 880 因?yàn)楣灿?49 個(gè)小區(qū)，所以系統(tǒng) c 所能支持的總用戶數(shù) c = 49 × 880 = 43 120 個(gè)。 因此，這三個(gè)系統(tǒng)所能支持的蜂窩用戶總數(shù)為 47 280 + 44 100 + 43 120 = 134 500 個(gè)。 因?yàn)樵谶@個(gè)市區(qū)內(nèi)共有 200 萬(wàn)住戶，系統(tǒng) a 的蜂窩用戶總數(shù)為 47 280 個(gè)，市場(chǎng)占用百分 比為 47 280/2 000 000 = 2.36% 類似地，系統(tǒng) b 的市場(chǎng)占有百分比為 44 100/2 000 000 = 2.205% 系統(tǒng) c 的市場(chǎng)占有百分比為 43 120/2 000 000 = 2.156% 這三個(gè)系統(tǒng)綜合的市場(chǎng)百分比為

18、 134 500/2 000 000 = 6.725%舉例：假設(shè)不管小區(qū)大小，每個(gè)基站都使用60個(gè)信道。如果原有的小區(qū)每個(gè)半徑為1km，每個(gè)微小區(qū)的半徑為0.5km，計(jì)算以a為中心的3km×3km的正方形區(qū)域所含有的信道數(shù)。 (a)不使用微小區(qū)，(b)用了圖2.9中標(biāo)有字母的微小區(qū)，(c)原有的所有基站都用微小區(qū)來(lái)代替。假設(shè)處于正方形邊界的小區(qū)算是在正方形內(nèi)解答： （a）不使用微小區(qū)小區(qū)半徑為1km意味著六邊形的邊長(zhǎng)為1km。為了覆蓋以a為中心的3km×3km的正方形區(qū)域，需要從基站a出發(fā)上、下、左、右都覆蓋1.5km（1.5km的六邊形半徑）。畫(huà)圖后可以看出，這個(gè)區(qū)域內(nèi)含有5個(gè)基站。因?yàn)槊總€(gè)基站用60個(gè)信道，沒(méi)有小區(qū)分裂的信道總數(shù)就等于5×60=