河南城建学院(无线通信部分习题答案)必考点!!!

1、 作业：作业： 有一室内无线局域网，载波频率有一室内无线局域网，载波频率900MHz，小区半径，小区半径10m，使用单位增益天线。在自由空间路径损耗模型下，使用单位增益天线。在自由空间路径损耗模型下，若要求小区内所有终端的最小接收功率为若要求小区内所有终端的最小接收功率为10W，则发，则发射功率应该是多大？若工作频率换为射功率应该是多大？若工作频率换为5GHz，相应的所，相应的所需发射功率又为多少？需发射功率又为多少？ P73-74 2-7、2-82.4 大尺度路径损耗与阴影衰落 5 GHz, 0.06 m. 43.9 W16.42 dBW.tP当频率为则解：211 , m, 1 0 m, 1

2、 0W.34F r i i s 1 . 4 5 W1 . 6 1 d B W.trrctrtrcGGdPfdPPGG：24()1.42W1.52dBWrttrPdPG G 补充补充1 1：有一室内无线局域网，载波频率：有一室内无线局域网，载波频率900MHz，小区半径，小区半径10m，使用单位增益天线。在自由空间路径损耗模型下，若要求小区内所有终使用单位增益天线。在自由空间路径损耗模型下，若要求小区内所有终端的最小接收功率为端的最小接收功率为10W，则发射功率应该是多大？若工作频率换为，则发射功率应该是多大？若工作频率换为5GHz，相应的所需发射功率又为多少？，相应的所需发射功率又为多少？自由

3、空间中距发射机自由空间中距发射机d处天线的接收功率为：处天线的接收功率为：2244ttrettrPGPAPGGdd远场距离远场距离df 计算公式：计算公式：22Ddf（D为天线的最大物理线性尺寸）为天线的最大物理线性尺寸）2-7 计算最大尺寸为计算最大尺寸为1 m，工作频率为，工作频率为900 MHz的天线的远场的天线的远场距离。（距离。（6 m） 2-8 如果发射机的发射功率为如果发射机的发射功率为50 W，发射机与接收机均采用，发射机与接收机均采用单位增益天线，无线通信系统的工作频率为单位增益天线，无线通信系统的工作频率为900 MHz，分别计，分别计算在自由空间距发射天线算在自由空间距发

4、射天线100 m处和处和10 km处的接收功率，以处的接收功率，以dBm为单位表示。为单位表示。 2-8 ：发射机和接收机均为单位增益天线，发射机的功率为：发射机和接收机均为单位增益天线，发射机的功率为50W，载，载频为频为900MHz。 求自由空间中距离天线求自由空间中距离天线100m和和10Km处的接收功率为处的接收功率为多少多少dBm？22(100)222633(100m)(dBm)(100)mWmW0.3350(4 )(43.14100)3.5 10 W3.5 10 mW. 10lg10lg(3.5 10/1)24.6 dBmtrrmtrrmG GPPWdPP 解：883 100 33

5、 m9 10c.f 20(10km)(100m)(100m)(dBm)100()20lg64.6 dBm.10000rrrdPPPd 100m处的处的接收功率为接收功率为10km处的处的接收功率为接收功率为第二次作业第二次作业：1、在下列情况下，双线模型是否可以应用，解释原因。、在下列情况下，双线模型是否可以应用，解释原因。 1）ht=35m, hr=3m, d=250m 2）ht=30m, hr=1.5m, d=600m2、假定发射机高度为、假定发射机高度为40m，接收机高度为，接收机高度为3m，信号频率为，信号频率为1800MHz，单位增益天线，单位增益天线，分别求距离为分别求距离为1km

6、, 3km,5km时时的路径损耗，并计算第一费涅尔区距离。的路径损耗，并计算第一费涅尔区距离。(2880m)3、 P74 2-10 2-131、在下列情况下，双线模型是否可以应用，解释原因。、在下列情况下，双线模型是否可以应用，解释原因。 1）ht=35m, hr=3m, d=250m 2）ht=30m, hr=1.5m, d=600m0.11mm自由空间传播属于微波自由空间传播属于微波 解：解：所以，当电波的波长满足所以，当电波的波长满足 时可使用双线模型时可使用双线模型0.31mm144353420250trhhdm不可以使用双线模型不可以使用双线模型 1)244301.51806000.

7、3trh hdmm2)2、假定发射机高度为、假定发射机高度为40m，接收机高度为，接收机高度为3m，信号频率为，信号频率为1800MHz，单位增益天线，单位增益天线，计算第一费涅尔区距离，并分别计算第一费涅尔区距离，并分别求距离为求距离为1km, 3km,5km时的路径损耗。时的路径损耗。1/ 64440328801/ 6trcmfhhdm解解第一费涅尔区距离为第一费涅尔区距离为距离为距离为1km时，路径损耗为时，路径损耗为ttr22rPL dB1010202097 5dB442PG G()lglglg dlg.P() d 距离为距离为3km时，路径损耗为时，路径损耗为22t4rPL(dB)1

8、0lg10lg40lg20lg20lg97.5dBtrtrtrPh hG GdhhPd 距离为距离为5km时，路径损耗为时，路径损耗为PL(dB)106.4dB2-10 计算单个刃形障碍物阻挡情况下的计算单个刃形障碍物阻挡情况下的Fresnel参数参数F。 已已知知dTX=200 m, hTX=20 m, dRX=50 m, hRX=1.5 m, hobs=40 m，无，无线通信系统的工作频率为线通信系统的工作频率为900 MHz。（。（11.7）obsTXobsRXdTXRXarctanarctan4020401 5arctanarctan0 7620050hhhhdd. 解：RXTXRXT

9、XdF2ddddFresnel参数F的表达式为 TXRXFddTXRX215 4911 7dd.dd （2-2-23）RXTXRXTXdF2ddddFresnel参数F的表达式为（2-2-24）RXRXobsTXTXobsdarctanarctandhhdhh式中：Fresnel参数参数F的计算。的计算。图2-15 刃形障碍物绕射损耗分析的几何关系图P432-13 对于一个无线通信系统，当发射机处于静止，接收机处于运动状态时，试描述当接收信号的多普勒频移分别等于0 Hz、f d max、fd max、0.5fd max下时接收机相对发射机的运动状态。频移为0 Hz：接收机运动方向与发射机发射信

10、号方向成直角频移为f d max：接收机朝着发射机发射信号的方向运动频移为f d max：接收机背着发射机发射信号的方向运动0.5f d max ：接收机运动方向与发射机发射信号方向成60夹角4-2 采用全向天线的蜂窝通信系统，将半径为R=1Km的原小区分裂为半径为R/2的小小区，且不论小区大小每个基站均分配60个信道。整个地理覆盖区域为4*4Km2，路径损耗指数为3。（1）分裂前后的基站发射功率如何变化？（2）估计分裂前后的系统容量；（3）画图说明在原小区中如何设置新小小区，才能在分裂后继续使用原小区基站。作业4-3 某蜂窝通信系统所容许的S/I值为18dB，测量所得的路径损耗因子为4。（1

11、）求全向天线、120度扇区、60度扇区三种情况下区群大小N的最佳值；（2）解释采用扇区划分后如何提高系统容量。P161 4-1例1：某蜂窝系统的总带宽为30MHz，采用两个25kHz的信道组成全双工语音和控制信道，系统采用9小区复用方式，并将总带宽中的1MHz分给控制信道。计算总的可用信道数；确定控制信道数；1.确定每个小区中的语音信道数；解：30000160025 2、可用信道总数100022025 2、控制信道数600203649、每个小区中的话音信道数例2：一个蜂窝系统中有1001个用于处理通信业务的可用信道，设小区的面积为6km2，整个系统的面积为2100km2。 N=7，计算系统容量

12、；1. N=4，覆盖整个区域，需要将该区群覆盖多少次？计算系统容量；解：解：1001K 26Skm小区22100Skm系统21001=506750100150050SMSCMK系统区群、N=7时，区群个数系统容量21002=876487100187087SMSCMK系统区群、N=4时，区群个数系统容量 减小区群大小减小区群大小N 能增大系统容量能增大系统容量d max10 (,);22) 0 (,);23)4)0 180dddffvff 结论：）0时，接近发射机的方向运动接收频率上升时，远离发射机的方向运动接收频率下降，运动速度越快，频移越严重；发生在接收机沿着收发机连线运动的情况，此时或。结

13、论：结论：dcdmaxvff cosfcosc 其中，表示其中，表示多普勒频移最大值多普勒频移最大值。 cmaxdfcvfdlSvAB例例3-4 GSM是一个前向链路占据是一个前向链路占据25 MHz频谱带宽的频谱带宽的TDMA/FDD系统，该系统，该25 MHz 频谱带宽被分成若干带宽为频谱带宽被分成若干带宽为200 kHz的无线信道。如的无线信道。如果一个无线信道支持果一个无线信道支持8个语音信道，并且假设没有保护带宽，那么个语音信道，并且假设没有保护带宽，那么GSM中能够同时容纳的用户数为多少？中能够同时容纳的用户数为多少？解：由于没有保护带宽，所以解：由于没有保护带宽，所以25 MHz

14、频谱带宽提供的无线信道总频谱带宽提供的无线信道总数为数为 125kHz 200MHz 25又由于每一无线信道能支持又由于每一无线信道能支持8个语音信道，即可同时支持个语音信道，即可同时支持8个用户，所以个用户，所以GSM系统能够同时容纳的用户数为系统能够同时容纳的用户数为N=1258=10000.2MHz0.2MHz 25MHz125个载波个载波0.2MHz0.2MHz 25MHz控制信道控制信道890MHz915MHz935MHz960MHz45MHz上行（移动台至基站）下行（基站至移动台）1 210001 2100025KHz25KHz上行：890MHz915MHz 下行：935MHz96

15、0MHz收、发频率间隔为45MHz。GSM帧的类型分为：帧的类型分为：业务帧和控制帧业务帧和控制帧；多；多个帧可以构成复帧、超帧、超高帧。个帧可以构成复帧、超帧、超高帧。实例：GSM系统1个时隙个时隙 具体结构如下：具体结构如下：帧帧:一个一个TDMA帧由载波的帧由载波的8个时隙构成，个时隙构成，1个时隙个时隙0.577ms(156.25bits)，1帧长帧长= 8个时隙个时隙=8*0.577ms =4.615ms。01232 0 4 42 0 4 52 0 4 62 0 4 701234 84 95 04 7012 42 5012 42 514 95 0001457623T B3T B3G

16、P8 . 2 5T B ： 尾 比 特T B3T B3G P8 . 2 5G P ： 保 护 期T B3T B3G P8 . 2 5T BT B3G P 6 8 . 2 55 8 信 息 比 特2 6 训 练 序 列5 8 信 息 比 特固 定 比 特 1 4 2信 息 比 特 3 9扩 展 的 训 练 序 列 6 4信 息 比 特 3 9同 步 序 列 4 1信 息 比 特 3 6常 规 突 发 序 列 （ N B ）频 率 校 正 突 发 序 列 （ F B ）同 步 突 发 序 列 （ S B ）接 入 突 发 序 列 （ A B ）1 超 高 帧 = 2 0 4 8 超 帧 = 2 7

17、 1 5 6 4 8 T D M A 帧 （ 3 小 时 2 8 分 5 3 秒 7 6 0 毫 秒 ）1 超 帧 = 1 3 2 6 T D M A 帧 （ 6 . 1 2 秒 ）1 复 帧 = 2 6 T D M A 帧 （ 1 2 0 m s ）1 复 帧 = 5 1 T D M A 帧 （ 3 0 6 0 / 1 3 m s ）1 T D M A 帧 = 8 时 隙 （ 1 2 0 / 2 6 = 4 . 6 1 5 m s ）1 时 隙 = 1 5 6 . 2 5 比 特 持 续 期 （ 1 5 / 2 6 = 0 . 5 5 7 m s ）（ 1 比 特 持 续 期 ： 4 8 / 1 3 = 3 . 6 8 u s ）B C C HC C C HS D C C HT C HS A C C H / TF A C C H帧帧复帧复帧超帧超帧超高帧超高帧复帧复帧: :复帧由若干个复帧由若干个TDMATDMA帧构成，其结构有两种帧构成，其结构有两种: :一种是一种是2626帧的复帧帧的复帧，包括，包括2626个个TDMATDMA帧，持续时长帧，持续时长120ms,120ms,主要用主要用于业务信息的传输，也称作于业务信息的传输，也称作业务复帧业务复帧; ;另一种是由另一种是由5151帧组成的复帧帧组成