无线通信复习整理

1、精品文档填空部分：1.1 、 2、 3G 通信系统的主要特征，双工方式，多址方式，语音信号速率1G（模拟蜂窝移动通信系统）是采用了模拟技术、模拟电路。技术界遇到的实际限制：在蜂窝很小时，难以切换，基站的选择和信号的控制变得越来越复杂、困难，且投资昂贵；而且不同地区采用的不同标准使得用户不能实现全球漫游。 FDMA/FDD系统。2G（数字蜂窝移动通信系统）是采用了数字技术、数字处理电路SIM 卡，手机体积小质量轻，系统容量大。2G的标准主要有欧洲的GSM、日本的JDC和美国的 IS-136 及 IS-95 。仍然不能实现全球漫游。FDMA/TDD及 TDMA/FDD系统。3G（微系统）是采用了智

2、能处理技术、微处理单元，支持多媒体业务，系统容量大。标准主要有WCDMA,CDMA2000，TD-SCDMA。是 TD-SCDMA是 TDD多址， WCDMA是 FDD。2. 功率控制功率控制只是在 3G 系统里面的，因为 CDMA系统容量受限于系统内移动台的相互干扰，如果每个移动台到基站均为所需信噪比的最小值，则系统容量就会达到最大值。功率控制分为：反向链路（从用户到基站）和前向链路（从基站到用户） 。反向主要解决远近效应，而前向主要解决同频干扰问题。3. 信道分配信道分配原则是有效利用无线频谱，增加系统容量和最小化干扰。分配策略有：固定分配和动态分配两种。动态分配可以解决负载不均衡的问题。

3、4. 衰落信道的 3 种表现：阴影衰落、多径、损耗。小尺度衰落的原因：多径。短时间或短的传输距离内，信号幅度、相位或多径时延的快速变化。小尺度衰落：平坦衰落、频率选择性衰落、快衰落、慢衰落。平坦衰落：信号的带宽较窄，小于心信道的相干带宽，信号频带内受衰落影响是一致的，这样的衰落叫平坦衰落。延迟扩展比符号周期小。频率选择性衰落：信号带宽大于信道带宽，信号延迟扩展大于符号周期。快衰落：大多普勒频移，信道相干时间（ TD-SCDMA每个 chip 为时间长度为 0.78us ，也就是码片之间的相干时间是 0.78us ）小于符号周期，信道变化快于基带信号的变化。慢衰落：小多普勒频移，信道相干时间大于

4、符号周期，信道变化慢于信号变化。5. 交织交织可以在不附加额外开销的条件下获得时间分集，其作用是将信源比特分散到不同的时间段中，避免在深衰落或突发干扰时信源比特中重要的码位不会同时被干扰。就是在进行信道编码之前打乱信源比特的顺序。交织器有分组结构和卷积结构。6. 均衡器均衡器分为线性和非线性均衡器。它们的区别在于：自适应均衡器的输出被用于反馈控制的方法。均衡器实际上是传输信道的反向滤波器。线性均衡器可以用格形滤波器实现（特点是数值稳定性好、收敛速度更快） ，也可以用 FIR 滤波器实现（横向滤波器）。非线性均衡器用到了判决反馈，为了获得信道信息要首先发送一些前导码来训练接收机。主要算法有：迫零

5、算法、最小二乘法、最小均方根法等。7. 分集分集可以提高无线链路质量。（接收端有选择分集和最大比合并。）频率分集：用不同的频率发射和接收信号。将同一数据用两个频率发射出去，频率的间隔要大于信道的相干带宽。空间分集：在不同的位置发射和接收信号。发端采用一副发射天线，接收端采用多副天线接收，天线收到的信号相互独立。时间分集： 在不同的时间发射和接收信号。将数据重复发送M次，间隔要超过信道的相干时间。RACK接收机就是。极化分集：用不同的极化方式发射或接收信号。在发端同一地点分别装上垂直极化天线和水平极化天线，接收端也一样，这样就可以得到两路衰落特性不相关的信号。多用户分集：将所有发送和接收看作一个

6、整体才处理，不是消除信道之间的衰落而是利用信道衰落特性，即信道。1欢迎下载精品文档的随机波动性来获得增益。8.A/D 转换步骤：抽样、量化、编码。误差的出现是在量化。9. 多用户通信的两种方式：广播（一对多）、多址接入（多对一）10. 语音评估分为五个等级。5 为最高等级，这个层次表达清晰；最差为1，几乎听不懂任何东东。11. 无线网络中路由选择常用的路由选择机制：面向连接和虚连接。电路交换是面向连接的。一旦通话建立，则语音信道网络资源将被独占。分组交换是虚连接方式。资源不独占。应用有：IP 电话，手机流量。X. 25 协议：设计OSI 模型的下三层，也就是网络层、链路层、物理层。名词解释部分

7、：1. 无线通信的目标：实现任何人在任何时间任何地点同其他人的语音、信息、多媒体等的通信。2. 前向信道和反向信道： （信道是通信中信息传输的通道，是逻辑上的，一条链路包括很多很多信道），前向信道是指基站到移动台的信道，反向信道是移动台到基站的信道。前向信道由如下几个信道组成：导频信道、同步信道、寻呼信道和前向业务信道。反向信道组成：接入信道和反向业务信道。3.上行链路和下行链路： （链路是指各种物理传输介质从信源到信宿之间连接起来的通信线路），上行链路是移动台到基站，下行链路是基站到移动台。4.TDD/FDD： TDD 时分双工，是按时间来区分上行和下行信道，采用是的同一频率。FDD频分双工

8、，是按频率来区分上下行信道。5.驻留时间：一个呼叫可以在小区中维持而不切换的时间。6.切换：蜂窝系统的重要功能。一个移动台从一个小区进入到另外一个小区，由MSC传输该呼叫到新基站的一个新的信道上，同时保证通话持续进行。7. 漫游：当移动用户离开号码注册地区，进入到其他地区继续使用移动电话。8. 移动台：移动台是移动通信网中移动用户使用的设备，可以分为车载型、便携型和手持型。其中手持型俗称“手机 ”。9.TDMA：用脉冲调制的方法使不同信号占据不同的时间区间；FDMA：用频谱搬移的方法使不同信号占据不同的频率范围； CDMA：用正交的脉冲序列分别携带不同信号。10. 单工系统：数据只能按照一个方

9、向传输的系统。11. 绝对带宽：绝对带宽为f2-f1.在正频率轴上f1<f<f2的频率范围以外，振幅频谱为0。3dB 带宽（或半功率带宽）为 f2-f1.这里在 f1<f<f2的频率范围内， 振幅频谱 |H(f)|的值大于 |H(f)|最大值的1/1.414倍。零点带宽 （过零点带宽）12. 均衡器：均衡器是用来消除由于多径效应引起的码间干扰的滤波器。13. 衰落平坦衰落：信号的带宽较窄，小于心信道的相干带宽，符号周期大于信号时延扩展，信号频带内受衰落影响是一致的，这样的衰落叫平坦衰落。延迟扩展比符号周期小。频率选择性衰落：信号频带大于信道相干带宽，符号周期小于信号的时

10、延扩展，信号频带内受衰落影响不一致，这样的衰落叫频率选择性衰落。14. 簇：使用了全部带宽的一个区域，包含了若干个小区。15. 交织：将信源比特分散到不同的时间段中，避免在深衰落或突发干扰时信源比特中重要的码位不会同时被干扰。就是在进行信道编码之前打乱信源比特的顺序。问答部分：1. 均衡器画图：线性均衡器、非线性均衡器（带反馈的线性均衡器）ykN 1z 1ykN 1 1ykykN2 1ykN2inputz 1z 1z 1。c*c*c*2欢迎下载c*Nc*1N 10NN1122output精品文档yk N1z 1yk N1 1ykyk N2 1z 1yk N2inputz1z1c* Nc* N1

11、1c0*cN*21cN*12output?dkdkdkN31dk11zzFN*3 1FN*3 1F1*2.CDMA频段：上行 869894MHZ，下行 824849MHZ， IS-95 PCS 频段： 18002000MHz;信道数： 64（码分信道） / 每一载频；每一小区可分为3 个扇形区，可共用一个载频；每一网络分为9 个载频，其中收发各占12.5MHZ，共占 25MHZ频段 ；调制方式：基站QPSK，移动台 OQPSK；扩频方式： DS（直接序列扩频）；话音编码：可变速率 CELP，最大速率为8kb/s,最大数据速率为 9.6kb/s,每帧时间为 20ms ；交织：交织间距20ms ；

12、码片的速率：1.2288Mc/s；基站识别码： m序列，周期为 215-1 ；64 个正交沃尔什函数组成64 个码分信道 ；导频、同步信道：供移动台作载波和时间同步；多径利用； RAKE接收方式，移动台为 3 个，基站为4 个 。CDMA发射功率很低：因为原来的信号经过扩频总能量不变，则每个比特能量就少了。省电+辐射低 =绿色手机。抗干扰，抗噪声能力强；抗多径干扰，分离并收集所需要信号中不同时延的信号能量，增加接收信噪比；能在低功率谱密度情况下工作，而低的发射功率有利于移动通信使用者的健康；有一定的保密性能；由于采用相关接收方式，CDMA通信可以在信噪比很低的情况下工作，其信号具有很强的隐蔽性

13、；与 TDMA和 FDMA不同， CDMA是干扰受限系统，减小干扰可以直接增加系统容量，因此，可以利用话音激活、前向纠错和扇型分区等技术提高频带利用率；在 CDMA蜂窝系统中，相邻小区使用相同的频率，所以它可以实现宏分集和进行软切换。S3. 多普勒由路程差造成的接收信号相位变化为： 2l 2 v t cosl频率变化，即多普勒频移1vf d为： fdcos2tXdY。v3欢迎下载精品文档4. 多径效应多径：信号经过不同的路径到达接收天线。多径会引起信号的延迟和衰落造成码间串扰（ISI ）。5. 扩频通信系统扩频通信用伪随机编码把基带信号的频谱进行扩展，形成相当带宽的低功率谱密度信号发射。使用不

14、同的伪随机编码，不同用户的可以在同一频率、同一时间工作，相互间影响非常小。扩频通信的主要特征是：使用比发送的信息速率高的多的伪随机编码，扩展作为基带信号的信息数据频谱，成为极低功率谱密度的宽带信号。CDMA扩频通信的工作方式：直序扩频和调频扩频。直序扩频：作为输入的数据信息D 经过信息调制编程了带宽为B1的调频信号，再由伪随机编码调制成带宽为B2 的宽带信号发射。调频扩频：发射载波频率受伪随机编码发生器控制，在带宽为 B2 的频带内，随机跳变，实现基带信号带宽B1 到发射信号使用的带宽B2 的频谱扩展。6. 频率跳变技术受伪随机编码发生器控制的发射载波频率生成器，实际是高速数字控制频率跳变的频

15、率合成器。扩展频带由整个频率合成器生成的最小频率间隔和频率间隔数目决定。调频速度由信号种类、信息数据速率、纠错方法等决定，有高低中速调频之分。7. 电路交换和分组交换电路交换只适合于语音业务或持续不断地长时间数据传输。分组交换则适用于非实时性的，通信量不大的业务。分析：图中数据传输最快的是 LAN（ 100Mbps）是室内静止状态。 WLan速率在 10Mbps 可以用于室外静止。蓝牙技术适用于室内短距离的数据传输。 GSM（移动通信）数据速率最低，可以在所有情况下使用。计算部分：1. 频率复用举例：总带宽为33MHz，单向信道带宽为：25kHz，双向信道带宽为：50kHz，可以使用的信道总数

16、为33000/50= 660，服务区域内小区的总数为49。N = 4, four cells 33MHz bandwidth, total number of channel available per cell =660/4= 165, duplex channel C=(49/4) × 660=8084。4欢迎下载精品文档（一个簇中小区个数为4，小区总带宽33MHz，每个小区总的信道个数=660/4= 165,，双工信道 =(49/4) × 660=8084）N = 7,seven cells 33MHz bandwidth, total number of chann

17、el available per cell = 660/7=95, duplex channelC=(49/7) × 660=4620（一个簇中小区个数为7，小区总带宽33MHz，每个小区总的信道个数=660/7= 95,，双工信道 =(49/7 × 660=4620）N = 12, twelvecells33MHz bandwidth,totalnumber of channelavailableper cell= 660/12=55,duplexchannelC=(49/12) × 660=2694（一个簇中小区个数为12，小区总带宽33MHz，每个小区总的信

18、道个数=660/12= 55, ，双工信道 =(49/12) × 660=2694）2. 同频干扰和信道容量（ 1）如果 SIR>=18dB， n=4 ， N 为什么数值最合适？（n=4 为路径损耗）18 40 log D7.8DR107 .8D25.8 / 400.645D4.42n loglogRRRD3 NDdi 2j 2ijR22NijijN6.52DdNR 3NNi 2j 2iji2, j1or i1, j2N7（ 2）举例：为保证蜂窝系统前向信道的性能，要求SIR=15dB，那么当 (a) n=4和 (b) n=3时， N=?,Q=?(a) n=4, 考虑一个 7

19、小区复用模型。同频复用比例D/R=(3N)1/2=4.583, SIR=(1/6)× (4.583)4=75.3=18.66dB。大于要求，N=7可用。(b) n=3 ,考虑一个 7 小区复用模型。SIR=(1/6)× (4.583)3=16.04=12.05dB。不满足最小S/I的要求，要用一个更大的N。下一个可用的N 值为 12。N=12(I=2, j=2), D/R=6, SIR=(1/6)× (6)3=36=15.56dB>15dB.3. 关于阻塞的简单计算话务量强度 AuH ； H 是通话的平均持续时间，是单位时间内的平均呼叫请求次数总的话务量 A

20、UAu ； U 是系统中的用户数量每个信道的话务量强度Ac UAu / C ； C 是双工信道的总数例题 ：在 200 万人口的市区，在一个区域内有三个相互竞争的系统（系统A,B,C ）提供蜂窝服务。系统A中有 19 个信道的小区 394 个，系统 B 中有 57 个信道的小区 98 个，系统 C 中有 100 个信道的小区 49 个。阻塞概率为2%，每个用户每小时平均打 2个电话，每个电话的平均持续时间为3 分钟，求系统多能支持的用户数。假设所有3 个系统都已最大容量工作，计算每个系统的市场占有百分比。A 中信道总数： 19*394=7486 ，最大容量工作时可容纳用户：7486* （ 1-2%） *60/ （ 2*3 ） =73362.B 中信道总数： 57*98=5586 ，最大容量工作时可容纳用户：5586* （ 1-2%） *60/ （ 2