移動通信課后題

本文格式為Word版，下載可任意編輯——移動通信課后題2023-2023學(xué)年09級《移動通信》復(fù)習(xí)題及參考答案

2023-2023學(xué)年09級《移動通信》復(fù)習(xí)題及參考答案

第一章概論

1、什么叫移動通信?移動通信有哪些特點？

移動通信是指通信雙方至少有一方在移動中（或者臨時停留在某一非預(yù)定的位置上）進(jìn)行信息傳輸和交換，這包括移動體（車輛、船舶、飛機或者行人）和移動體之間的通信，移動體和固定點（固定無線電臺或有線用戶）之間的通信。特點：

1、移動通信必需利用無線電波進(jìn)行信息傳輸；2、移動通信是在繁雜的干擾環(huán)境中運行的；

3、移動通信可以利用的頻譜資源十分有限，而移動通信業(yè)務(wù)量的需求卻與日俱增；4、移動通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多種多樣，網(wǎng)絡(luò)管理和控制必需有效；5、移動通信設(shè)備(主要是移動臺)必需適于在移動環(huán)境中使用。

2、單工通信與雙工通信有何區(qū)別？各有何優(yōu)缺點？

所謂單工通信，是指通信雙方電臺交替地進(jìn)行收信和發(fā)信。此工作方式設(shè)備簡單，功耗小，但操作不便，通話時易產(chǎn)生斷斷續(xù)續(xù)的現(xiàn)象。它一般應(yīng)用于用戶少的專用調(diào)度系統(tǒng)。所謂雙工通信，是指通信雙方可同時進(jìn)行傳輸消息的工作方式，有時亦稱全雙工通信。這種方式操作便利，但電能消耗大。模擬或數(shù)字式的蜂窩電話系統(tǒng)都采用雙工制。

其次章調(diào)制解調(diào)

1、移動通信中對調(diào)制解調(diào)技術(shù)的要求是什么？（請總結(jié)3G，LTE等高速數(shù)據(jù)傳輸對調(diào)制解調(diào)技術(shù)的要求）

已調(diào)信號的頻譜窄和帶外衰減快（即所占頻帶窄，或者說頻譜利用率高）；易于采用相干或非相干解調(diào)；抗噪聲和抗干擾的能力強；以及適合在衰落信道中傳輸。已調(diào)信號所占的帶寬要窄：頻譜主瓣窄；

已調(diào)信號頻譜副瓣的幅度要低，輻射到相鄰頻道的功率就??；經(jīng)調(diào)制解調(diào)后的輸出信噪比（S/N）較大或誤碼率較低。1、所有的技術(shù)必需在規(guī)定頻帶內(nèi)提供高的傳輸效率2、要使信號深衰落引起的誤差數(shù)降至最小3、應(yīng)使用高效率的放大器

4、在衰落條件下獲得所需要的誤碼率

2、已調(diào)信號的帶寬是如何定義的？FM信號的帶寬如何計算？

已調(diào)信號的帶寬是指已調(diào)信號所包含的各種不同頻率成分所占據(jù)的頻率范圍。

BFM?2(mf?1)fm?2(?f?fm)

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5、試述MSK調(diào)制和FSK調(diào)制的區(qū)別和聯(lián)系。

FSK是頻移鍵控，F(xiàn)SK利用載波的頻率變化來傳遞數(shù)字信息。它是利用基帶數(shù)字信號離散取值特點去鍵控載波頻率以傳遞信息的一種數(shù)字調(diào)制技術(shù)。

MSK是一種特別形式的FSK，其頻差是滿足兩個頻率相互正交(即相關(guān)函數(shù)等于0)的最小頻差，并要求FSK信號的相位連續(xù)。

8、與MSK相比，GMSK的功率譜為什么可以得到改善？

GMSK信號就是通過在FM調(diào)制器前參與高斯濾波器產(chǎn)生的。GMSK通過引入可控的碼間干擾(即部分響應(yīng)波形)來達(dá)到平滑相位路徑的目的，它消除了MSK相位路徑在碼元轉(zhuǎn)換時刻的相位轉(zhuǎn)折點。

12、畫出QPSK、OQPSK和π/4-DQPSK的星座、相位轉(zhuǎn)移圖，并說明各自特點？星座圖在課本P43和P45

在QPSK的碼元速率Ts與PSK信號的比特速率相等的狀況下，QPSK信號是兩個PSK信號之和，因而它具有和PSK信號一致的頻譜特征和誤比特率性能。

OQPSK調(diào)制與QPSK調(diào)制類似，不同之處是在正交支路引入了一個比特(半個碼元)的時延，這使得兩個支路的數(shù)據(jù)不會同時發(fā)生變化，因而不可能像QPSK那樣產(chǎn)生±π的相位跳變，而僅能產(chǎn)生±π/2的相位跳變。因此，OQPSK頻譜旁瓣要低于QPSK信號的旁瓣。

π/4-DQPSK是對QPSK信號的特性進(jìn)行改進(jìn)的一種調(diào)制方式,改進(jìn)之一是將QPSK的最大相位跳變±π，降為±3π/4，從而改善了π/4-DQPSK的頻譜特性。改進(jìn)之二是解調(diào)方式,QPSK只能用相干解調(diào)，而π/4-DQPSK既可以用相干解調(diào)也可以采用非相干解調(diào)。

19、擴頻系統(tǒng)的抗干擾容限是如何定義的？它與擴頻處理增益的關(guān)系如何？

擴頻系統(tǒng)的抗干擾容限定義為：Mj?G-[(S/N)out?Ls]

式中，Mj表示抗干擾容限，G表示擴頻系統(tǒng)的處理增益，(S/N)out表示信息被正確解調(diào)而要求的最小輸出信噪比，Ls為接收系統(tǒng)的工作損耗。它與擴頻處理增益G成正比。

20、直接序列擴頻通信系統(tǒng)中，PN碼速率為1.2288Mc/s（c/s即chip/s，碼片每秒），基帶

數(shù)據(jù)速率為9.6kbps，試問處理增益是多少？假定系統(tǒng)內(nèi)部的損耗為3dB，解調(diào)器輸入信噪比要求大于7dB，試求該系統(tǒng)的抗干擾容限。(表示正常工作條件下，接收機輸入端所允許干擾的最大強度值，用分貝表示)

1.2288?106?10log128?21dB處理增益為G?10?log39.6?10抗干擾容限為M?21-(7?3)?11dB

21、為什么m序列稱為最長線性移位寄放器序列，其主要特征是什么？

n級線性移位寄放器能產(chǎn)生的最大長度為2-1位的碼序列，m序列就是用n級移位寄放器通過線性反饋產(chǎn)生的，且具有最長長度。

主要特征：該序列具有隨機性，二值相關(guān)性，多值相關(guān)性22、試畫出n=15的m序列發(fā)生器的原理，其碼序列周期p是多少？碼序列速率由什么決定？

n

23、試述多載波調(diào)制與OFDM調(diào)制的區(qū)別和聯(lián)系。

在多載波傳輸技術(shù)中，對每一路載波頻率（子載波）的選取可以有多種方法，它們的不同選取將決定最終已調(diào)信號的頻譜寬度和形狀。第1種方法是：各子載波間的間隔足夠大，從而使各路子載波上的已調(diào)信號的頻譜不相重疊，如圖2－67（a）所示。該方案就是傳統(tǒng)的頻分復(fù)用方式，即將整個頻帶劃分成N個不重疊的子帶，每個子帶傳輸一路子載波信號，在接收端可用濾波器組進(jìn)行分開。這種方法的優(yōu)點是實現(xiàn)簡單、直接；缺點是頻譜的利用率低，子信道之間要留有保護頻帶，而且多個濾波器的實現(xiàn)也有不少困難。

第2種方法是：各子載波間的間隔選取，使得已調(diào)信號的頻譜部分重疊，使復(fù)合譜是平坦的，如圖2-67（b）所示。重疊的譜的交點在信號功率比峰值功率低3dB處。子載波之間的正交性通過交織同相或正交子帶的數(shù)據(jù)得到(即將數(shù)據(jù)偏移半個碼元周期)。

第3種方案是：各子載波是相互正交的，且各子載波的頻譜有1/2的重疊。如圖2-67（c）所示。該調(diào)制方式被稱為正交頻分復(fù)用(OFDM)。此時的系統(tǒng)帶寬比FDMA系統(tǒng)的帶寬可以節(jié)省一半。

圖2-67子載波頻率設(shè)置(a)傳統(tǒng)的頻分復(fù)用；(b)3dB頻分復(fù)用；(c）OFDM

26、在OFDM傳輸系統(tǒng)中，可否采用非線性功率放大器？為什么？

不可以，信號通過非線性放大器時，會產(chǎn)生非線性失真，產(chǎn)生諧波，造成較明顯的頻譜擴展干擾以及帶內(nèi)信號畸變，導(dǎo)致整個系統(tǒng)性能的下降。

28、采用IFFT/FFT實現(xiàn)OFDM信號的調(diào)制和解調(diào)有什么好處？它避免了那些方面的難題？

這種方法避免了硬件實現(xiàn)上的難題，易于實現(xiàn)，以及避免因計算繁雜造成的時延從而影響子載波的正交性。

第三章移動信道的傳播特性

1、試簡述移動信道中電波傳播的方式及其特點。

直射波：可按自由空間傳播來考慮，電波在自由空間傳播時，其能量既不會被障礙物吸收，也不會產(chǎn)生反射或折射。但經(jīng)過一段路徑傳播后，能量會受到衰減，與工作頻率和傳播距離有關(guān)。

地面反射波：與直射波的合成場強將隨反射系數(shù)以及路徑差的變化而變化。地表面波：其損耗隨頻率升高而急劇增大。

2、試比較10dBm、10W及10dB之間的區(qū)別。

dBm：分貝毫瓦，功率單位，是對功率單位（mW）求對數(shù)得到的。W：瓦，功率單位。

dB：增益。相對值單位，等于對增益相對值求對數(shù)。

3、假設(shè)接收機輸入電阻為50Ω，靈敏度為1μV，試求接收功率為多少dBm

2Us?P??10lg?30?10lg1?30?-113?dBm?由式（3-58）得4R4*50

附：分貝的計算dBm?10logVW、dB??20log、

1?V1mWdB?20log

X、0dBm?1mW、0dB??1?V1第四章抗衰落技術(shù)

1.分集技術(shù)如何分類？在移動通信中采用了哪幾種分集接收技術(shù)？分類：

按“分〞劃分，即依照接收信號樣值的結(jié)構(gòu)與統(tǒng)計特性，可分為空間、頻率、時間三大基本類型；

按“集〞劃分，即按集合、合并方式劃分，可分為選擇合并、等增益合并與最大比值合并；依照合并的位置可分為射頻合并、中頻合并與基帶合并，而最常用的為基帶合并；分集還可以劃分為接收端分集、發(fā)送端分集以及發(fā)/收聯(lián)合分集。分集從另一個角度也可以劃分為顯分集與隱分集。

在移動通信中采用了：空間分集、頻率分集、時間分集、最大比值合并(MRC)、等增益合并(EGC)、選擇式合并。

3.為什么說擴頻通信起到了頻率分集的作用，而交織編碼起到了時間分集的作用？RAKE接收屬于什么分集？

擴頻通信擴展了信號頻譜，使每段頻率所經(jīng)歷的衰落各不一致，信道產(chǎn)生衰落時只會使一小部分頻率衰落，不會使整個信號產(chǎn)生畸變，相當(dāng)于頻率分集。

交織編碼把一個較長的突發(fā)過錯離散成隨機過錯，再利用改正隨機過錯的編碼技術(shù)來消除。交織深度越大，抗突發(fā)過錯的能力越強，交織