成大移动通信课后习题

什么叫移动通信?移动通信有哪些特点?

答：通信双方至少有一方处在移动情况下(或临时静止)的相互信息传输和交换.2、移动通信的特点。a 移动通信必须利用无线电波进行信息传输b 移动通信是在复杂的干扰环境中运行的c 移动通信可以利用的频谱资源非常有限d 移动通信系统的网络结构多种多样,网络管理和控制必须有效e移动台必须适合于在移动环境中使用3、常用移动通信系统:无线电寻呼系统、蜂窝移动通信系、无绳电话系统、集群移动通信系统4、全球3G的三大标准:WCDMACDMA2000、TD-SCDMA.5、基站:固定不动接发移动台的信号完成与交换中心相连,从而实现移动台信号的收发.6、移动台:接收发送无线信号并且可以移动的终端;包括:手机,车载台、无绳电话等.7、交换中心:交换各种信息的中心,分为有线和无线.无线交换中心为各个移动台所在的基站之间提供交换服务。

数字移动通信系统有哪些优点？

答：数字通信系统的主要优点可归纳如下：(1)频谱利用率高，有利于提高系统容量。(2)能提供多种业务服务，提高通信系统的通用性。(3)抗噪声、抗干扰和抗多径衰落的能力强(4)能实现更有效、灵活的网络管理和控制。(5)便于实现通信的安全保密。(6)可降低设备成本和减小用户手机的体积和重量。

移动通信中对调制解调技术的要求是什么?

答：1）必须采用抗干扰能力较强的调制方式（采用恒包络角调制方式抗严重的多径衰落影响）。（2）尽量提高频谱利用率：占用频带要窄，带外辐射要小（采用FDMA,TDMA调制方式）。（3）占用频带要尽可能宽，但单位频谱所容纳用户数多（采用CDMA调制方式）。（4）具有良好的误码性能。

设输入数据速率为16 kb／s，载频为32 kHz，若输入序列为{0010100011100110}，试画出MSK信号的波形，并计算其空号和传号对应的频率。

与MSK相比，GMSK的功率谱为什么可以得到改善?

答：GMSK信号是通过在FM调制器（可以产生MSK信号）前加入高斯低通滤波器 而产生，一般采用的高斯低通滤波器具有窄的带宽和陡峭的截止频率，冲击响应的过冲较小，从而达到平滑相位路径的目的。消除了MSK相位路径在码元转化时刻的相位转折点，改善了功率谱。 QPSK、OQPSK和π/4-DQPSK的星座图和相位转移图有何异同? 答：OQPSK调制和QPSK类似，不同之处是在正交支路引入了一个比特（半个码元）的时延，这使得俩支路的数据不会同时发生变化，不能像QPSK那样产生±π的相位跳变，仅能产生±π/2的相位跳变。因此，OQPSK频谱旁瓣要低于QPSK的频谱旁瓣。π/4-DQPSK是将QPSK的最大相位跳变±π降到±3/4π，从而改善了其频谱特性，即可以用相干解调也可以采用非相干解调。

扩频系统的抗干扰容限是如何定义的？它与扩频处理增益的关系如何？

答：扩频通信系统由于在发端扩展了信号频谱，在收端解扩后恢复了所传信息，这一处理过程带来了信噪比上的好处，即接收机输出的信噪比相对于输入的信噪比大有改善，从而提高了系统的抗干扰能力。抗干扰能力大体上都与扩频信号带宽B与信息带宽Bm之比成正比。

其扩频处理增益也可用下式表示；

某一移动信道，传播路径如图3-3(a)所示，假设d1=10 km，d2=5 km，工作频率为450 MHz，|x|=82 m，试求电波传播损耗值。

Lfs］ = 32.44+20lg(5+10)+20lg 450 = 109dB

由式(3 - 21)求第一菲涅尔区半径x1为

2?5?103?10?103x1???47.1m3d1?d23?15?10?d1d2

查得附加损耗(x/x1≈-1.74)为21dB, 因此电波传播的损耗L为

［L］ = ［Lfs］+21 = 130dB

某一移动通信系统，基站天线高度为100 m，天线增益Gb=6 dB，移动台天线高度为3 m，Gm=0 dB，市区为中等起伏地，通信距离为10 km，工作频率为150 MHz，试求： (1) 传播路径上的损耗中值；

(2) 基站发射机送至天线的功率为10 W，试计算移动台天线上的信号功率中值。 可得自由空间传播损耗

［Lfs］ = 32.44+20lgf+20lgd= 32.44+20lg150+20lg10 = 96dB

由图 3 - 23 查得市区基本损耗中值 Am(f,d) = 25dB

由图 3 - 24(a)可得基站天线高度增益因子Hb(hb, d) = -8dB 移动台天线高度增益因子 Hm(hm, f) = 0dB

把上述各项代入式(3 - 68)， 可得传播路径损耗中值为

LA = LT = Lfs+Am(f, d)-Hb(hb, d)-Hm(hm, f) =96+25+8 = 129dB

(2) 由式(3 - 63)和式(3 - 64)可求得中等起伏地市区中接收信号的功率中值

????2??PP???PT??GbGm??Am(f,d)?Hb(hb,d)?Hm(hm,f)??4?d??????PT??Lfs??Gb???Gm??Am(f,d)?Hb(hb,d)?Hm(hm,f)??PT???Gb???Gm???LT??10lg10?6?0?129??113dBW??83dBm

??分集技术如何分类？在移动通信中采用了哪几种分集接收技术？

答：广义上可以分为两类: 一类称为“宏分集”; 另一类称为“微分集”.其中微分集又可以分为6 类:a 空间分集b 频率分集c 极化分集d 场分量分集e角度分集f 时间分集接收端主要有三种分集合并方式:a 选择式合并b最大比值合并c 等增益合并

为什么说扩频通信起到了频率分集的作用,而交织编码起到了时间分集的作用?RAKE接收属于什么分集？ 答：扩频通信在发端采用了扩频码调制,使信号所占的频带宽度远大于所传信息所需的宽度,收端采用相同扩频码进行相关解扩,那么扩频调制后的信号频率间隔肯定大于相关带宽,这正好符合频率分集的实现要求;交织码在交织时收发双向均要进行生存后续的数据处理所以有一个处理时间的延迟,从而各次发送的时间间隔可以足够大,各次发送的信号出现衰落彼此独立,即实现时间分集.RAKE 接收属于频率分集.

移动通信网的某个小区共有100个用户，平均每用户C=5次/天，T=180秒/次，k=15%。问为保证呼损率小于5%，需共用的信道数是几个? 若允许呼损率达20%，共用信道数可节省几个?

a?C.T.k.解：（1）用户的忙时话务量

11?5?180?15%??0.037536003600

m?根据公式，

A/na，可得总话务量：A?m.n.a?M.a?100?0.0375?3.75

2）由于B<5%，查附表，可得： 3.738

??53.9%

??64.16%,节约8-5＝3个信道

(3)由于B<20%，查附表，可得： 2.945

设某基站有8个无线信道，移动用户的忙时话务量为0.01爱尔兰，要求呼损率B=0.1。问若采用专用信道方式能容纳几个用户? 信道利用率为多少? 若采用单信道共用和多信道共用方式，那么容纳的用户数和信道利用率分别为多少? 试将这三种情况的信道利用率加以比较。 解：(1)专用呼叫信道方式

专用呼叫信道方式下，一个信道用作呼叫信道，这时共用信道数个为8-1＝7个。B<10%,查附

表，可得：A=4.666,，信道利用率

??60%根据公式

m?A/na，

m.n?可得总用户数为

A/nA4.666?n???466aa0.01，

（2）单信道共用方式

将8个信道平均分为8组，每组共用信道数n=1，B<10%，查附表，可得：A=0.111,η=10% 每组信道容纳用户数M=A/a=0.111/0.01=11，8个信道能容纳的总用户数为8×11＝88（个） （3）多信道共用方式

共用信道数n=8， B<10% ，查附表，可得：A=5.597,η=63% 总用户数为M=A/a=5.597/0.01=559

比较：采用多信道共用的方式信道利用率最高，采用单信道共用的方式信道利用率最低。

设某蜂窝移动通信网的小区辐射半径为8 km, 根据同频干扰抑制的要求，同信道小区之间的距离应大于40 km, 问该网的区群应如何组成? 试画出区群的构成图、群内各小区的信道配置以及相邻同信道小区的分布图。

解：同道小区之间的安全距离的计算方法有

D?3Nr?3N8?4025?3N?5?N?3?N的最小值应取9

设某小区制移动通信网，每个区群有4个小区，每个小区有5个信道。试用分区分组配置法完成群内小区的信道配置。 第一组1 5 9 13 17 第二组2 6 10 14 18 第三组3 7 11 15 19 第四组4 8 12 16 20

什么叫越区切换? 越区切换包括哪些主要问题? 软切换和硬切换的差别是什么?

答：当移动台从一个小区移动到另一个小区时，为了保持移动用户的不中断通信需要进行

的信道切换称为越区切换。软切换为先切后断，硬切换为先断后切

在越区切换时，采用什么信道分配方法可减少通信中断概率? 它与呼损率有何关系?

答:a 信道分配方法:在每个小区预留部分信道专门用于越区切换.b 使可用的信道数减少, 要增加呼损率。 解释下列术语：

(1) 全速率和半速率话音信道；载有编码语音的业务信道分为类，总速率为22.4kb/s为全速率，速率为11.4kb/s为半速率

(2) 广播控制信道；传输系统公用控制的信息。

(3) 公用(或公共)控制信道；双向控制信道，用于在呼叫接续阶段传输链路连接所需要的控制信令的信道

(4) 专用控制信道；“点对点”的双向控制信道

(5) 鉴权；当MS发出入网请求时， MSC/VLR就向MS发送RAND， MS使用该RAND以及与AUC内相同的鉴权密钥Ki和鉴权算法A3, 计算出符号响应SRES，然后把SRES回送给MSC/VLR, 验证其合法性。

(6) HLR和VLR。当一个移动用户首次入网时，它必须通过移动交换中心(MSC)，在相应的位

置寄存器(HLR)中登记注册，把其有关的参数(如移动用户识别码、移动台编号及业务类型等)全部存放在这个位置寄存器中，于是网络就把这个位置寄存器称为原籍位置寄存器。

移动台的不断运动将导致其位置的不断变化。这种变动的位置信息由另一种位置寄存器，即

访问位置寄存器(VLR)进行登记。

TDMA蜂窝系统为什么要采用移动台辅助过区切换(MAHO)? FDMA蜂窝系统是否也可以这样做? （1）GSM系统采用的过区切换办法称之为移动台辅助切换(MAHO)法。其主要指导思想是把过区切换的检测和处理等功能部分地分散到各个移动台，即由移动台来测量本基站和周围基站的信号强度，把测得结果送给MSC进行分析和处理，从而作出有关过区切换的决策。TDMA技术给移动台辅助过去切换法提供了条件。 （2）不能，GSM系统在一帧的8个时隙中，移动台最多占用两个时隙分别进行发射和接受，在其余的时隙内，可以对周围基站的广播控制信道几次那个信号强度的测量。而FDMA不符合MAHO的要求。

GSM系统在通信安全性方面采取了哪些措施? 鉴权加密设备识别用户识别码保密 GSM采取了哪些抗干扰措施?

采用自适应均衡抵抗多径效应造成的时散现象, 采用卷积编码纠随机干扰, 采用交织编码抗突发干扰,采用跳频技术躲避干扰. 采用间断传输技术

说明CDMA蜂窝系统采用功率控制的必要性及对功率控制的要求。

答：必要性：CDMA蜂窝系统的“远近效应“是一个非常突出的问题，主要发生在反向传输链路上。移动台在小区内位置是随机分布且经常变化的，如果移动台的发射按最大通信距离设计，则移动台驶向基站时，必然会有过量而有害的功率幅度。解决这个问题的办法是根据通信距离的不同，实时地调整发射机所需功率。这就是功率控制。要求：反向链路和正向链路都要进行功率控制。当信道传播条件改善时，功率控制应做出快速反应，以防止信号突然增强对其他用产生附加干扰。

反向功率控制要求;使任一移动台无论出于什么位置上，其信号到达基站接收机时都具有相同电平且刚刚达到信噪比要求的门限。 正向功率控制要求：要求是调整基站向移动台发射的功率，使任一移动台无论处于小区中的任何位置上，收到基站的信号电平都刚刚达到信干比所要求的门限值。 为什么说CDMA蜂窝系统具有软容量特性? 这种特性有什么好处? 答：①CDMA蜂窝系统的全部用户共享一个无线信道，用户信号的区分只靠所用码型的不同，因此当蜂窝系统的负荷满载时，另外增加少数用户只会引起话音质量的轻微下降，而不会出现阻塞现象，CDMA系统的这种特性，是系统容量与用户数之间存在一种“软”的关系，即“软容量”特性②好处：软容量特性可以避免其他蜂窝通信系统中，用户过区切换而找不到可用频道或时隙时通信中断的现象。

为什么说CDMA蜂窝系统具有软切换功能? 这种功能有何好处?

答:移动台开始与新的基站通信但不立即中断它和原来基站通信的一种切换方式。软切换只能在同一频率的CDMA信道中进行。软切换是CDMA蜂窝系统独有的切换功能，可有效地提高切换的可靠性，而且若移动台处于小区的边缘上，软切换能提供正向业务信道分集，也能提供反向业务信道的分集，从而保证通信的质量