移动通信书习题答案西安电子科技大学出版社)第二版)章坚武编)

1、信道编码是为了保证信息传输的可靠性、提高传输质量而设计的一种编码。它是在信息码中1. 答： (1) VHF/UHF 频段较适合移动通信。(2) 天线较短，便于携带和移动。(3) 抗干扰能力强。2. 答： 150MHz 的收发频率间隔为 5.7MHz , 450MHz 的收发频率间隔为 10MHz ，900MHz 的收发 频率间隔为 45MHz 。3. 答：fd =VCOSAZ4. 答：分为单工制，半双工制和全双工制。5. 答：与其他通信方式相比，移动通信具有以下基本特点：(1)电波传播条件恶劣。(2)具有多普勒效应。(3)干扰严重。(4)接收设备应具有很大的动态范围。(5)需要采用位置登记、越

2、区切换等移动性管理技术。(6)综合了各种技术。移动通信综合了交换机技术、计算机技术和传输技术等各种技术。(7)对设备要求苛刻。 移动用户常在野外， 环境条件相对较差，因此对其设备 (尤 其专网设备 )要求相对苛刻。6. 答：频分多址、时分多址、码分多址和空多址。7. 答：作为下一代(3G)标准的IMT-2000具有特性如下：(1) 采用 1.82.2GHz 频带的数字系统；(2) 在多种无线环境下工作 (蜂窝系统、无绳系统、卫星系统和固定的无线系统环境)；(3) 使用多模终端，提供漫游能力；(4) 提供广泛的电信业务；(5) 具有与固定网络业务可比的高质量和完整性；(6) 具有国际漫游和系统内

3、部越区切换的能力；(7) 使用智能网 (IN )技术进行移动性管理和业务控制；(8) 具有高水平的安全和保密能力；(9) 具有灵活开放的网络结构；& 均衡技术是指在数字通信系统中，由于多径传输、信道衰落等影响，在接收端会产生严重的码间干扰( Inter Symbol Interferenee , 简称 ISI), 增大误码率。为了克服码间干扰， 提高通信系统的性能， 在接收端采用的技术。均衡是指对信道特性的均衡，即接收端的 均衡器产生与信道特性相反的特 性，用来减小或消除因信道的时变多径传播特性引起的码间干扰。信道编码技术是通过在传输数据中引入冗余来避免数字数据在传输过程中出现差错从而在 一定

4、程度上 提高链路性能的方法。信源编码与信道编码的区别 信源编码为了减少信源输出符号序列中的剩余度、提高符号的平均信息量， 对信源输出的符号序列所施行的变换。具体说，就是针对信源输出符号序列的统计特性来寻找某种方法，把信源输出符号序列变换为最短的码字序列， 使后者的各码元所载荷的平均信息量最大，同时又能保证无失真地恢复原来的符号序列?增加一定数量的多余码元，使码字具有一定的抗干扰能力第二章1. 答：一般来说，移动通信网的服务区域覆盖方式可分为两类，一类是小容量的大区制， 另一类是大容量的小区制（蜂窝系统） 。大区制的优点是组成简单，投资少，见效快，主要用于专网或用于用户较少的地域。 如在农 村或

5、城镇，为节约初期工程投资， 可按大区制设计考虑。 但是，从远期规划来说， 为了满足用 户数量增长的需要，提高频率的利用率，就需采用小区制的办法。小区制由于小区分裂提高了信道的复用次数，因而使系统容量有了明显提高。采 用小区制不仅提高了频率的利用率， 而且由于基站功率减小， 也使相互间的干扰减少了。 此外，无线小区的范围还可根据实际用户数的多少灵活确定，具有组网的灵活性。采用 小区制最 大的优点使有效地解决了频道数量有限和用户数增大之间地矛盾。但是，这种 体制在移动台通话 过程中，从一个小区转入另一个小区时，移动台需要经常地更换工作 频道。2. 答：在模拟蜂窝电话系统中设置监测音（ SAT）信杂

6、比和无线频率（RF）信号强度来反 映通话 质量。（1）SAT 信杂比是指当基站开始工作时，由话音信道单元连续发送的SAT ，经移动台接收并环回到基站后， 与无线信道上的杂音的对比。 在与 MSC 初始化规定的 门限值比较后，话音信道控制单元判断传输质量是否可以接受。如果信杂比低于 SNH ，就发出越区切换请求。有时由于某些原因，没有执行越区切换，通话 质量将持 续恶化，结果迟早会达到呼叫释放门限值 SNR, 呼叫就被释放。（2） 射频（RF）信号强度：每个话音信道接收机连续地对它自己接收机的无线频率进行信号 强度测试。控制单元还将测量结果和信号强度门限值进行比较。为了避 免产生邻道干扰， 通常

7、不希望移动台输出功率过高，如果信号强度测量的结果高于SSD时，BS的控制单元就自动命令移动台（由话音信道单元命令）降低它的功率；如果信号强度低于 SSI 时， BS 的控制单元接发出增加功率命令；当移 动台输 出功率已达到最高，测量结果仍低于SSH 时， BS 的控制单元就向 MSC发出越区切换请求，其过程将在后面叙述；SSB 只在话音信道空闲时（当前没有通话）使用。3. 答：当基站同时接收从两个距离不同的移动台发来的信号时，距基站近的移动台B （距离d2）到达基站的功率明显要大于距离基站远的移动台A （距离d!, d2 d的到达功率，若二者功率相近，则距基站近的移动台 B 就会造成对接收距离

8、距基站远的移动 台 A 的有 用信号的干扰或抑制，甚至将移动台 A 的有用信号淹没。这种现象称为近端 对远端的干扰。克服近端对远端的干扰的措施有两个： 一是使两个移动台所用频道拉开必要的时间 间隔；二是移动台端加自动（发射）功率控制（ APC ），使所有工作的移动台到达基站功率 基本一致。4. 答：通常每个 BS 都装有信号强度接收机 （SSR 监视其系统内所有的反向话音信道的信号能量，以确定在相邻无线小区内有切换可能的移动台的位置。因此 SSR 也称为定位单元。5 ? 小区分裂，小区扇形化，覆盖区域逼近三种技术。B=0.1 n=7 查表知 A=4.6666 ? 采用专用呼叫信道方式，有一个信

9、道专门用作呼叫。A/n 4.666/7 “m= = =66Aa 0.012400 27. A= =80 Erl608. 题目中有误：应为每次的呼叫平均占用时间为 120 秒。系统能容纳的用户数： mn=462八 CTK 6 120 0.1 ccAa= = =0.02 Erl9.3600 3600专用呼叫信道方式，循环定位方式，循环不定位方式，循环分散定位方式。如循环分散定位方式： 在循环分散定位方式中， 基站在全部不通话的空闲信道上都发空 闲信号，网内移动台分散停靠在各个空闲信道上。 移动台主呼是在各自停靠的空闲信道上 进行的，保留了循环不定位方式的优点。 基站呼叫移动台时，其呼叫信号在所有的

10、空闲信 道上发出，并等待应答信号。从而提高了接续的速度。第三章1. 直射波，反射波，地表面波。2?经过多径传输，接收信号的包络与相位分别满足瑞利和均匀分布，当多径中存在一个起支配作用的直达波时，接收端接收信号的包络满足莱斯分布。3. 视距传播的极限距离 d 0为：do =3.57( . hR(m) ; ./厲(m) (km)修正后的视距传播的极限距离do为：do=4.l2( , hR(m)hT (m) (km)4. LA ( dB) =88+20lg150 - 20lg100 - 20lg2 + 40lg15=132.545dB5. 用 Okumura 模型：=32.45 2olg d 2o

11、lg f =32.45 2olg1o 2o lg 9oo =111.535dB 查表得Am(f,d)=Am(9oo,1o)=3odBHb(hb,d) =H b(1oo,1o) 6dBHm(hm,f)二 Hm(15,900) 2.5dBLTAm(f,d)-H b(hb,d)-Hm(hm,f)= 15o.o35dB因为在郊区工作，所以 Kmr =14dBLA =LT -Kmr -136dB 用 Egli 公式得：LA(dB) =88 20lg f (MHz ) - 20lg h T (m) -20lg h R(m) 40lg d(km) =143.563dB6. Okumura-Hata 方法的计

12、算机编程 (C 语言)略。第四章1因为经过倍频后，相位上的二有可能变成 2,4n。通过后面的除2电路，可能出现2 二，输出出现土 COS 血即出现极性的不确定性，从而造成相位模糊问题。3%2. QPSK : 土兀 OQPSK : 土兀 /2 兀/4 QPSK 士一3?不能。在 MSK 信号中，因为载频分量已被抑制，所以不能直接采用锁相环或窄带滤波器从信号中提取，因此，必须对 MSK 信号进行某种非线性处理， 通常有平方环解调电路和Costas环提取相干载波的 MSK 解调电路两种非线性处理方法。4. 见图 4-6, 4-75.3dB 带宽BbTb =0.25RbTb s/kb270Bb=67.

13、5kb/s射频带宽 =0.57X Rb=0.57 X 270=153.9kb/s6. 实践证明，二 /4-QPSK 信号具有频谱特性好，功率效率高，抗干扰能力强等特点。可 以在 25kHz 带宽内传输 32kb/s 数字信息，从而有效地提高频谱利用率，增大了系统容量。而采用恒包络调制正好能解决对于大功率系统，易进入非线性，从而破坏线性调制的特征。 此问题。SNK=10dB7. C = Blog 2(1 SNK)3.46b/s.Hz B&不对，不能无限制地增加发射功率以增加S/N 以减少 BER, 增加发射功率，易进入非线性，从而破坏线性调制的特征。第五章1. 五级。最大 20W, 最小 0.8

14、W2. 随机接入信道，寻呼信道，接入许可信道3. 独立的专用控制信道，慢相关控制信道，快相关控制信道4. 当 GSM的话音编解码器检测到话音的间隙后，在间隙期不发送，这就是所谓的GSM 不连续发送。作用：发射总时间下降了，功率损耗的降低也延长了MS 的电池寿命。5. DTX 在通话期对话音进行 13kb/s 编码，在停顿期用 500kb/s 编码。6. 见图 5-157. 块交织通常作为计数器测量以抗空中接口的不可靠传输路径，特别是通过交织的处理抗瑞利衰落，数据被扩充到无线路径中几个时隙，这样可以减小在一个语音帧中的被衰落的概GSM 采用的交织是一种既有块交织又有比特交织的交织技术。 &答：在

15、模拟蜂窝电话系统中设置监测音 ( SAT) 信杂比和无线频率 ( RF )信号强度来反 映通话质量。(1) SAT 信杂比是指当基站开始工作时，由话音信道单元连续发送的 SAT ，经移动台接收并环回到基站后， 与无线信道上的杂音的对比。 在与 MSC 初始化规定的门限值比较后，话音信道控制单元判断传输质量是否可以接受。如果信杂比低 于 SNH ， 就发出越区切换请求。有时由于某些原因，没有执行越区切换，通话 质量将持续恶化， 结果迟早会达到呼叫释放门限值 SNR, 呼叫就被释放。(2)射频(RF)信号强度：每个话音信道接收机连续地对它自己接收机的无线频率进行信号强度测试。控制单元还将测量结果和

16、信号强度门限值进行比较。为了避 免产生邻高于 SSD 时， BS道干扰，通常不希望移动台输出功率过高，如果信号强度测量的结果的控制单元就自动命令移动台(由话音信道单元命令) 降低它的功率；如果信号强度低于 SSI时，BS的控制单元接发出增加功率命令；当移 动台输 出功率已达到最高，测量结果仍低于SSH 时， BS 的控制单元就向 MSC发出越区切换请求，其过程将在后面叙述； SSB 只在话音信道空闲时(当前没 有通话) 使用。在数字蜂窝 GSM 系统中，质量测量是由基站和移动台共同完成的。 MS 对当前服务小区进 行质量和并将它的报告给服务的0 7 的一个值。由服务 BTS BTS 跟接收到的

17、 MS 测量结果一 起把它接收信号强度的测量。 对相邻小区进行接收信号强度测量， BTS。质量测量是当前服务下行信道的低比特误码率将它转换成 完成上行信道测量， 它包括质量和接收信号强度测验量服务 送给 BSC 。9MS 收到的信号强度，位置区域和 MS 的功率等级。10?当基站同时接收从两个距离不同的移动台发来的信号时，距基站近的移动台B (距离d2)到达基站的功率明显要大于距离基站玩的移动台A (距离d1,d2vvd1 )的到达功率，若 二者频率相近，则距基站近的移动台 B 就会造成对接收距离距基站远的移动台 A 的有用信 号的干扰或抑制，甚 至将移动台 A 的有用信号淹没。这就是近端对远

18、端干扰。克服近端对远端干扰的措施主要有两个：一是使两个移动台所用的频道拉开必要间隔； 二是移动台端加自动(发射)功率控制(APC), 使所有工作的移动台到过基站功率基本一致。11. IMSI 由三部分组成： (1)由三位数字组成的移动国家代码( MCC)( 2) 由两位数字组成的移动网络代码(MNC )( 3) 移动用户识别号( MSIN )12. MSISDN :是用户为找到 GSM用所拨打的号码。由国家代码(CC)，国家目的代码(N DC)和用户码(SN)组成。只在网络中关联，只在被呼叫时有效，只与用户发生作用，提供了用户可以接收呼叫的号码。MSRN : 移动用户漫游号。它只在网络实体之间

19、，没有用户可以访问它。更进一步说，与 MSISDN 不同，它不是在性能上与一个用户有关，而只与特殊呼叫有关。IMSI ：国际移动用户识别码。在 GSM 系统中分配给每一个移动用户一个惟一代码，在 国际上它 可以惟一识别每一个独立的移动用户。这个码驻留在SIM 卡中。它用于识别用户和用户与网络的预约关系。TMSI : 临时移动用户识别号。 TMSI 只有本地有效性(即在 VLR 控制的区域有效)。一 旦移动台有一个有效的 TMSI ，它就替代 IMSI 与网络进行通信。13. 见图 5-19将 BSC14. SGSN 主要负责传输 GPRS 网络内的数据分组，它扮演的角色类似通信网络内的路由器，

20、 送出的数据分组路由到其他的 SGSN , 或是由 GGSN 将分组传递到外部的因特网， 除此之外， SGSN 还包括所有管理数据传输有关的功能。GGSN 是 GPRS 网络连接外部因特网的一个网关，负责 GPRS 网络与外部因特网的数据 交换。15. 当 MS 向 GPRS 网络登录，进行 SGSN 路由区域 RA 更新时，网络都必须对 MS 的身份 进行鉴权。鉴权时用到的标识码为国际用户识别码 IMSI 及鉴权密钥（ Ki）, IMSI 及 Ki 同时 储存在 MS 及系统内， GPRS 网络内的 SGSN 替代了 GSM 网络内 VLR 的角色。当 SGSN 需 要对 MS 进行鉴权时，

21、会向 HLR 送出 MS 的 IMSI 并提出鉴权的请求， HLR 命令 AUC 提供 验证需要的数 据, AUC 提供验证需要的数据 , AUC 接到 HLR 的命令后随机产生随机数变量 RAND ，RAND 与 Ki 经 A3 算法计算出签名响应 SRES RAND 、 SRES 这些和验证有关的 数据，会传回并储存在 HLR 数据 库内， HLR 并将 RAND 送至 MS 上, MS 也是用 Ki 与 RAND 以同样的 A3 算法计算出 SRES 若 MS 产 生的 SRES 和系统的 SRES 相同，则认为鉴权成功。 16 见图 5-23第六章1CDMA 移动通信网是由扩频、多址接

22、入、蜂窝组网和频率复用等几种技术结合而成, 含 有频域、时域和码域三维信号处理的一种协作 , 因此它具有抗干扰性好 , 抗多径衰落 , 保密 安全性高 , 同频率可在多个小区内重复使用 , 容量和质量之间可做权衡取舍 （软容量） 等属 性。与其 他系统相比 ,这些属性使 CDMA 具有更加明显的优势：系统容量大 ,软容量,通 话质量更佳 ,移动台辅助 软切换 , 频率规划简单 , 建网成本低 , “绿色手机” , 保密性强 , 通 话不会被窃听 , 多种形式的分集 , CDMA 的功率控制 , 话音激活。2因为 CDMA 是一个自干扰系统 ,所有用户共同使用同一频率 , “远近效应”问题更加突

23、 出。 CDMA 功率控制的目的就是克服远近效应 , 使系统既能维持高质量通信 ,又不会对同 一信道的其他用户产生不 应有的干扰。3在 CDMA 系统中, 用户数和服务级别之间有着更灵活的关系 ,用户数的增加相当于背景 噪声的增加 , 造成话音质量的下降。 如果能控制住用户的信号强度 , 在保持质量通话的同时 , 我们就可以容纳更多的 用户。 体现软容量的另一种形式是小区呼吸功能。 所谓小区呼吸功能 是指各个小区的覆盖大小是动态 的。 当相邻两小区负荷一轻一重时 , 负荷重的小区通过减小 导频发射功率 , 使本小区的边缘用户由于 导频强度不足 , 切换到相邻小区 , 使负荷分担 , 即 相当于

24、增加了容量。4（ 1）无缝切换 , 可保持通话的连续性。（ 2 ）减少掉话可能性。（ 3 ）处于切换区域的移动台发射功率降低。5每个接入信道由一个不同的长 PN 码区分。一个（或多个）接入信道与一个寻呼信道相 对应。一个寻呼信道可最多对应 32 个 CDMA 反向接入信道，标号是从 0 至 30 。对于每个寻 呼信道 , 至少应有一个反向接入信道与之对应。6开机登记 ,关机登记 ,时间周期登记 ,基于距离的登记 ,基于小区的登记 ,参数变化登 记,受命登记 ,隐 含登记, 业务信道登记。7有三种主要的分集方式：时间分集 ,频率分集 ,空间分集。CDMA 系统综合采用了上述几种分集方式 , 使性能大为改善。 时间分集采用了符号交织、检错和纠 错编码等方法。频率分集本身是 1.25MHz 宽带的信号 , 起到了频率分集的作用。 空间分集一一基站使用两副接收天线，基站和移动台都采用了 Rake 接收机技术，软切换也 起到了空间分集的作用。8CDMA 系统采用并联相关器