北京交通大学无线通信技术课后习题答案教学提纲

《无线通信原理及应用》课后习题《无线通信原理及应用》无线通信原理及应用》课后习题课后习题第 1 章无线传感器网络概述1、无线传感器网络的定义？2、传感器节点结构及其各部分功能？3、无线自主网的定义？4、传感网与无线自主网的主要区别？5、传感器网络的特点？6、传感器网络的应用主要包括那些方面？7、传感器网络的关键技术包括那些？11、传统路由协议主要功能？2、无线传感器网络路由协议与传统路由协议有什么不同点？3、无线传感器网络的路由协议的特点？4、传感器网络路由机制的要求有哪些？5、根据传感器网络的不同应用敏感度不同，可将传感器网络的路由协议分为：6、能量路由策略主要有哪几种？7、能量多路径路由的基本思想？8、能量多路径路由的基本过程？9、定向扩散路由的基本思想？10、定向扩散路由机制的基本过程？11、谣传路由的基本思想？12、GEAR 路由的基本过程？13、传感器网络有三种存储监测数据的主要方式？14、GEM 路由的基本思想？15、虚拟极坐标建立过程的步骤？16、边界定位的地理路由的基本思想？17、一个信标节点确定边界节点的过程？18、目前，研究人员提出的可靠路由协议主要从两个方面考虑？19、基于不想交路径的多路径路由机制的基本思想？20、ReInForM 路由的基本过程？21、SPEED 协议的基本过程？22、SPEED 协议主要由几部分组成？21、在设计无线传感器网络的MAC 协议时，需要着重考虑哪几个方面？2、在无线传感器网络中，人们经过大量实验和理论分析，总结出可能造成网络能量浪费的主要原因包括哪几方面？3、传感器网络的MAC 协议分哪三类？4、基于竞争的MAC 协议的基本思想？5、IEEE 802.11MAC 协议有哪两种访问控制方式？6、S-MAC 协议工作机制？7、流量自适应侦听机制的基本思想？8、Sift 协议的设计目的？9、Sift 协议的核心思想？10、Sift 协议的工作原理？3第 4 章拓扑控制1、网络的拓扑结构控制与优化有着十分重要的意义，主要表现在以下几个方面？2、传感器网络中的拓扑控制按照研究方向可以分为哪两类？3、拓扑结构的常见算法有哪些？4、基于节点度算法的核心思想？5、基于邻近图的算法的作用？6、什么是LEACH 算法？7、LEACH 算法的实现过程？8、GAF 算法的基本思想是什么？9、GAF 算法的执行过程10、TopDisc 算法的基本思想是什么？11、STEM-B (STEM-BEACON)算法的基本思想是什么？12、ASCENT 算法执行分哪几个阶段？4第 5 章IEEE 802.15.4 标准1、IEEE 802. 15. 4 标准的实现目标？2、IEEE 802. 15. 4 标准定义的LR-WPAN 网络具有哪些特点？3、IEEE 802. 15. 4 网络根据应用的需要可以哪些网络结构。

北邮通信原理课后习题答案第三章1234 56 6.16.278910(1)(2) stmtctftAcft()()()sin(2)sin(2),,,,mc Ac ,,,，[cos2()cos2()],,cmcmfftfft2Ac (){[()][()]},，,，,,,,cmcmSfffffff4 Ac ,，，，,，{[()][()]},,cmcmffffff4 (3)相干解调输出y0(t)r(t)理想低通滤波器Cos(Wct)与发端相干解调相干解调:将接收信号与载波信号相乘，得到 sin(2),fctAc rtftAmtftft()sin(2)()sin(2)sin(2),,,ccc,c,,()[1cos(4)],mtftc2Ac 通过低通滤波器抑制载频的二倍频分量，得到解调信号为 0()()ytmt,2 444st()cos(21021.110,，，，，，,,ttt)4cos()cos(21.210)，，,2解:(1) 44,，4cos(21.110)[10.5cos(20.110)],,，，，，tt调制系数是a=0.5; 信号频率是f=1000Hz14444 (2) ,，，,，，，,,,,,，，Sfffff()[(10)(10)]2[(1.110)(1.110)]2 144 ，，，,,,，，[(1.210)(1.210)]ff2S(f)5/223/211/210000120000f(Hz)-12000-10000-1100011000(3)r(t)y(t)包络检波器3解:(1)已调信号无法用包络检波解调，因为能包络检波的条件是， mt()1, 这里的，用包络检波将造成解调波形失真。

Amt,,,max()151(2)0(t)yr(t)理想低通滤波器cos(2*pi*fct)载波提取电路相干解调:将接收信号与载波提取电路的信号相乘，得到 cos(),ctAc ()cos()()cos()cos()()[1cos(2)],,,,ccccc,,，rttAmtttmtt2Ac 通过低通滤波器抑制载频的二倍频分量，得到解调信号0()()ytmt,2 (3)s(t)m(t)p/Aca=AAccos(2*pi*fc*t)发端加导频的DSB-SC AM信号产生框图r(t)导频窄带滤波器提取频率为fc的载波如上图:在DSB-SC信号上加上导频，在接收时就可以提取导频作为解调波4解:(1)stfft()2cos[2()],,cm，Sfffffff()()(),，，，,,,,cmcmS(f)210-(fc+fm)fc+fmf(2)调制方式为上边带调制。

现代通信技术课后习题答案第一章1.简述通信系统模型中各个组成成分的含义，并举例说明。

答：课本P4-52.如何理解现代通信网络的分层结构及各层的作用？学术界一开始设定的七层的OSI模型（物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层），但后来在实际发展中TCP/IP作为五层协议模型（物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层）发展了起来。

其中：物理层和链路层：解决相邻节点的单跳接入问题，就是保证相连（有线网络）或者相邻（无线网络）的节点可以相互发送数据比特；网络层：负责多跳的路由选择问题（也就是收到一个数据包后判断是否是自己的，如果不是应该发往相连的哪个节点）；传输层：只在目的和源两个节点起作用，用于保证传输质量、流量控制、跟上层应用交互等；引用层：主要是各种应用程序（或者说操作系统中进行通信的进程），比如浏览器浏览网页、qq通信、电子邮件等。

3.分析通信网络中各种拓扑结构的特点4.举例说明日常生活中遇到的通信业务以及对应的通信终端。

（自己编）5.如何理解通信网络与通信技术之间的关系？答：通信技术侧重通信接入技术，主要是物理层和数据链路层，比如OFDM、CDMA等技术；通信网侧重通信网络管理和控制，主要网络层、传输层，比如TCP/IP、ATM等。

6.就未来通信发展趋势谈谈想法。

（自己编）7.什么是三网融合?你认为实现的技术基础是什么？答：（1）三网融合是指电信网、广播电视网、互联网在向宽带通信网、数字电视网、下一代互联网演进过程中，三大网络通过技术改造，其技术功能趋于一致，业务范围趋于相同，网络互联互通、资源共享，能为用户提供语音、数据和广播电视等多种服务。

三合并不意味着三大网络的物理合一，而主要是指高层业务应用的融合。

三网融合应用广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居等多个领域。

以后的手机可以看电视、上网，电视可以打电话、上网，电脑也可以打电话、看电视。

三者之间相互交叉，形成你中有我、我中有你的格局。

无线通信基础_北京交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.以下属于方向性信道模型的是参考答案:WINNER模型2.QPSK调制在AWGN信道下采用相干解调，误比特率为10的负五次方，需要的信噪比为参考答案:9.6dB3.一般而言，信道中较多的多径分量会导致MIMO容量的下降。

参考答案:错误4.一般而言，信道的遍历容量小于中断容量。

参考答案:错误5.衰落信道的容量是一个确定的值。

参考答案:错误6.当信道矩阵满秩，且各特征值的模相等时，注水容量取得最大。

参考答案:正确7.MIMO能在不增加频率资源和发射功率情况下，极大地提高传输速率和可靠性。

参考答案:正确8.大规模MIMO技术采用超过100根天线，是4G核心技术之一。

参考答案:错误9.正交-空时分组码码字间具有正交性。

参考答案:正确10.H-BLAST可以获得分集增益。

参考答案:错误11.空分复用的目的是提高传输可靠性。

参考答案:错误12.波束赋形技术仅在链路一端（一般在基站侧）采用多天线。

参考答案:正确13.注水容量小于功率平均分配时的容量。

参考答案:错误14.以下有关信道容量的论述，正确的是参考答案:发射天线和接收天线越多，信道容量越大_视距分量越弱，信道容量越大_散射体越丰富，信道容量越大15.以下属于波束赋形（beamforming，也称波速成形）技术的优点的包括参考答案:增大覆盖范围（相当于定向天线）_改善链路质量（减少了干扰）_增大容量（空分多址）16.卷积码通过删余的方式调整码率。

参考答案:正确17.空分复用是将一个高速数据流分为几个低速数据流，分别在不同的天线进行编码调制，然后发送。

参考答案:正确18.宏分集的作用是抗信道大尺度衰落。

参考答案:正确19.OFDM信号具有较低的峰均功率比。

参考答案:错误20.OFDM的带外辐射小。

参考答案:正确21.OFDM的子载波时域相互正交，在频域上相互不重叠。

参考答案:错误22.OFDM的数字实现方案中，在发射机进行逆离散傅里叶变换（IDFT），在接收机进行傅里叶变换（DFT）。

填空题1．无线电波在自由空间中的传播速度与光速一样，都是大约3*108 m/s 。

2．无线电波以横向电磁波的形式在空间中传播。

3．全球第三代数字通信（3G）包括的主流技术有WCDMA 、cdma2000 和TD-SCDMA 。

4．在QPSK方式下，每个符号用 2 个比特表示，并且比特率是波特率的2倍，这叫做四进制系统。

5．信源编码是为提高数字信号有效性而采取的编码技术，其宗旨是尽可能压缩冗余度。

6．信道编码是通过增加码字，利用冗余来提高抗干扰能力的。

亦即是以降低信息传输速率为代价减少错误。

7．PCM是模拟信号数字化的一种具体方法，它包括取样、和量化、编码三个步骤。

8．常用的差错控制方式主要有3种：前向纠错（FEC）、检错重发（ARQ）和混合纠错（HEC）。

9．模拟调制主要的基本形式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。

10．通信系统根据通信双方信息传输的方向可以分为单工通信和双工通信。

11．GSM系统基站子系统由基站收发信机（BTS）和基站控制器（BSC）两大部分组成。

12．微波中继通信是利用微波作为载波并采用中继方式在地面上进行的无线电通信。

13．微波中继通信系统内部干扰主要包括和旁瓣干扰。

14．卫星上的通信分系统又称为转发器，通常分为透明转发器和处理转发器两类。

15．IEEE 802.11定义了3种接入控制机制，分别是分布式协调功能（DCF）中的CSMA/CA协议、RTS/CTS机制和点协调功能（PCF）机制。

16．IEEE 802.11的侦听机制既有实际的物理操作，也有虚拟的逻辑操作，对应于两种载波侦听方式：物理载波侦听方式和虚拟载波侦听方式。

17．IEEE 802.16工作组的主要工作都围绕空中接口展开，空中接口主要由物理层和MAC层组成。

18．IEEE 802.16的MAC层的主要功能是通过公共部分子层（CPS）来实现的。

单项选择题1．超短波VHF频段的频率范围为（B ）。

《无线通信》练习册答案(总12页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--习题一一、填空题：1、无线通信系统主要由_发射机 __接收机和__天线_三大部分组成。

2、无线通信方式主要有__单工_ _ __和__半双工_三种方式。

3、无线通信的波长、频率是根据λ=c/f_公式计算的。

4、高频的频率范围___________，波长范围_____________。

P15—165、甚高频的频率范围___________，波长范围_____________。

P15—166、超高频的频率范围___________，波长范围_____________。

P15—167、特高频的频率范围___________，波长范围_____________。

P15—168、无线通信的形式有_移动_和_固定_两种。

二、名词解释：1、频段：把无线电频率划分为若干个区域，每个区域称为频段。

2、单工通信：通信的双方同时只能单方向工作的方式3、双工通信：通信的双方可同时双方向工作的方式4、半双工通信：通信的一方为单工通信方式，而另一方为双工通信方式。

三、判断题：1、无线通信是利用无线电波来传输信息的。

（√）2、无线通信是在移动中进行通信的。

（Χ）3、无线通信的通信方式有两种。

（Χ）4、无线通信的通信形式有两种。

（Χ）5、超短波通信是指频率在3MHz~3000MHz。

( Χ)6、超短波通信是指波长在100m~10cm。

（Χ）7、移动通信的频率在ＶＨＦ和ＵＨＦ频段。

（√）习题二一、填空题：1、调制按调制信号不同分类有_模拟信号_和数字信号_两种。

2、调制按载波信号不同分类有_模拟信号和_数字信号_两种。

3、调制按调制器实现功能分类有_线形__和__非线形_两种。

4、调频波的瞬时频率ω（t）=_____________________。

P532—P5365、调频波的瞬时频移Δω（t）=_____________________。

第一章1.1 如何理解计算机网络在现代社会的作用？答：在现代社会生产生活中，网络技术实现信息的互通和流动，高速完善的网络能使信息更快捷、准确的传输，发挥强大的作用。

网络已成为信息社会的技术命脉和知识经济的发展基础。

1.2 请给出计算机网络的整体结构。

答：参考 ISO/OSI 模型以及 TCP/IP 模型。

1.3 目前的骨干网络大多为光纤传输，部分城市实现了光纤到户，为此是否可以完全用光纤取代所有其他类型的网络？试分析。

答：不能取代所有其他类型的网络。

电话线、有线电视线缆、双绞线、电力线等在生活中大量存在，许多也基本能满足不同实际需求，光纤铺设较复杂、成本较高，适于新建网络。

1.4 为什么网络协议栈都以分层形式实现？各层主要完成哪些功能？答：网络体系结构是一个复杂的系统，所以采用结构化的方法，将其分解为若干层次设置相应的协议，便于维护和修改。

各层次主要功能参考 ISO/OSI 模型以及 TCP/IP 模型。

1.5无线网络近几年得到了快速发展，试分析其原因并给出对未来无线网络发展的看法。

答：各种不同需求推动无线网络发展，未来发展体现多元化、便捷等特点。

1.6 试分析和比较无线网络和有线网络，可以从传输方式、组网结构等方面进行比较。

答：有线通信的开通必须架设电缆，或挖掘电缆沟或架设架空明线；而架设无线链路则无需架线挖沟，线路开通速度快，将所有成本和工程周期统筹考虑。

无线扩频的投资是相当节省的。

有线通信的质量会随着线路的扩展而急剧下降，如果中间通过电话转接局，则信号质量下降更快，到 4、5 公里左右已经无法传输高速率数据，或者会产生很高的误码率，速率级别明显降低，而对于无线扩频通信方式，50 公里内几乎没有影响，一般可提供从 64K 到 2M 的通信速率。

有线通信铺设时需挖沟架线，成本投入较大，且电缆数量固定，通信容量有限；而无线扩频则可以随时架设，随时增加链路，安装、扩容方便。

1.7试分析和比较无线网络和有线网络，可从传输方式、组网结构等方面进行比较。

北交《无线通信工程》复习题 B一、判断题（每题1分，共10分）1．模拟卫星通信方式是指经卫星传送数字化的模拟信号、数字数据信号的通信方式。

（×）2．中国国内卫星通信网的主要传输制式：电视采用传统的调频方式；通信以频分多址和时分多址为主，逐步过渡到以数字方式的卫星数字通道和TDM为主。

（√）3．数字卫星通信CDMA方式的特点为各站发射同频率的突发脉冲群，通过转发器的时间不重叠。

（×）4．不同方式的卫星通信网不能互通，但可以使用同一颗通信卫星，甚至共用一个转发器。

（√）5．在模拟微波通信系统中，切换依据是依据信号丧失或噪音提高；在数字微波通信系统中，切换依据为信号丧失．失步或误码率升高。

（√）6．微波中继站是指只起单纯接力作用的站，它在数字链路中有时也起重新整理数字码流的作用，成为再生中继，它具有上下话路的功能。

（×）7．在中、大容量的数字微波接力通信系统中，采用直接切换装置会造成码流的“断裂”或“错位”，从而引起帧信号的丢失，使通信系统发生瞬时中断。

（√）8．微波接力通信系统有源接力站中，中频转接将收到的射频信号放大，在射频段上进行频率变换，将接收频率转换为发射频率的射频信号，再经过射频功率放大转发到下一站。

（×）9. IMSI可及过程即通知网络手机关机。

（×）10．无线基地台(BTS)是由基站控制器BSC控制，服务于某个小区的无线收发信设备，完成BSC与（√）无线信道之间的转换，实现BTS与移动台MS之间通过空中接口的无线传输及相关的控制功能。

二、不定项选择题（每题2分，共202111.模拟电话解调设备由（ABC ）等组成。

A．限幅器B．鉴频器C．去加重网络D．高功率放大器12.微波接力通信系统中继方式可分为（ABD ）。

A．基带转接B．中频转接C．高频转接D．微波转接13. 数字卫星通信方式有（ABD ）。

A．数字话音插空的时分多址B．不加话音插空的时分多址C．星上交换码分多址D．卫星数字通道方式14．按卫星的服务区域划分，有（AB ）和国内卫星通信网。

第一章通信网概述1.1简述通信系统模型中各个组成部分的含义，并举例说明。

答：通信系统的基本组成包括：信源，变换器，信道，噪声源，反变换器和信宿六部分。

信源：产生各种信息的信息源。

变换器：将信源发出的信息变换成适合在信道中传输的信号。

信道：按传输媒质分有线信道和无线信道，有线信道中,电磁信号或光电信号约束在某种传输线上传输；无线信道中，电磁信号沿空间传输。

反变换器：将信道上接收的信号变换成信息接收者可以接收的信息。

信宿：信息的接收者。

噪声源：系统内各种干扰。

1.2现代通信网是如何定义的？答：由一定数量的节点和连接这些节点的传输系统有机地组织在一起的，按约定信令或协议完成任意用户间信息交换的通信体系。

适应用户呼叫的需要，以用户满意的效果传输网内任意两个或多个用户的信息。

1.3试述通信网的构成要素及其功能。

答：通信网是由软件和硬件按特定方式构成的一个通信系统。

硬件由：终端设备，交换设备和传输系统构成，完成通信网的基本功能：接入、交换和传输；软件由：信令、协议、控制、管理、计费等，它们完成通信网的控制、管理、运营和维护，实现通信网的智能化。

1.4分析通信网络各种拓扑结构的特点。

(各种网络的拓扑结构图要掌握)答：基本组网结构：》网状网：优点：①各节点之间都有直达线路，可靠性高；②各节点间不需要汇接交换功能，交换费用低；缺点：①各节点间都有线路相连，致使线路多，建设和维护费用大；②通信业务量不大时，线路利用率低。

如网中有N个节点，则传输链路数H=1/2*N(N-1)。

》星形网：优点：①线路少，建设和维护费用低；②线路利用率高；缺点：① 可靠性低，②中心节点负荷过重会影响传递速度。

如网中有N个节点，则传输链路数H=N-1 0》环形网：同样节点数情况下所需线路比网状网少，可靠性比星形网高。

如网中有N个节点，则传输链路数H=N o》总线形网：优点：①节点接入方便②成本低，缺点：①传输时延不稳定②若传输总线损坏，整个网络会瘫痪。

无线通信基础课后答案1.简述无线通信面临的挑战（5分）更高的传输速率要求、恶劣的传输环境、有限的频谱资源、网络建设成本、低发射功率（节能、环保）2.简述电波传播的5种机制（5分）直射、散射、绕射、反射、透射3.接收机包括3部分:1）天线和馈线，损耗为2dB；2）低噪声放大器，等效噪声温度为580K，增益为10dB；3）混频器，等效噪声温度为200K，求接收机的噪声系数。

（8分）提示：将等效噪声温度转换为噪声系数（线性值）解：F1 = 2dB = 1.58 G1 = 1/F1 = 0.63G2 = 10dB = 10 F2 = 1+580/290 = 3F3 = 1+200/290 = 1.69接收机噪声系数：F eq = F1 + ( F2-1)/G1 + ( F3-1)/G1G2 =1.58+ 2/0.63 +0.69/(0.63*10) = 1.58+3.17+0.11 = 4.86F eq =10*log10(4.86) = 6.87dB4.高速铁路的GSM-R系统，下行频率930MHz，移动速度250km/h，信道模型为TU6径模型：1）计算信道的相干带宽（相关系数门限0.9）和相干时间；2）GSM-R系统带宽为200kHz，数据传输速率为271kbps，则信道为频率选择性还是平坦衰落，是快衰落还是慢衰落，是否需要均衡；3）在进行信道估计后，可以对多少个bit进行均衡处理？（25分）TU6 模型解：1） 平均附加时延∑∑===6161)()(i hi hm PP T τττ =(0.5*0+1*0.2+0.6*0.5+0.25*1.6+0.16*2.3+0.1*5)/(0.5+1+0.6+0.25+0.16+0.1)= 0.677μsRMS 时延扩展=-=∑∑==261261)()(m i hi hT P P S ττττ 1.068μs v =250km/h=69.44m/s, f =930MHZ0.32310*93010*310*3688===f λ 多普勒频移214.98HZ ==vf m2) 因为GSM-R 系统带宽为200kHz ，大于信道相干带宽18.7kHz ，所以信道为频率选择性衰落，需要均衡。

1.某900MHz蜂窝系统中同时存在对数正态阴影衰落和瑞利衰落，阴影衰落的标准差为6dB，调制方式为DPSK,运营商可以容忍0。

01的中断率。

非中断时，语音业务对平均误比特率的要求是10-3，假设噪声的功率谱密度为N0/2,N0=10-i6mW/Hz，信号的带宽为30kHz.路径损耗采用自由空间传播模型，发送和接收均采用全向天线（增益为0），不考虑馈线损耗，移动终端的最大发射功率为100mW，求：（1）D PSK采用相干解调，考虑信号受瑞利衰落，求接收信号的平均信噪比，接收信号的平均功率？（2）考虑信号受对数正态阴影衰落，接收功率应该提高为多少？（3）计算小区的最大半径。

注：对于一个均值为冈标准差为"的正态分布随机变量X，则服从标准正态分布。

标准正态分布的累计概率密度函数（CDF）的值2,已知（7,4）循环汉明码的生成多项式为g（X）= X3+ X2+1.（1）写出系统码形式的生成矩阵；（2）写出该码的校验矩阵；（3）假设接收码字为R=[1010011]，求其伴随式；3,某移动通信系统的工作频率为900MHz，符号速率为270.833kbps，移动台的移动速率为80km/h,求均衡器一次训练后能够传输的最大符号数.4,考虑N支路的分集合并系统，每个支路是SNR=10dB的AWGN信道。

假设采用M=4 的MQAM调制，误码率近似为P b=0.2e-L5〃（M-1），其中y是接收信噪比。

（1）求N=1时的P b。

（2） MRC 下，求使P b v10-6的N。

1. （1）在瑞利信道下，DPSK经相干解调，误码率P b=1/（4y b）=10-3，..•接收信号信噪比Y b= 250噪声功率为N0B=3*10-12mW・・・P 瑞二Y b大N0B=7.5 大10—10mW= —91.2dBm(2)中断概率P 户P (P<P )=P (W<P - P )=①((P - P ) /。