移动通信各次实验思考题答案(仅供参考)
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思考题1答案1.1简述移动通信的特点。
答:移动通信的主要特点如下:(1)移动通信利用无线电波进行信息传输。
移动通信中基站至用户之间必须靠无线电波来传送消息。
然而无线传播环境十分复杂,导致无线电波传播特性一般很差,另外,移动台的运动还会带来多普勒效应,使接收点的信号场强振幅、相位随时间地点而不断地变化,严重影响了通信的质量。
这就要求在设计移动通信系统时,必须采取抗衰落措施,保证通信质量;(2)移动通信在强干扰环境下工作,主要干扰包括互调干扰,邻道干扰和同频干扰等;(3)通信容量有限。
频率作为一种资源必须合理安排和分配,为满足用户需求量的增加,只能在有限的已有频段中采取有效利用频率措施,如窄带化、频道重复利用、缩小频带间隔等方法来解决;(4)通信系统复杂。
由于移动台在通信区域内随时运动,需要随机选用无线信道,进行频率和功率控制、地址登记、越区切换及漫游存取等跟踪技术。
这就使其信令种类比固定网要复杂的多。
在入网和计费方式上也有特殊的要求,所以移动通信系统是比较复杂的;(5)对移动台的要求高。
移动台长期处于不固定位置,外界的影响很难预料,这要求移动台具有很强的适应能力。
此外,还要求性能稳定可靠、携带方便、小型、低功耗及能耐高、低温等。
同时,要尽量使用户操作方便,适应新业务、新技术的发展,以满足不同人群的使用。
这给移动台的设计和制造带来很大的困难。
1.3 简述蜂窝式移动通信的发展历史,说明各代移动通信系统的特点。
答:第一代(1G)以模拟式蜂窝网为主要特征,是20世纪70年代末80年代初就开始商用化的。
其中最有代表性的是北美的AMPS(Advanced Mobile Phone System)、欧洲的TACS (Total Access Communication System)两大系统,另外还有北欧的NMT及日本的HCMTS 系统等。
从技术特色上看,1G以解决两个动态性中最基本的用户这一重动态性为核心并适当考虑到第二重信道动态性。
移动通信技术参考答案第一章思考题与练习题1-1 什么是移动通信?移动通信有那些特点?答:移动通信是指通信的双方,或至少一方,能够在移动状态下进行信息传输和交换的一种通信方式。
移动通信的特点是通信双方不受时间及空间的限制、随时随地进行有效、可靠、安全的通信。
频率1-2 移动通信系统发展到目前经历了几个阶段?各阶段有什么特点?答:移动通信系统发展到目前经历了四个阶段,分别为公用汽车电话、第一代通信技术(1G)、第二代通信技术(2G)、第三代通信技术(3G)。
特点分别为,公用汽车电话的特点是应用范围小、频率较低、语音质量较差、自动化程度低。
第一代通信技术(1G)的特点是该系统采用模拟技术及频分多址技术、频谱利用率低、系统容量小抗干扰能力差、保密性差:制式不统一、互不兼容、难与ISDN兼容、业务种类单一、移动终端复杂、费用较贵。
第二代通信技术(2G),采用数字调制技术和时分多址(TDMA)、码分多址技术(CDMA)等技术、多种制式并存、通信标准不统一、无法实现全球漫游、系统带宽有限、数据业务单一、无法实现高速率业务。
第三代通信技术(3G)的特点是能提供多种多媒体业务、能适应多种环境、能实现全球漫游、有足够的系统容量等。
1-3 试述移动通信的发展趋势和方向。
答:未来移动通信将呈多网络日趋融合、多种接入技术综合应用、新业务不断推出的发展趋势。
移动通信的发展方向是功能一体化的通信服务、方便快捷的移动接入、形式多样的终端设备、自治管理的网络结构。
1-4 移动通信系统的组成如何?试述各部分的作用。
答:移动通信系统的组成主要包括无线收发信机、交换控制设备和移动终端设备。
无线收发信机的作用是负责管理网络资源,实现固定网与移动用户之间的连接,传输系统信号和用户信息。
交换控制设备的作用是实现用户之间的数据信息交换。
移动台的作用是实现移动通信的终端设备。
1-5 常见的移动通信系统有那些?各有何特点?答:常见的移动通信系统有:1、蜂窝移动通信系统2、无线寻呼系统3、无绳电话系统蜂窝移动通信系统的特点是越区交换、自动和人工漫游、计费及业务统计功能。
I (+1* +1)(+—1)第四章思考题与习题1. 移动通信对调制技术的要求有哪些?在移动通信中,由于信号传播的条件恶劣和快衰落的影响, 接收信号的幅度会发生急剧 的变化。
因此,在移动通信中必须采用一些抗干扰性能强、误码性能好、频谱利用率高的调 制技术,尽可能地提高单位频带内传输数据的比特速率以适用于移动通信的要求。
具体要求:① 抗干扰性能要强,如采用恒包络角调制方式以抗严重的多径衰落影响;② 要尽可能地提高频谱利用率;③ 占用频带要窄,带外辐射要小;④ 在占用频带宽的情况下,单位频谱所容纳的用户数要尽可能多;⑤ 同频复用的距离小;⑥ 具有良好的误码性能;⑦ 能提供较高的传输速率,使用方便,成本低。
2. 已调信号的带宽是如何定义的?信号带宽的定义通常都是基于信号功率谱密度 (PSD)的某种度量,对于已调(带通)信 号,它的功率谱密度与基带信号的功率谱密度有关。
假设一个基带信号:s(t) =Re{g(t)exp(j2二仁切其中的g(t)是基带信号,设g(t)的功率谱密度为P g (f),则带通信号的功率谱密度如下:P s (f )二1 P g (f - f c ) P g (-f - f c )l 4信号的绝对带宽定义为信号的非零值功率谱在频率上占据的范围; 最为简单和广泛使用的带宽度量是零点-零点带宽;半功率带宽定义为功率谱密度下降到一半时或者比峰值低 3dB 时的频率范围;联邦通信委员会 (FCC)采纳的定义为占用频带内有信号功率的99%。
3. QPS K 、OQPSK 的星座图和相位转移图有何差异?如图所示QPSK相位星座图OPSK相位星座图QPSK信号的相位有90°突变和180°突变。
OQPSK信号的相位只有90°跳变,而没有180°的相位跳变。
4. QPSK和OQPSK的最大相位变化量分别为多少?各自有哪些优缺点?OPSK的最大相位变化量为1800, OPSK最大相位变化量为900。
第三章 思考题与习题1. 组网技术包括哪些主要问题?答:(1)干扰对系统性能的影响;(2)区域覆盖对系统性能的影响;(3)支撑网络有序运行的要素;(4)越区切换和位置管理;(5)无线资源的有效共享。
2. 为何会存在同频干扰?同频干扰会带来什么样的问题?答:同频干扰是指所有落在接收机通带内的与有用信号频率相同的无用信号的干扰,这些无用信号和有用信号一样,在超外差接收机经放大、变频而落在中频通带内,接收系统无法滤出无用信号,从而产生同频干扰。
同频干扰会带来的问题:影响链路性能、频率复用方案的选择和系统的容量限制等问题3. 什么叫同频复用?同频复用系数取决于哪些因素?答:在移动通信系统中,为了提高频率利用率,在相隔一定距离以外,可以使用同的频率,这称为同频复用。
影响同频复用系数的因素有:一个区群(簇)中小区的个数(区群的大小),小区的大小,形状等。
4. 为何说最佳的小区形状是正六边形?答:小区形状的设计要求:小区无空隙、无重叠的覆盖整个服务区域。
全向天线辐射的覆盖区为圆形,不能无空隙、无重叠的覆盖整个区域。
在考虑交叠之后,实际上每个辐射区的有效覆盖区是一个多边形。
满足无空隙、无重叠条件的小区形状有三种:正三角形、正方形和正六边形。
而在服务区面积一定的情况下,正六边形小区的形状最接近理想的圆形,用它覆盖整个服务区所需的基站数最少,也就最经济。
5. 证明对于六边形系统,同频复用系数为22Q N i j ij ==++。
证明:同频复用系数Q 的定义为在同频些小区距离)(D 与小区半径)(R 的比值。
同频小区的距离也就是两个同频小区的中心距离,对于正六边形系统它是这样确定的,从一个小区的中心出发,沿着一边的中垂线数i 个小区,在向顺时针转060再向前数j 个小区,起点和终点的两个小区的距离就是同频小区的距离。
由余弦定理可得R ij j i D )(322++=,又因为ij j i N ++=22 所以N RR N R D Q 33===即得证。
移动通信原理习题答案5章Chapter 11、为什么寻呼系统需要提供较低的数据传输速率?较低的数据速率如何实现更好的覆盖?答:寻呼系统⽤来提供⾼度可靠地覆盖,甚⾄包括建筑物内部。
⽽建筑物能削弱⽆线信号20-30dB 。
因此我们希望在信号传输过程中提⾼信噪⽐。
发射功率是⼀定的,因此提⾼信噪⽐要求降低接收端的噪声电平,因为噪声电平和射频带宽成正⽐,因此提⾼信噪⽐必然要求我们减⼩射频带宽,射频带宽的减⼩导致较低的数据传输速率。
寻呼机的接收信噪⽐随着寻呼机与基站距离的增加⽽减⼩。
若将寻呼系统的覆盖范围⽤寻呼机正确接收所需的最低信噪⽐门限来表⽰,那么为了得到更好的覆盖,可以通过降低噪声功率来使得信噪⽐满⾜门限限制,即降低频带宽度(使得速率降低)。
2、假设蜂窝电话使⽤容量为1安培⼩时的电池。
假设蜂窝电话在空闲时耗电35mA ,通话时耗电250mA 。
如果⽤户⼀直开机,并且每天通话3分钟,那么这个电池能⽤多久?每天通话6⼩时呢?该电池最多能通话多久。
答:每天通话三分钟,则每天耗电:35*(24-3/60)+250*3/60=850.75mAh ,故可⽤1000/850.75=1.175天=28.21⼩时每天通话6⼩时,则每天耗电:35*18+250*6=2130mAh>1000mAh ,故⼀天不能通话6⼩时,最长通话时间为:1000/250=4⼩时。
移动通信原理习题Chapter 31、证明对六边形系统,同频复⽤因⼦为Q =3N ,其中22N i j ij =++.答:如图,由余弦定理:RD2、⼀个FDD 蜂窝电话系统分配有24MHz 总带宽,并使⽤两个30kHz 信道来提供全双⼯语⾳和控制信道。
设每个⼩区电话⽤户的业务量为0.1 Erlang 。
假设使⽤Erlang B 公式。
()2222222233222232cos12023333D i R j R i j R i j ij R NR =??+?? ? ?-??? ???=++=233DNRQ N R R===(a )计算在4⼩区复⽤系统中每个⼩区的信道数。
通信原理实验指导书思考题答案实验一思考题P1-4:1、位同步信号和帧同步信号在整个通信原理系统中起什么作用?答:位同步和帧同步是数字通信技术中的核心问题,在整个通信系统中,发送端按照确定的时间顺序,逐个传输数码脉冲序列中的每个码元,在接收端必须有准确的抽样判决时刻(位同步信号)才能正确判决所发送的码元。
位同步的目的是确定数字通信中的各个码元的抽样时刻,即把每个码元加以区分,使接收端得到一连串的码元序列,这一连串的码元序列代表一定的信息。
通常由若干个码元代表一个字母(符号、数字),而由若干个字母组成一个字,若干个字组成一个句。
帧同步的任务是把字、句和码组区分出来。
尤其在时分多路传输系统中,信号是以帧的方式传送的。
克服距离上的障碍,迅速而准确地传递信息,是通信的任务,因此,位同步信号和帧同步信号的稳定性直接影响到整个通信系统的工作性能。
2、自行计算其它波形的数据,利用U006和U005剩下的资源扩展其它波形。
答:在实验前,我们已经将四种波形在不同频段的数据写入了数据存储器U005(2864)并存放在固定的地址中。
当单片机U006(89C51)检测到波形选择开关和频率调节开关送入的信息后,一方面通过预置分频器调整U004(EPM7128)中分频器的分频比(分频后的信号频率由数码管M001~M004显示);另一方面根据分频器输出的频率和所选波形的种类,通过地址选择器选中数据存储器U005中对应地址的区间,输出相应的数字信号。
该数字信号经过D/A转换器U007(TLC7528)和开关电容滤波器U008(TLC14CD)后得到所需模拟信号。
自行扩展其它波形时要求非常熟悉信号源模块的硬件电路,最好先用万用表描出整个硬件电路。
此题建议让学生提供设计思路,在设计不成熟的情况很容易破坏信号源。
提示如下:工作流程同已有的信号源,波形的数据产生举例如下:a=sin(2.0*PI*(float)i/360.0)+1.0;/产生360个正弦波点,表示一个周期波形数据/k=(unsigned char)(a/2.0*255.0);/数字化所有点以便存储/将自己产生的360个点追加到数据存储器U005(2864)并存放在后续的固定的地址中,根据单片机U006(89C51)编程选中对应U005的地址,循环周期显示输出即为我们所设计的波形。
现代移动通信第四版-第二章课后答案第二章思考题与习题1无线电波传播共有哪几种主要方式?各有什么特点?答:典型的电波传播方式有直射、反射、折射、绕射、散射等。
当电波的直射路径上无障碍物时,电波直接到达接收天线;当电波的直射路径上存在障碍物时,电波会绕过障碍物遮挡向前传播形成绕射波;当电波在平坦地面上传播时,因大地和大气是不同的介质而使入射波在界面上产生反射波;当电波入射到粗糙表面时,反射能量由于散射而散布于所有方向,形成散射波。
2自由空间传播的特点是什么?答:自由空间传播是指空间周围为无限大真空时的电波传播,它是理想传播条件。
电波在自由空间传播时,其能量既不会被障碍物所吸收,也不会产生反射或散射。
电波在自由空间传播时,媒质的相对介电常数和相对导磁率都等于1,传播路径上没有障碍物阻挡,到达接收天线的地面反射信号场强忽略不计。
自由空间中电波传播损耗为32.4420lg (km)20lg (MHz)fsL d f =++,其中,d 为T-R 间距离,f 为电波频率。
其规律是:与2d 成反比→距离越远,衰减越大;与2f 成反→频率越高,衰减越大。
3 设发射机天线高度为40m ,接收机天线高度为3 m ,工作频率为1800MHz ,收发天线增益均为1,工作在市区。
试画出两径模型在1km 至20km 范围的接收天线处的场强。
(可用总场强对0E 的分贝数表示)解:222240,3,18001()1()]4337[1()1()]t r t r t r h m h m f MHzh h h hd d d dd d d===+-∴∆=++=++反射波与直射波的路径差为因为)(ϕ∆-+=j Re 1E E 0又因为18001501;f MHz MHz R =>=-所以有])37(1)43(1[12])37(1)43(1[222222dd d d d d c f d +-+=+-+=∆=∆ππλπϕ 此时接收到的场强为)1(Re1E E ])37(1)43(1[20022dd d j j eE +-+-∆--=+=πϕ)(用分贝表示为kmd kme E Edd d j 201)1lg(10])37(1)43(1[2022<<-=+-+-π用Matlab 画出变化曲线。
移动通信课后习题答案移动通信课后习题答案移动通信作为现代通信技术的重要组成部分,已经深入到我们生活的方方面面。
它不仅仅是一种通信方式,更是改变了我们的生活方式和社会结构。
为了更好地理解和掌握移动通信的知识,我们需要通过课后习题的练习来加深对相关概念和原理的理解。
下面是一些移动通信课后习题的答案,希望对大家有所帮助。
1. 移动通信的基本原理是什么?移动通信的基本原理是通过无线电波传输信息。
移动通信系统由移动设备、基站和核心网组成。
移动设备通过无线电波与基站进行通信,基站则负责接收和发送信号,将信息传输到核心网进行处理和转发。
2. 什么是移动通信网络的覆盖范围?移动通信网络的覆盖范围是指网络信号可以覆盖的地理范围。
根据不同的网络技术和频段,移动通信网络的覆盖范围可以从几十米到几十公里不等。
一般来说,城市地区的网络覆盖范围较广,而农村和偏远地区的网络覆盖范围较窄。
3. 什么是移动通信系统的容量?移动通信系统的容量是指系统能够同时支持的用户数量。
容量的大小取决于系统的带宽、频率资源和调制解调技术等因素。
提高容量的方法包括增加基站数量、优化频谱资源分配和改进信号处理算法等。
4. 什么是移动通信中的信道?移动通信中的信道是指无线电波用于传输信息的通道。
根据不同的通信需求和技术标准,移动通信系统可以使用多种不同类型的信道,如语音信道、数据信道和控制信道等。
不同类型的信道有不同的带宽和传输速率。
5. 移动通信中的调制解调技术有哪些?移动通信中常用的调制解调技术包括频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)和正交频分多址(OFDMA)等。
这些技术可以将不同用户的信号通过不同的调制方式进行编码和解码,从而实现多用户同时通信的目的。
6. 移动通信中的信号传输速率有哪些?移动通信中的信号传输速率可以通过不同的技术手段进行提高。
常用的技术包括调制解调技术的改进、信道编码和解码技术的优化以及多天线技术的应用等。
1.1、什么叫移动通信?移动通信的特点?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。
3.5 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 m d d d d x 1.47101531010105233321211≈⨯⨯⨯⨯⨯⨯=+=λ3 -4 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 = 130dB3.6. 某一移动通信系统,基站天线高度为100m ,天线增益为Gb =6dB ,移动台天线高度为3m ,天线增益Gm 为0dB 。
市区为中等起伏地,通信距离为10km ,工作频段为150MHz , 试求:(1) 传播路径损耗中值;(2) 若基站发射机送至天线的信号功率为 10W , 求移动台天线得到的信号功率中值。
(1) 根据已知条件, KT=0, LA=LT , 式(3 - 68)可分别计算如下:由式(3 - 13)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[][][][][][][][][]dBmdBW L G G P f h H d h H d f A G G L P f h H d h H d f A G G d P P T m b T m m b b m m b fs T m m b b m m b T P 831131290610lg 10),(),(),(),(),(),(42-=-=-++=-++=++-++-=++-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=πλ4.1、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?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4.3、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.5.55. 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%。
第一章:1.什么是移动通信?其主要特点是什么?2.简述移动通信的工作方式与分类?3.请简述移动通信的发展趋势?第二章:1.请简述移动信道及其电波传播的主要特点。
2. 表征衰落特性的参数有哪些?3.自由空间电波传播、路径损耗与什么因素有关?4.多径衰落产生的原因是什么?对数字通信有何影响?阴影衰落是指什么?5.设某基站工作频率为1GHz,发射功率为100W,与某移动台相距10km,求基站至该移动台的传播路径损耗(按自由空间计算)。
第三章1.噪声如何分类?人为噪声有哪些特点?2.移动通信中主要干扰有哪些?它们是如何定义的?3.检验频道序号为1、3、8、14、23、26的频道组是否为无三阶互调的频道组?4.何谓同频复用,其复用距离取决于哪些因素?第四章1.频率资源有哪些特性?移动通信中,提高频率资源有效利用率的主要技术有哪些?2.说明大区制和小区制的概念、特点及应用场合?3.什么叫中心激励,什么叫顶点激励?后者有何优越性?两者在信道配置上有什么不同?4.空闲信道的选取方式有哪些?5.数字移动网与模拟网的最主要区别是什么?GSM系统的网络子系统中几个功能实体的主要功能是什么?6.试说明数字移动台的功能和构成模型原理。
7.什么叫信令?信令的功能是什么?可分为几种?8.蜂窝移动通信系统中,小区半径选择如何考虑?它的大小变化带来什么影响?9.蜂窝通信的切换有几种?各种切换的特点及应用场合。
第五章1.画出GSM系统总体结构图,并说明主要接口。
接口:A、B、C、D、E、F、G、Um、Abis2.说明GSM系统的信道类型、控制信道的划分及它们的功能。
物理信道、逻辑信道控制信道:广播信道,是一种“点对点”的单方向控制信道,用于基站向移动台广播公用信息。
公共控制信道,是一种双向控制信道,用于呼叫接续阶段传输链路连接所需要的控制信令。
专用控制信道,是一种“点对点“的双向控制信道,其用途是在呼叫接续阶段以及在通信进行当中在意动态和基站之间传输必须的控制信息。