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1、 移动通信技术 习题答案 第一章 一 名词解释 1 单工制 单工制指通信双方的收发信机交替工作 2 双工制 双工制指通信双方的收发信机均同时工作 3 SDMA 空分多址指通过空间的分割来区别不同的用户 4 大区制 大区制移动通信系统是早期采用的 它一般设有一个基站 负责服务区内移动 通信的联络与控制 如果覆盖范围要求半径为30km 50km 则天线高度应为几十米至百余 米 发射机输出功率则应高达200W 在覆盖区内有许多车载台和手持台 它们可以与基站 通信 它们之间也可直接通信或通过基站转接通信 5 小区制 将一个大区制覆盖的区域划分成若干小区 每个小区 Cell 中设立基站 BS 与用户移动
2、台 MS 间建立通信 6 频率复用 在频分制的蜂窝系统中 每个小区占用一定的频道 而且各个小区占用的频 道是不同的 假设每个小区分配一组载波频率 为避免相邻小区之间产生干扰 各个小区的 载波频率应不相同 因为频率资源是有限的 所以当小区覆盖不断扩大 小区数目不断增加 时 将出现频率资源不足的问题 7 MSC 移动业务交换中心 是蜂窝通信网络的核心 其主要功能是对于本MSC 控制区 域内的移动用户进行通信控制与管理 8 FDMA 总频段分成若干个等间隔频道 信道 不同信号被分配到不同频率的信道里 发往和来自邻近信道的干扰用带通滤波器限制 这些频道互不交叠 其宽度应能传输一路语 音信息 而在相邻频
3、道之间无明显的串扰 9 TDMA 指一个信道由一连串周期性的时隙构成 即把时间分割成周期性的帧 每一帧 再分割成若干个时隙 无论帧或时隙都是互不重叠的 然后根据一定的时隙分配原则 使 各移动台在每帧内只能按指定的时隙向基站发送信号 在满足定时和同步的条件下 基站可 以分别在各个时隙中接收到各移动台的信号而不混扰 10 CDMA 指用一组正交码区分不同用户 实现多用户共享资源 每一个信号被分配一个 伪随机二进制序列进行扩频 不同信号的能量被分配到不同的伪随机序列里 在接收机里 信号用相关器加以分离 这种相关器只接收选定的二进制序列并压缩其频谱 凡不符合该用 户二进制序列的信号 其带宽就不被压缩
4、结果只有有用信号的信息才被识别和提取出来 11 GSM Global System for Mobile communications全球移动通信系统 二 简答题 1 什么是移动通信 简述其主要特点 答 移动通信是指通信的双方 至少有一方是在移动中进行信息交换的通信方式 移动通信主 要特点有 1 移动台的不断运动导致接收信号强度和相位随时间 地点而不断变化 电波传播条件十 分恶劣 2 移动形成的多普勒频移将产生附加调制 3 强干扰情况下工作 4 移动通信的用户数量大 应采取各种有效利用频率的措施 5 移动台随持有者经常移动 故移动通信特别必需具有位置登记 越区切换及漫游访问等跟 踪交换技术 6
5、 移动台应小型 轻量 低功耗和操作方便 2 简述移动通信系统发展历程以及各阶段的特点 答 移动通信的发展大致可分为 第一代移动通信系统 第二代移动通信系统 第三代移动通 信系统 第一代移动通信系统属于模拟系统 如AMPS 和 TACS 系统 主要采用频分多址FDMA 技 术 第二代移动通信系统属于数字系统 主要采用时分多址技术TDMA 或者是窄带码分多址 CDMA 技术 像中国移动的GSM 系统和中国联通正在大规模铺设的窄带CDMA 网络 第三代移动通信系统的提出是为了进一步提高话音质量 是为了满足日益增长的数据通信 视频传输 个性化服务等 3 移动通信有哪些分类方法 答 移动通信按不同的方式
6、有不同的分类方法 按工作方式可分为同频单工 异频单工 异频双工和半双工 按多址方式可分为频分多址 FDMA 时分多址 TDMA 码分多址 CDMA 等 按使用环境可分为陆地通信 海上通信和空中通信 按覆盖范围可分为宽域网和局域网 按业务类型可分为电话网 数据网和综合业务网 按使用对象可分为民用设备和军用设备 按服务范围可分为专用网和公用网 按信号形式可分为模拟网和数字网 4 什么是大区制 什么是小区制 并简述其主要特点 答 大区制的移动通信系统一般设有一个基站 它负责服务区内移动通信的联络与控制 在 覆盖区内有许多车载台和手持台 它们可以与基站通信 它们之间也可直接通信或通过基站 转接通信 一
7、个大区制系统有一个至数个无线电频道 用户数约为几十个至几百个 另外 基站与市话有线网连接 移动用户与市话用户之间可以进行通信 其主要特点 网络结构简 单 所需频道数少 不需交换设备 投资少 见效快 适合用在用户数较少的区域 小区制是把整个服务区域划分为若干个小区 每个小区分别设置一个基站 负责本小区移动 通信的联络和控制 同时 又可在移动交换中心的统一控制下 实现小区之间移动用户通信 的转接 以及移动用户与市话用户的联系 5 试比较FDMA TDMA 和 CDMA 3 种多址复接方法 答 FDMA 是把通信系统的总频段划分成若干个等间隔的频道 或称信道 分配给不同的用户 使用 这些频道互不交叠
8、 其宽度应能传输一路语音信息 而在相邻频道之间无明显的串扰 TDMA是把时间分割成周期性的帧 每一帧再分割成若干个时隙 无论帧或时隙都是互 不重叠的 然后根据一定的时隙分配原则 使各移动台在每帧内只能按指定的时隙向基站发 送信号 在满足定时和同步的条件下 基站可以分别在各个时隙中接收到各移动台的信号而不 混扰 同时 基站发向多个移动台的信号都按顺序安排在预定的时隙中传输 各移动台只要在 指定的时隙内接收 就能在合路的信号中把发给它的信号区分出来 CDMA是不同的移动台占用同一频率 每一移动台被分配一个独特的随机的码序列 与 其它台的码序列不同 也就是彼此是不相关的 或相关性很小 以便区分不同移
9、动台 在这样一 个信道中 可容纳比TDMA还要多的用户数 6 移动通信的基本技术有哪些 答 1 调制技术 2 抗衰落 抗干扰技术 3 频率有效利用技术 4 组网技术 5 集成技术 7 移动通信系统主要由哪几部分组成的 简述各部分的主要作用 答 移动通信系统一般由移动台 MS 基站 BS 移动业务交换中心 MSC 组成 它与市话网 PSTN 通过中继线相连接 移动台 MS 利用无线接入采用用户识别模块进行通信 BSS 包含了 GSM 系统中无线通信 部分的所有地面基础设施 它通过无线接口直接与移动台相连 负责无线发送 接收和无线 资源管理 MSC 是蜂窝通信网络的核心 其主要功能是对于本MSC
10、控制区域内的移动用户 进行通信控制与管理 第二章 一 名词解释 1 快衰落 由多径效应引起快速而深度衰落称为快衰落 毫秒计 瑞利衰减 Rayleigh Fading Dip 2 慢衰落 由障碍物屏蔽效应引起信号电平中值随时间 地点缓慢变化 以秒计 3 准平滑地形 也称 中等起伏地形 指的是从传播路径的地形断面去观察 地形起伏量 约在 20m 以下 且起伏变化缓慢的平坦地形 我国的华北平原就属于这类地形 4 多径时延扩展 假设基站发射一个极短的脉冲信号Si t a0 t 经过多径信道后 移动台接收信号呈现为一串脉冲 结果使脉冲宽度被展宽了 这种因多径传播造成信号时间 扩散的现象 称为多径时散或时
11、延扩展 5 多普勒效应 当移动台在运动中通信时 接收信号频率会发生变化 称为多普勒效应 6 ISI InterSymbolInterference 码间干扰 由时延扩展会引起码间干扰 二 选择题 1 G 2 B 3 D 三 简答题 1 移动通信的电波传播具有哪些特点 答 移动通信环境电波传播特性有如下特点 自由空间传播损耗 指天线周围为无限大真空时的电波传播损耗 阴影衰落 效应 移动台在运动过程中 周围地形地物造成对电波传播路径的阻挡 形 成电磁场的阴影 多径效应 移动台附近的散射体 地形 地物和移动体等 引起的多径传播信号在接收 点相叠加 造成接收信号快速起伏的现象 多普勒效应 由于移动台的
12、运动产生多普勒效应 因此会引起接收信号电平的起伏 2 移动通信中使用的地形分为哪几类 地物分为哪几类 地形分为两大类 即 准平滑地形 和 不规则地形 准平滑地形 也称 中等起伏地形 指的是从传播路径的地形断面去观察 地形起伏量 约在 20m 以下 且起伏变化缓慢的平坦地形 我国的华北平原就属于这类地形 不规则地形 除准平滑地形以外的地形均称为 不规则地形 它又可分为以下4 种 丘陵地形 并非平坦的高地 而是有规则起伏的地形 山岳重叠的地形也包括在内 孤立山岳 传输路途中有单独的山岳 该山岳以外的地形是对接收点无影响的地形 斜坡地形 不论地形是平坦的还是有起伏的 至少是在延伸5km 以上范围内有
13、起伏的地 形 水陆混合地形 包括有海面和湖面的地形 地物划分 种类是多种多样的 经常分为下面3 种类型 1 市区 该区域一般高楼林立 因此有较高的建筑物穿入损耗 20dB 25dB 同时它 集中了各级政府机构 商务机构 国内外大公司 文化 商场 娱乐场所 也是话务热点地 区 是话务密度较高的区域 2 郊区 郊区指移动台附近有不太稠密的障碍物 建筑物 的地区 城市外围以及公路 网可视为郊区 例如 树木 房屋稀少的乡镇和郊区公路 有1 2 层楼房 但分布不密集 还可有小树林等 建筑物穿透损耗一般不会大于10dB 属中低话务密度区域 3 开阔区 一般是指在电波传播方向上无高大树木 建筑物等障碍物 呈
14、开阔状态的地 面 影响电波传播的主要因素为地形参数 另外在电波传播方向300m 400m 以内没有任 何阻挡的小片场地也可视为开阔区 此区域一般为低话务密度区域 通常郊区和开阔区之间 的过渡区称之为准开阔区 3 基站和移动台天线的有效高度是如何定义的 答 移动台天线有效高度定义为移动台天线距地面的实际高度 在工程设计中 手机的天线 高度通常取1 5m 基站天线有效高度hb 定义为沿电波传播方向 距基站天线3km 15km 的范围内平均地面高度以上的天线高度 在数字蜂窝移动通信系统中 由于小区的半径都很 小 所以 在数字蜂窝移动通信系统中基站天线的有效高度可以用在当地地面以上的高度来 代替 4
15、COST 231 Walfisch Ikegami模型表达式中包括几部分内容 答 微蜂窝覆盖区预测计算模式 COST 231 Walfisch Ikegami模型 分为视线传播和非视线 传播两部分 5 COST 231 Walfisch Ikegami模型适用范围是什么 答 适用于900MHz 1 800MHz 微蜂窝的预测 蜂窝小区半径0 02km 6 通用校正模型场强中值计算公式中有哪些是参数 答 路径传输损耗中值的计算公式为 LM K1 K2lgd K3lghb K4di K5lgd 1ghb K6hm Kc 2 34 式中 K1 为 1609 344m 1 英里 截距 K2 为路径损耗
16、斜率 K3 K5 为基站天线高度修 正系数 K4 为绕射损耗调整系数 K6 为移动台天线高度修正系数 Kc 为地面用途系数 d 为基站与移动台的距离 hb 为基站天线有效高度 di 为绕射损耗 hm 为移动台天线有效高 度 7 通用校正模型适用范围是什么 答 通用校正模型适用范围 f 为 50MHz 2000MHz Ab 低于 100m Am 为 lm 3m d 为 0 1km 100km 四 计算题 2 1 自由空间的传播衰耗Lbs 32 4520lg 20lg 111 5 bs Ld kmf MHz dB 2 市区准平滑地形的衰耗中值 450 20 30 5 mm Af dAdB 70 20 10 bbb Hh dHdB 1 5 450 3 mmm HhfHdB 所以 准平滑地形市区衰耗中值为 155 T LdB 3 任意地形地物情况下的衰耗中值 根据已知条件可知 因为KT 0 所以LA LT KT LT 155 dB 根据已知条件 由图查得郊区 8 5 mr KdB 3 sp KdB 所以地形地物修正因子KT 为 11 5 Tmrsp KKKdB 因此传播路径衰耗中值LA 为 1
