移動通信課后答案湖南工業(yè)大學(xué)2013最新版

1、Go 1-1什么叫移動通信? 移動通信有哪些特點?答:通信中的一方或雙方處于運動中的通信。移動通信(Mobile communication)是移動體之間的通信，或移動體與固定體之間的通信。移動體可以是人，也可以是汽車、火車、輪船、收音機等在移動狀態(tài)中的物體。 特點: 1. 移動通信必須利用無線電波進行信息傳輸 2.移動通信是在復(fù)雜的干擾環(huán)境中運行的3. 移動通信可以利用的頻譜資源非常有限， 而移動通信業(yè)務(wù)量的需求卻與日俱增4. 移動通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多種多樣， 網(wǎng)絡(luò)管理和控制必須有效5. 移動通信設(shè)備(主要是移動臺)必須適于在移動環(huán)境中使用1-2單工通信與雙工通信有何區(qū)別?各有何優(yōu)缺點?答：

2、區(qū)別：單工通信是指通信雙方電臺交替地進行收信和發(fā)信。雙工通信是指通信雙方可同時進行傳輸消息的工作方式。 單工通信的優(yōu)點是電臺設(shè)備簡單、省電，且只占用一個頻點。缺點是這樣的工作方式只允許一方發(fā)送時另一方進行接收。此外，任何一方當(dāng)發(fā)話完畢，必須立即松開其按講開關(guān)，否則將收不到對方發(fā)來的信號。 雙工通信的優(yōu)點是使用方便，同普通有線電話相似，接受和發(fā)射可同時進行。缺點是在電臺的運行過程中，不管是否發(fā)話，發(fā)射機總是工作的，故電源消耗較大，這一點對用電池做電源的移動臺而言時不利的。1-4常用移動通信系統(tǒng)包括哪幾種類型？ 答：包括無線電尋呼系統(tǒng)，蜂窩移動通信系統(tǒng)，無繩電話系統(tǒng)，集群移動通信系 統(tǒng)，移動衛(wèi)星通

3、信系統(tǒng)，分組無線網(wǎng)。1-5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：蜂窩通信系統(tǒng)采用的技術(shù)有：頻率再用、小區(qū)分裂、越區(qū)切換。它與無線尋呼、無繩電話、集群系統(tǒng)的主要差別有：1.線電尋呼系統(tǒng)是單向通信系統(tǒng)，通話雙方不能直接利用它對話。2.繩電話以有線電話網(wǎng)為依托，是有線電話網(wǎng)的無線延伸。3.群移動通信屬于調(diào)度系統(tǒng)的專用通信網(wǎng)，具有一定的限時功能，主要以無線用戶為主，一般采用半雙工，用頻道共用技術(shù)來提高系統(tǒng)的頻率利用率。4.蜂窩移動通信屬于公眾移動網(wǎng)，采用全雙工工作方式，除了無線用戶之間的 通信外， 還有大量的無線用戶與有線用戶之間的通信， 采用頻道再用技

4、術(shù)來提高系統(tǒng)的頻率利用率。1-9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)：采用相干或非相干解調(diào)，抗噪聲和抗干擾的能力強. 2）多址方式：提高通信系統(tǒng)的容量。3）移動通信中電波傳播特性的研究：研究現(xiàn)象對信號傳輸所產(chǎn)生的不良影響，進而研究消除各種不良影響的對策。4）抗干擾措施：保證網(wǎng)絡(luò)在運行時，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。1-10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：移動通信系統(tǒng)由以下功能實體組成：移動交換中心（

5、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），設(shè)備標識寄存器（EIR），認證中心（AUC）和操作維護中心（OMC）。其無線接口模型分為三層：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)，并對數(shù)據(jù)傳輸進行控制。 第三層L3是網(wǎng)絡(luò)層。它的主要功能是管理鏈路連接

6、，控制呼叫過程，支持附加業(yè)務(wù)和短消息業(yè)務(wù)，以及進行移動管理和無線資源管理等2-3什么是調(diào)頻信號解調(diào)時的門限效應(yīng)? 它的形成機理如何?答：門限效應(yīng)是指：為了使調(diào)頻信號在解調(diào)后獲得足夠大的增益，必須使輸入信噪比大于一定的門限值。在小信噪比情況下，即信號電平Uc遠小于噪聲電平時，輸出信號完全被噪聲淹沒，解調(diào)器的輸出幾乎由噪聲決定，是解調(diào)器的性能惡化。2-5試述MSK調(diào)制和FSK調(diào)制的區(qū)別和聯(lián)系。答：FSK是頻移鍵控，F(xiàn)SK利用載波的頻率變化來傳遞數(shù)字信息。它是利用基帶數(shù)字信號離散取值特點去鍵控載波頻率以傳遞信息的一種數(shù)字調(diào)制技術(shù)。 MSK是一種特殊形式的FSK，其頻差是滿足兩個頻率相互正交(即相關(guān)函

7、數(shù)等于0)的最小頻差，并要求FSK信號的相位連續(xù)。2-6設(shè)輸入數(shù)據(jù)速率為16 kbs， 載頻為32 kHz， 若輸入序列為0010100011100110， 試畫出MSK信號的波形， 并計算其空號和傳號對應(yīng)的頻率。 2-8與MSK相比，GMSK的功率譜為什么可以得到改善?答：GMSK信號就是通過在FM調(diào)制器前加入高斯濾波器產(chǎn)生的。GMSK通過引入可控的碼間干擾(即部分響應(yīng)波形)來達到平滑相位路徑的目的，它消除了MSK相位路徑在碼元轉(zhuǎn)換時刻的相位轉(zhuǎn)折點。2-17在正交振幅調(diào)制中，應(yīng)按什么樣的準則來設(shè)計信號結(jié)構(gòu)? 答：QAM信號的結(jié)構(gòu)不僅影響到已調(diào)信號的功率譜特性，而且影響已調(diào)信號的解調(diào)難度和性能

8、。常用的設(shè)計準則是在信號功率相同的條件下，選擇信號空間中信號點之間距離最大的信號結(jié)構(gòu)；此外，還要考慮解調(diào)的復(fù)雜性。2-19擴頻系統(tǒng)的抗干擾容限是如何定義的？它與擴頻處理增益的關(guān)系如何？抗干擾能力大體上都與擴頻信號帶寬B與信息帶寬Bm之比成正比：其擴頻處理增益也可用下式表示:Gp=10lg(B/Bm)2-23. 試述多載波調(diào)制與OFDM調(diào)制的區(qū)別和聯(lián)系。答：多載波傳輸首先把一個高速的數(shù)據(jù)流分解為若干個低速的子數(shù)據(jù)流（這樣每個子數(shù)據(jù)流將具有低得多的比特速率），然后，每個子數(shù)據(jù)流經(jīng)過調(diào)制（符號匹配）和濾波，去調(diào)制相應(yīng)的子載波，從而構(gòu)成多個并行的已調(diào)信號，經(jīng)過合成后進行傳輸。OFDM的中文名稱是正交頻

9、分復(fù)用，原理是調(diào)制的各子載波是互相正交的，且各子載波的頻譜有1/2的重疊。此時的系統(tǒng)帶寬比FDMA系統(tǒng)的帶寬可以節(jié)省一半。二者的聯(lián)系是：OFDM是多載波調(diào)制的一種具體實現(xiàn)方式。3-2試比較 10dBm、10W 及 10dB 之間的差別。 答：dBm：分貝毫瓦，功率單位，是對功率單位（mW）求對數(shù)得到的。 W：瓦，功率單位。 dB：增益，相對值單位，等于對增益相對值求對數(shù)。3-3假設(shè)接收機輸入電阻為50 ，靈敏度為1 V，試求接收功率為多少dBm？3-5 某一移動信道，傳播路徑如圖3-3(a)所示，假設(shè)d1=10 km，d2=5 km，工作頻率為450 MHz， |x|=82 m，試求電波傳播損

10、耗值。Lfs= 32.44+20lgf+20lgd = 32.44+20lg450+20lg15 = 109.2dB第一菲涅爾區(qū)半徑x1為 查表得附加損耗(x/x1-1.7)為21dB, 因此電波傳播的損耗L為L = Lfs+21 = 130.2dB3-6某一移動通信系統(tǒng)， 基站天線高度為100 m， 天線增益Gb=6 dB， 移動臺天線高度為3 m，Gm=0 dB， 市區(qū)為中等起伏地， 通信距離為10 km， 工作頻率為150 MHz， 試求：(1) 傳播路徑上的損耗中值； (2) 基站發(fā)射機送至天線的功率為10 W， 試計算移動臺天線上的信號功率中值。(1) 根據(jù)已知條件， KT=0, L

11、A=LT自由空間傳播損耗Lfs = 32.44+20lgf+20lgd = 32.44+20lg150+20lg10 = 96.04dB 查得市區(qū)基本損耗中值：Am(f,d) = 25dB 基站天線高度增益因子：Hb(hb, d) = -5dB移動臺天線高度增益因子：Hm(hm, f) = 0dB 所以傳播路徑損耗中值為： LA = LT = 96.04+25+5 = 126.04dB(2) 中等起伏地市區(qū)中接收信號的功率中值4-1分集技術(shù)如何分類？移動通信中采用哪幾種分集接收技術(shù)？廣義上可以分為兩類：一類稱為“宏分集”；另一類稱為“微分集”。其中微分集又可以分為六類：a空間分集b頻率分集c極

12、化分集d場分量分集e角度分集f時間分集 接收端主要有三種分集合并方式：a選擇式合并b最大比值合并c等增益合并4-2對于DPSK信號，采用等增益合并方式，4重分集相對于3重分集，其平均誤碼率能降多少？3重分集等增益合并的誤碼率為：4重分集等增益合并的誤碼率為：誤碼率下降為：4-3為什么說擴頻通信起到了頻率分集的作用,而交織編碼起到了時間分集的作用?RAKE 接收屬于什么分集? 答:擴頻通信在發(fā)端采用了擴頻碼調(diào)制,使信號所占的頻帶寬度遠大于所傳信息所需的寬度,收端采用相同擴頻碼進行相關(guān)解擴,那么擴頻調(diào)制后的信號頻率間隔肯定大于相關(guān)帶寬,這正好符合頻率分集的實現(xiàn)要求;交織碼在交織時收發(fā)雙向均要進行生

13、存后續(xù)的數(shù)據(jù)處理所以有一個處理時間的延遲,從而各次發(fā)送的時間間隔可以足夠大,各次發(fā)送的信號出現(xiàn)衰落彼此獨立,即實現(xiàn)時間分集.RAKE 接收屬于頻率分集.4-4試畫出（2，1）卷積編碼器的原理圖。假定輸入的信息序列為01101（0為先輸入），試畫出編碼器輸出的序列。4-9自適應(yīng)均衡可以采用哪些最佳準則？答：自適應(yīng)均衡技術(shù)包括最小均方誤差算法（LMS）、遞歸最小二乘法（RLS）、快速遞歸最小二乘算法（Fast RLS）、平方根遞歸最小二乘法（Square Root RLS）和梯度最小二乘法（Gradient RLS）。4-10RLS算法與LMS算法的主要異同點是什么?5-5移動通信網(wǎng)的某個小區(qū)共有

14、100個用戶， 平均每用戶C=5次/天， T=180秒/次， k=15%。 問為保證呼損率小于5%， 需共用的信道數(shù)是幾個? 若允許呼損率達20%， 共用信道數(shù)可節(jié)省幾個?解：用戶的忙時話務(wù)量根據(jù)公式，可得總話務(wù)量：由于B<5%，查附表，可得： 3.738<A<4.534需要的共用信道數(shù)是8個，信道利用率由于B<20%，查附表，可得： 2.945<A<4.010需要的共用信道數(shù)是5個，信道利用率,節(jié)約8-53個信道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0.01愛爾蘭， 要求呼損率B=0.1。 問若采用專用信道方式能容納幾個

15、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：專用呼叫信道方式 專用呼叫信道方式下，一個信道用作呼叫信道，這時共用信道數(shù)個為8-17個。B<10%,查附表，可得：A=4.666,，信道利用率 根據(jù)公式 ，可得總用戶數(shù)為，單信道共用方式：將8個信道平均分為8組，每組共用信道數(shù)n=1，B<10%，查附表，可得：A=0.111，=10%每組信道容納用戶數(shù)M=A/a=0.111/0.01=11，8個信道能容納的總用戶數(shù)為8×1188（個）多信道共用方式：共用信道數(shù)n=8， B<

16、;10% ，查附表，可得：A=5.597,=63%總用戶數(shù)為M=A/a=5.597/0.01=559比較：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。5-7在TDMA多址方式中,上行鏈路的幀結(jié)構(gòu)和下行鏈路的幀結(jié)構(gòu)有何區(qū)別?上下行鏈路的結(jié)構(gòu)一樣,唯一不同的是上行鏈路TDMA幀比下行鏈路TDMA幀提前3個時隙,用于保證主被叫的通話同步.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)

17、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。5-14設(shè)蜂窩移動網(wǎng)的小區(qū)輻射半徑為8km，根據(jù)同頻干擾抑制的要求，同信道小區(qū)之間的距離應(yīng)大于40km，問該網(wǎng)的區(qū)群應(yīng)如何組成？試畫出區(qū)群的構(gòu)成圖、群內(nèi)各小區(qū)的信道配置以及相鄰?fù)佬^(qū)的分布圖。5-15設(shè)某小區(qū)制移動通信網(wǎng)， 每個區(qū)群有4個小區(qū)， 每個小區(qū)有5個信道。 試用分區(qū)分組 配置法完成群內(nèi)小區(qū)的信道配置。分區(qū)分組配置所遵循的原則是：精靈減小占用的總頻段，以提高頻段的利用率；同一區(qū)群內(nèi)不能使用相同的信源，以避免同頻干擾；小區(qū)內(nèi)次啊用無三階互調(diào)

18、的相容信道組，以避免互調(diào)干擾。 給定的頻段以等間隔劃分為信道，按順序分別標明各信道的號碼為：1,2,3,···；已知每個區(qū)群有4個小區(qū)，每個小區(qū)需5個信道，按上述原則進行分配，可得到：第一組：6,10,27,30,32；第二組：2，9,13,18,21；第三組：3，8，19,25,33；第四組：7,11,24,26,29。5-17移動通信網(wǎng)的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括哪些功能? 答:基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括了:基站、交換機和移動臺.交換機的功能:交換機通常由交換網(wǎng)絡(luò)(或稱接續(xù)網(wǎng)絡(luò))、接口和控制系統(tǒng)組成.交換網(wǎng)絡(luò)的作用是在控制系統(tǒng)的控制下, 將任一輸入線與輸出線接通.接口單元把來自用

19、戶線或中繼線的各種不同的輸入信令和消息轉(zhuǎn)成統(tǒng)一的機內(nèi)信令, 以便控制單元或交換網(wǎng)絡(luò)進行處理或接續(xù). 控制系統(tǒng)主要負責(zé)話路的接續(xù)控制, 另外還負責(zé)通信網(wǎng)絡(luò)的運行、管理和維護功能.移動通信網(wǎng)絡(luò)中使用的交換機通常稱為移動交換中心(MSC)它還負責(zé)移動性管理和無線資源管理(包括越區(qū)切換、漫游、用戶位置登記管理等).基站和移動臺的主要功能是呼叫和接收.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)切換的準則，也就是何時需要進行越區(qū)切換；2）越區(qū)切換

20、如何控制；3）越區(qū)切換時信道分配。越區(qū)切換分為兩大類：一類是硬切換，另一類是軟切換。硬切換是指在新的連接建立以前，先中斷舊的連接。軟切換是指即維持舊的連接，又同時建立新的連接，并利用新舊鏈路的分集合并來改善通信質(zhì)量，當(dāng)與新基站建立可靠連接之后再中斷舊鏈路。5-28在越區(qū)切換時, 采用什么信道分配方法可減少通信中斷概率? 它與呼損率有何關(guān)系? 答:a 信道分配方法:在每個小區(qū)預(yù)留部分信道專門用于越區(qū)切換.b 使可用的信道數(shù)減少, 要增加呼損率。5-29什么叫位置區(qū)?移動臺位置登記過程包括哪幾步? 答: 將整個業(yè)務(wù)區(qū)劃分為若干位置登記區(qū),每個用戶在某一位置登記稱為位置區(qū).登記過程包括: 1) 向基

21、站發(fā)出包含有本機識別號碼和歸屬區(qū)識別號碼的位置登記號; 2) 基站將信號轉(zhuǎn)送控制交換中心,讓其改寫移動臺位置信號; 3) 通知移動臺改寫其存儲的地區(qū)識別號5-30什么叫呼叫傳遞?其主要步驟有哪些7-1說明數(shù)字蜂窩系統(tǒng)比模擬蜂窩系統(tǒng)能獲得更大通信容量的原因。 答： 數(shù)字蜂窩系統(tǒng)相比于模擬蜂窩系統(tǒng)通信容量的提升,并不是由于在頻道上再細分出時隙，增加了物理信道總數(shù)而提高的。而是由于兩項措施：采用了先進的話音編碼技術(shù)，在話音 質(zhì)量要求相同的情況下，所需的載干比可以降低，共道再用因子可以減小，從而提高通信容 量；數(shù)字蜂窩系統(tǒng)采用移動臺輔助的過區(qū)切換技術(shù)，可明顯加快移動臺的過區(qū)切換速度，其小區(qū)半徑可疑減少到 0.5km，因而單位面積的通信容量可以提高。7-2試綜合比較GSM、 D-AMPS 和