哈工大移动通信1-8章课后答案

OOK信号

OOK是0幅度取为0，另1幅度为非0. 2FSK信号 码元“1”，“0”所对应的频率不同。 2PSK信号

2PSK信号取码元为“1”时，调制后载波与未调载波同相；取码元为“0”，调制后载波与未调载波反相；而取“1”和“0”时调制后，载波相位差为180°

2DPSK信号

2PDSK信号的载波当前相位与前一时刻的载波相位差值传递信息。

QPSK 、OQPSK、π/4APSK调制方式的优缺点，在衰落信道中一般选用哪种调制方式 答：（1）优缺点：

QPSK：优点：具有较高的频谱利用率、较强的抗干扰性能，在电路中容易实现；缺点：有相位模糊，码元交替处的载波相位会发生突变，使调相波的包络出现零点，从而引起较大的包络起伏，其功率会产生很强的旁瓣分量。

DQPS相比于QPSK相位跳变小，频谱特性好，旁瓣的幅度小一些；

π/4-QPSK：能够非相干解调，在多径衰落信道中比QPSK性能好，比QPSK具有很好的恒包络性质，但是不如OQPSK。

（2）在衰落信道中通常用π/4-QPSK方式，因为π/4QPSK能够非相干解调的优点，在多径衰落信道中比QPSK性能好。

QPSK 、OQPSK 、π/4QPSK信号相位跳变在信号星座图上的路径有什么不同 答：QPSK的星座图过原点，码元间相位跳变是180° OQPSK的星座图不过原点，相位跳变是0°或90° π/4-QPSK的星座图不过原点，相位跳变是135°。

8、什么是OFDM信号？为什么可以有效抵抗频率选择性衰落？

答：OPDM信号是正交频分复用信号，把高速的数据流通过串并变换，并且分配到多个并行的正交子载波上，同时进行传输。

OFDM信号是将高速串行的数据流通过串并变换，分配到并行的各个子载波上传输，从而使得每个子载波上数据符号持续长度增加， OFDM符号长度远远大于信道的最大时延扩展，可以消除时间弥散信道所带来的符号间干扰，抵抗选择性衰落。

9、OFDM系统中CP的作用是什么？

解：保护子载波之间的正交性，消除子载波间干扰。

11若4ASK调制的误码率为P4，推到方形16QAM调制的误码率 .解：4ASK调制的误码率：

即可得到方形16QAM调制的误码率：

2P16?QAM?1?(1?P4?ASK)?(2?P4?ASK)P4?ASK。

设有d min=sqrt(2)的4ASK星座，求多增加一比特输出且仍然保持d min 不变所需要的能量增加

16（1解：

（2）输出符号序列： 17、解：（1）、（2） （3） 18、

4) 8PSK有可能， 8QAM不可能。

5)

第五章

简要说明直接序列扩频和解扩的原理

答：扩频：待传输信息信号的频谱与高速率的伪噪声码波形相乘后扩展频谱，成为宽频带信号。

解扩：在接收端产生一个与发信机中伪随机码同步的本地参考伪随机码，对接收信号进行相关处理。

为什么扩频信号能有效抑制窄带干扰？

答：因为干扰信号和本地参考伪噪声进行相关处理后，频带被扩展，干扰信号的能量被扩展到整个传输频带之内，从而降低了干扰信号的功率谱密度，然后通过相关处理后再通过中频滤波器的通频带很窄，因此绝大部分的干扰信号和噪声信号的功率会被中频滤波器滤除，达到抑制窄带干扰的目的。

6、解释频率跳变扩展系统抵抗宽带干扰和窄带干扰的物理机制 答：宽带干扰信号的能量分布在较宽的频带上，接收机通过窄带滤波器能将大部分能量滤除；窄带干扰信号，接收机可以通过躲避的办法，不让干扰信号通过接收机中的中频滤波器。因而宽带干扰，是跳频接收机将干扰信号的能量在较宽的频带上进行了平均；窄带干扰，跳频接收机将干扰信号的能量在较长的时间段内进行了平均。

11、RAKE接收机的工作原理是什么？

答：RAKE接收机由一组相关器构成，每个相关器和多径信号中的一个不同时延的分量同步，输出的是携带相同信息不同时延的信号，这些信号以适当的时延对齐后按照某种方式进行合并就可以增加信号的能量，从而改善信噪比。

12、分集接受技术的指导思想是什么？

答：分散传输：收端获得多个统计独立、携带同一信息的衰落信号；

集中处理：收到的多个统计独立的衰落信号会进行合并以降低衰落对信号的影响。 13、什么是宏观分集和微观分集？移动通信中常用哪些微观分集？ 答：宏观分集是用来对抗楼房等物体的阴影效应的分集。 微观分集是用来对抗多径衰落的分集技术。

移动通信通常在多径衰落时用微观分集如空间分集、角度分集、频率分集、角度分集、时间分集。

14、合并方式有哪几种？哪一种可以获得最大的输出信噪比？为什么？ 答：合并的方式最大比值合并、等增益合并、选择式合并。 最大比值合并可以获得最大的输出信噪比。最大比值合并的改善因子的改善效果最佳。

补充题：

证明MAC接收分集中，能使输出信噪比证明，在该加权系数下

??最大化的加权系数

?i为

?i2??i2/N。同时

????i?iM

解：合并后信号：

rR???krkk?1

?k?rk/?，信噪比最大，合并后输出为：

2Nmr???k2Nkk?1M，其中?为每条支路上

2

的噪声功率。

本题说明，由于阵列增益的原因，即使没有衰落，分集合并也能带来性能增益。考虑N支路的分集合并系统，每个支路是信噪比为调制，其误码率近似为

求N=1时的

?i?10dB的AWGN信道。假设采用M=4的M-QAM

Pb?0.2e?1.5?/(M?1)，其中?是接收信噪比。

Pb

MRC下，求使

Pb10?6<的N。 Pb?0.2e?1.5?/(M?1)，所以当N=1时，

解： (1) 因为

Pb?0.2e?15*1/(4?1)=0.00135

Pb?0.2e?15*1/(4?1)10?6 （2）因为<，所以N>2.44,则Nmin=3.

3.下行MIMO技术都包括哪几种，其具体工作原理是什么？ 解：空间复用、波束赋形和传输分集 空间复用：发射的高速数据被分成几个并行的低速数据流，在同一频带从多个天线同时发射出去。

波束赋形：一种应用于小间距的天线阵列多天线传输技术，其主要原理是利用空间的强相关性及波的干涉原理产生强方向性的辐射方向图，使辐射方向图的主瓣自适应的指向用户来波方向，从而提高性噪比，提高系统容量或者覆盖范围。

传输分集：发射分集就是在发射端使用多幅发射天线发射相同的信息，接收端获得比单天线高的信噪比。

4.均衡器的分类有哪些。

解：线性时域均衡器、非线性时域均衡器和单载波频域均衡器、多载波频域均衡器。

第六章

大区制和小区制的主要区别是什么？分别适用于怎样的场合？

答：区别：大区制是由一个基站覆盖整个城市或地区。大区制的通信容量小；小区制是将整个服务区域划分成多个无线电区，每个小区都由一个基站控制，各个小区可以相互通信，小区制通信容量大。

适用场合：大区制：用户密度不大或通信容量小的系统； 小区制：用户密度较大或通信容量较大的系统。 为什么蜂窝网要采用六边形？

答：正六边形最接近理想的圆形辐射模式，覆盖面积最大，重叠面积最小，从而使得基站数量最小，无线频率个数最少。

比较顶点激励与中心激励的区别，说明顶点激励的优点 答：区别：“顶点激励”采用定点天线，在每个蜂房相间的三个顶角上设置基站；“中心激励”在无线区的中心设置基站，采用全向天线覆盖。

优点：定点激励可以消除障碍物阴影，从而降低干扰；允许较小的同频复用距离，降低构成小区单位小区簇的无线区数，简化设备，降低成本。

如何选取频分复用因子？

Q?答：由

D?3NRR，其中Q为同频复用因子，D为同频复用距离，R为小区的辐射

半径，NR为小区数量。可得小的小区簇Q小，同频干扰变大；大的小区簇Q大，同频干扰

减小。

S(3N)?Ii0解：因为

(3N)4SIR??15dB6 可得

nQ?D?3NRR=3.71 从而：N=4.59=5

解：信道差值阵列：2 9 5 3 4 2 11 14 8 7 6 16 17 12 9 19 21 14 23 23 存在相同的两个值，所以不是三阶互调波道组。 无三阶互调波道信道序列直观性强，用其反响的差值序列有些不便且频率利用与不高。

第七章

1. System structure conclude:

Mobile Station, Base Transceiver, Base Station Controller, Base Station System, Mobile Switching Centre, Visitor Location Register, Home Location Register, Authentication Centre, Equipment Identity Register, Operations and Maintenance Centre.

2. GSM采用的是TDMA体制，物理信道是载频上的一个TDMA时隙。GSM的时隙帧结构由5个层次：时隙、TDMA帧、复帧、超帧、和超高帧。

时隙：物理信道的基本单元。

TDMA帧：由8个时隙组成，是占据载频带宽的基本单元，即每个载频有8个时隙。

复帧：有两种类型，其一是由26个TDMA帧组成的复帧。另一种是由51个TDMA帧组成的复帧。

超帧：由51个26帧组成的复帧或26个由51帧组成的复帧结构。 超高帧：等于2048个超帧。

3. ＧＳＭ系统对每个物理信道进行“信道复用”，在传输过程中把逻辑信道按照一定指配方法放到相应的物理信道上，这种指配方法即是ＧＳＭ系统中逻辑信道与物理信道间的映射。

（１）ＤＣＨ和ＣＣＣＨ在ＴＳ０上的复用。

一个基站有Ｎ个载频，每个载频有８个时隙。我们将载波定义为Ｃ０，Ｃ１，……，Ｃ７。下行链路从Ｃ０的第０个时隙（ＴＳ０）开始，Ｃ０的第０个时隙（ＴＳ０）只用