現(xiàn)代移動通信蔡躍明第三版思考題與習題參考答案chapter_2

1、第二章 思考題與習題1 蜂窩移動通信中的典型電波傳播方式有哪些？答：典型的電波傳播方式有直射、反射、折射、繞射、散射等。當電波的直射路徑上無障礙物時，電波直接到達接收天線；當電波的直射路徑上存在障礙物時，電波會繞過障礙物遮擋向前傳播形成繞射波；當電波在平坦地面上傳播時，因大地和大氣是不同的介質而使入射波在界面上產生反射波；當電波入射到粗糙表面時，反射能量由于散射而散布于所有方向，形成散射波。2 自由空間中距離發(fā)射機距離為d的無線接收功率與那些因素有關？服從什么規(guī)律？答：距發(fā)射機d處天線的接收功率，其數(shù)學表達式（ Friis公式）為：其中，Pt為發(fā)射功率，亦稱有效發(fā)射功率； Pr(d)是接收功率

2、，為T-R距離的冪函數(shù)；Gt是發(fā)射天線增益；Gr是接收天線增益；d是T-R間距離；L是與傳播無關的系統(tǒng)損耗因子；為波長。其規(guī)律是: 與成反比距離越遠，衰減越大。 與成正比（與f2成反比）頻率越高，衰減越大。3 設發(fā)射機天線高度為40m，接收機天線高度為3 m，工作頻率為1800MHz，收發(fā)天線增益均為1，工作在市區(qū)。試畫出兩徑模型在1km至20km范圍的接收天線處的場強。（可用總場強對E0的分貝數(shù)表示），并給出距離發(fā)射機距離d處的無線接收功率的規(guī)律。解： 因為又因為 此時接收到的場強為用分貝表示為用Matlab畫出變化曲線。由式（2-29）可知，其規(guī)律是: 與成反比比自由空間衰減快得多。 與頻

3、率成無關。4 用兩徑模型的近似公式解上題，并分析近似公式的使用范圍。解：用兩徑模型的近似公式此時接收到的場強為用分貝表示為此時近似公式必須滿足因為所以以上近似公式可用5 什么是等效地球半徑？為什么要引入等效地球半徑？標準大氣的等效地球半徑是多少？答：地球等效半徑是指電波依然按直線方向行進，只是地球的實際半徑 (6.37×106m)變成了等效半徑。為了研究大氣折射對電波傳播的影響而引入等效地球半徑。因為等效地球半徑系數(shù)k4/3，所以等效地球半徑。6 設發(fā)射天線的高度為200m，接收天線高度為20m，求視距傳播的極限距離。若發(fā)射天線為100m，視距傳播的極限距離又是多少？解：視線傳播的極

4、限距離為若發(fā)射天線的高度為100m，則視線傳播的極限距離為7 為什么說電波具有繞射能力？繞射能力與波長有什么關系？為什么？答：因為電波在傳輸過程中的波前的所有點都可以作為產生次級波的點源，這些次級波組合起來形成傳播方向上新的波前，繞射就是由次級波的傳播進入陰影去而形成的。繞射能力與波長存在下面的關系即波長越長，繞射能力越弱。這是因為阻擋體對次級波的阻擋產生了繞射損耗，僅有一部分能量能繞過阻擋體，這里的繞射損耗跟電波的頻率有關，相對于同一個阻擋物來說，頻率越大，繞射損耗越小，繞射能力就比較強；頻率越小，繞射損耗越大，繞射能力就越弱。8 相距15km的兩個電臺之間有一個50m高的建筑物，一個電臺距

5、建筑物10km，兩電臺天線高度均為10m，電臺工作頻率為900MHz，試求電波傳播損耗。解：菲涅爾余隙繞射參數(shù)，查表得附加損耗為18.5dB則電波傳播損耗為：9 如果其它參數(shù)與上題相同，僅工作頻率為50MHz；1900MHz，試求電波傳輸損耗各是多少？ 解：當工作頻率為 50MHz時，菲涅爾余隙繞射參數(shù)，查表得附加損耗為10dB則電波傳播損耗為：當工作頻率為1900MHz時菲涅爾余隙繞射參數(shù)，查表得附加損耗為22dB則電波傳播損耗為：10 移動通信信道中電波傳播的基本特點是什么？答：移動通信信道中電波傳播的基本特點是：1）隨信號傳播距離而導致的傳播損耗（大尺度范圍），2）由地形起伏、建筑物及其

6、它障礙物對電波的遮蔽而引起的損耗（陰影衰落），3）因發(fā)射、繞射和散射等因素造成的多徑傳播而引起的接收信號幅度和相位的隨機變化，結果將導致嚴重的衰落。11 設工作頻率分別為900MHz和2200MHz，移動臺行駛速度分別為30m/s和80m/s，求最大多普勒頻移各是多少？試比較這些結果。解：當工作頻率為900MHz，行駛速度為30m/s和80m/s時的最大多普勒頻移為： 當工作頻率為2200MHz，行駛速度為30m/s和80m/s時的最大多普勒頻移為： 由以上的計算結果可以知道，最大多普勒頻移與移動臺的速度和工作頻率有關，速度越大；最大多普勒頻移越大，頻率越大，最大多普勒頻移。12 設移動臺速度

7、為100m/s，工作頻率為1000MHz，試求1分鐘內信號包絡衰減至信號均方根（rms）電平的次數(shù)。平均衰落時間是多少？解：由題，所以，由式（3-56）計算出而，所以所以在1分鐘之內信號包絡衰減至信號均方根電平的次數(shù)為 平均衰落時間為 其中： 13 移動臺以勻速行駛，并接收到900MHz的載頻信號。測得信號電平低于rms電平10dB的平均衰落持續(xù)時間為1ms，問移動臺在10s鐘內行駛多遠？并求出10s鐘內信號經歷了多少低于rms門限電平的衰落。解：由題中得因為 所以由題意的，所以，由式（3-56）計算出所以 由和可得所以移動臺在10秒內行駛了326.812m在10s內移動臺經歷了低于rms門限

8、電平的衰落的次數(shù)為14 如果某種特殊調制在時能提供合適的誤比特率(BER)，試確定下圖（圖P14）所示的無均衡器的最小符號周期(由此可得最大符號率)。圖2-26 習題14的兩個功率時延分布解：對于（a）， 所以rms時延擴展為:由于，即所以最小符號周期對于（b）， 所以rms時延擴展為:由于，即所以最小符號周期若同時滿足（a）和（b）兩個環(huán)境，則最小符號周期為。15 信號通過移動信道時，在什么樣情況下遭受到平坦衰落？在什么樣情況下遭受到頻率選擇性衰落？ 答：如果信道相關帶寬遠大于發(fā)送信號的帶寬，則信號經歷平坦衰落；如果信道的相關帶寬小于發(fā)送信號帶寬，則信號經歷頻率選擇性衰落。16 簡述快衰落、

9、慢衰落產生原因及條件。答：快衰落產生原因：信道的相關（相干）時間比發(fā)送信號的周期短，且信號的帶寬小于多普勒擴展，信道沖擊響應在符號周期內變化很快，從而導致信號失真，產生衰落。信號經歷快衰落的條件是： 慢衰落產生的原因：信道的相關（相干）時間遠遠大于發(fā)送信號的周期，且信號的帶寬遠遠大于多普勒擴展，信道沖擊響應變化比要傳送的信號碼元的周期低很多，可以認為該信道是慢衰落信道。信號經歷慢衰落的條件是：17 某移動通信系統(tǒng)，工作頻率為1800 MHz，基站天線高度為40 m，天線增益為6dB，移動臺天線高度為1 m，天線增益為1 dB；在市區(qū)工作，傳播路徑為準平坦地形，通信距離為10 km。試求:（1）

10、傳播路徑的中值路徑損耗；（2）若基站發(fā)射機送至天線的信號功率為10W，不考慮饋線損耗和共用器損耗，求移動臺天線接收到的信號功率。解：（1）由傳播路徑的自由空間中電波傳播損耗公式可得自由空間中電波傳播損耗由基站天線高度增益因子圖表可查的由移動臺天線高度增益因子圖表可查得由準平坦地形大城市地區(qū)的基本中值損耗圖表可得由傳播路徑的中值路徑損耗公式可得（2）由和可得：18 設某系統(tǒng)工作在準平坦地區(qū)的大城市，工作頻率為900MHz，小區(qū)半徑為10km，基站天線高80m，天線增益為6dB，移動臺天線高度為1.5m，天線增益為0 dB，要使工作在小區(qū)邊緣的手持移動臺的接收電平達-102dBm，基站發(fā)射機的功率至少應為多少？解：（1）由傳播路徑的自由空間中電波傳播損耗公式可得自由空間中電波傳播損耗由基站天線高度增益因子圖表可查的由移動臺天線高度增益因子圖表可查得由準平坦地形大城市地區(qū)的基本中值損耗圖表可得由傳播路徑的中值路徑損耗公式可得（2）由和可得：19 如果上題中其它參數(shù)保持不變，僅工作頻率改為1800MHz，計算結果又是如何？解：（1）由傳播