移动通信原理复习大纲

《移动通信原理》复习大纲第1章1、蜂窝移动通信系统经历了几代移动通信系统（包括研发系统）？每一代移动通信系统的多址方式是什么？其主要的技术特征是什么？参考答案：蜂窝移动通信系统又可以划分为几个发展阶段。如按多址方式来分，则模拟频分多址（FDMA）系统是第一代移动通信系统（1G）；使用电路交换的数字时分多址（TDMA）或码分多址（CDMA）系统是第二代移动通信系统（2G）；使用分组/电路交换的CDMA系统是第三代移动通信系统（3G）；将使用了不同的高级接入技术（OFDMA）并采用全IP（互联网协议）网络结构的系统称为第四代移动通信系统（4G）。第五代移动通信系统（5G）作为面向2020年以后移动通信需求而发展的新一代移动通信系统。如按系统的典型技术来划分，则模拟系统是1G；数字话音系统是2G；数字话音/数据系统是超二代移动通信系统（B2G）；宽带数字系统是3G；而极高速数据速率系统是4G。2、我国移动通信发展经历了哪4个发展阶段？参考答案：我国移动通信发展经历了引进、吸收、改造、创新4个阶段。3、蜂窝小区的几何形状要符合哪两个条件？符合这种条件的有正方形、三角形和六边形，该选用哪一种形状？为什么？参考答案：小区的几何形状必须符合以下两个条件：①能在整个覆盖区域内完成无缝连接而没有重叠；②每一个小区能进行分裂，以扩展系统容量，也就是能用更小的相同几何形状的小区完成区域覆盖，而不影响系统的结构。符合这两个条件的小区几何形状有几种可能：正方形、等边三角形和六边形，而六边形最接近小区基站通常的辐射模式——圆形，并且其小区覆盖面积最大。因此，选用六边形。4、证明：蜂窝区群的尺寸N必须满足：N=i2+ij+j2(提示：证明过程见第一章PPT)另：需要知道N可能是是哪些值？常用的N是什么值？5、数字时分GSM系统，采用TDMA方式，设分配给系统的总频宽20MHz；载频间隔200kHz；每载频时隙为8；频率重用的小区数为4，则系统容量为多少？如果AMPS系统采用FDMA方式，载频间隔为25kHz，不分时隙，其他参数相同，系统容量为多少？（提示：第1问：C=（20÷0.2）×8÷4=200信道/小区，第二问：C=（20÷0.025）÷4=200信道/小区）6、最简单的蜂窝系统由哪3部分组成？其中，MSC和普通交换相比，除完成交换功能之外，还要完成什么功能？参考答案：一个基本的或者说最简单的蜂窝系统由移动台（MS）、基站（BS）和移动交换中心（MSC）3部分组成。MSC除了要完成交换功能外，还要增加移动性管理和无线资源管理的功能。7、增加蜂窝小区容量的主要方式有哪3种？参考答案：通常采用小区分裂、裂向（扇区化）和覆盖区分区域（分区微小区化）的方法来增大蜂窝系统的容量。8、什么叫越区切换？软切换和硬切换的区别是什么？GSM采用什么形式的硬切换？技术上有什么特征？参考答案：当处在通话过程中的移动台从一个小区进入另一个相邻小区时，其工作频率及基站与移动交换中心所用的接续链路必须从它离开的小区转换到正在进入的小区，这一过程称为“越区切换”。硬切换是指在新的连接建立以前，先中断旧的连接。而软切换是指既维持旧的连接，又同时建立新的连接，并利用新旧链路的分集合并来改善通信质量，与新基站建立可靠连接之后再中断旧链路。GSM采用了移动台辅助（MAHO）的越区切换方式。对于切换时的信道分配采取了优先切换的策略。9、越区切换要考虑哪3个方面的问题？参考答案：越区切换要考虑切换的准则、切换的策略以及切换时的信道分配3个方面的问题。10、典型移动通信系统可分为哪6类？它们各自的技术特点是什么？有何异同点？（提示，可从组网方式、无线接入方式、调制技术、传输信息种类、交换方式等多方面总结）11、“小灵通”系统采用什么双工方式？其多址方式是什么？每载频划分多少时隙？每载频最多可提供多少对双工信道？参考答案：TDD双工方式，TDMA多址方式，每载频划分8个时隙，每载频最多可提供4对双工信道。12、集群系统按信道占用方式，可分为哪3种方式？参考答案：按通信占用信道方式，可分为消息集群、传输集群和准传输集群三种方式13、移动卫星通信系统按卫星高度可分为哪几种系统？“铱”系统和“全球星”系统最大的差别是什么？参考答案：移动卫星通信系统按卫星轨道高度可分为高轨（HEO）、中轨（MEO）和低轨（LEO）移动卫星通信系统。“全球星”系统与铱系统的最大区别是无星上交换和星际链路，依赖地面网络完成通信。14、移动通信的基本技术有哪些？其各自的主要作用是什么？P16-19（重点题）第2章15、数字调制技术包括哪两大类？各自的典型调制技术有哪些？P24参考答案：目前移动通信系统的常用调制方式有以BPSK、QPSK、OQPSK和π/4QPSK等为代表的线性调制和以MSK、TFM和GMSK等为代表的恒包络调制。16、语音编码技术通常分为哪3类？移动通信语音编码技术属于哪一类？P24移动信道是什么信道？已建立的移动信道模型可分为哪3大类？参考答案：语音编码技术通常分为3类：波形编码、参量编码和混合编码。移动通信采用混合编码，移动信道是时变随参信道上，已建立的移动信道模型可分为几何模型、经验模型和概率模型。17、为什么OFDM技术可以抗多径衰落形成的码间干扰？哪些移动系统采用OFDM技术？（提示：第1问主要思路是：OFDM将高速的数据路分接为多路并行的低速数据流，在多个正交载波上同时进行传输，对于低速并行的子载波而言，由于符号周期展宽，多径效应造成时延扩展变小。当每个OFDM符号中插入一定的保护时间后，其码间串扰就可以忽略了。）18、移动信道中，无线信号在传播过程中可能遭遇哪3种损耗？中信号传播还存在哪4种效应？参考答案：路径损耗、慢衰落损耗和快衰落损耗；阴影效应、远近效应、多径效应、多普勒效应。19、以块交织为例解释为什么交织技术可增强抗突发干扰的能力？P53-54（提示：可用自己的语言简化归纳，答简单点）（信息通过交织矩阵和去交织矩阵的变换可以恢复信息码元的传输顺序，在交织过程中，将突发错误转化为随机错误，再利用纠错编码降低传输错误率）20、什么是GMSK调制？有何优点？参考答案：GMSK是属于MSK简单的优化方案，它只需在MSK调制前附加一个高斯型前置低通滤波器，进一步抑制高频分量，防止过量的瞬时频率偏移以及满足相干检测的需求。21、当移动台以60m/s的恒定速率在端点为X和Y的路径上运动，运动时长5s，无线电波入射方向和与运动方向的夹角为60°（设X、Y处的夹角相同），无线电波频率为3MHz，求由路径差造成的接收信号相位变化值、运动引起的多普勒频移分别是多少？提示：利用公式：和22、设已知一循环码的监督矩阵如下：试求出其生成矩阵，并写出所有可能的码组。（参考作业答案）提示：而，M和Q是转置关系，因此可以由H求出M，再由M求出Q，由Q求出G。另：如果知道信息码元U，可以求出最后的输出码组C23、移动通信中的分集技术如何分类？接收时的合并技术又有哪几种？参考答案：按分集目的可以分为宏观分集和微观分集；按信号传输方式可以分为显分集和隐分集；按获取多路信号的方式又可以分为时间分集、频率分集和空间分集；空间分集还包括接收分集、发射分集、角度分集和极化分集等。合并技术分为最大比值合并（MRC）、等增益合并（EGC）和选择式合并（SC）3种。第3章24、画出GSM系统的网络结构，并简要说明各网元的作用。P68-69（提示，可用自己的语言简化归纳，答简单点）GSM网络中最重要的网络接口是什么接口？（Um接口）其传递的信息主要有哪些？（无线资源管理、移动性管理、接续管理）P69-61（重点题）25、MSISDN和IMSI分别表示什么识别码？结构有何区别？P71-7226、GSM系统的主要技术参数是什么？P75为什么上行频段低于下行频段？（提示:主要是考虑到上下不对称的传输能力。频率越高，覆盖同样的范围需要更大的发射功率，而基站能比移动台提供更大的发射功率，所以采取上述频段安排方式）27、GSM系统中，常规突发序列中的训练序列的作用是什么？(提示：用作自适应均衡器的训练序列，以消除多径效应产生的码间干扰)为什么要将其放在突发序列的中间？如果放在两端，会出现什么效果？（提示：放在中间能准确估计信道特性，反之，不能准确估计信道，最终形成码间干扰，误码率提高）（重点题）28、GSM系统的逻辑信道有哪些？各自完成什么功能？说明其逻辑信道映射到物理信道的一般规律。（重点题）参考答案：GSM系统的逻辑信道有：频率校正信道、同步信道、广播控制信道、寻呼信道、随机接入信道、准许接入信道、独立专用控制信道、慢速辅助控制信道、快速辅助控制信道。各自功能参阅P78中的表3-2假设一个小区有n个载频，为F0、F1、F2、F3……Fn-1，时隙数为TS0、TS1……TS7。通常，将F0载频中的TS0用作将公共信道承载广播信道和公用控制信道，如BCCH、FCCH、SCH、PCH、AGCH及RACH复用；TS1承载专用控制信道，如SDCCH、SACCH复用。F0的TS2……TS7，及F1……Fn-1中的时隙都用来承载TCH；F0的其他时隙和其他载频的所有时隙均用于承载业务信道。在小容量地区和建站初期，也可以考虑采用F0载频中的TS0承载全部控制信道，包括广播信道、公用控制信道和专用控制信道，所有其他时隙均用于承载业务信道。29、GSM系统在通信安全性方面采取了哪些措施？画出AUC中产生3参数组过程，并简要说明其如何运用到GSM的鉴权过程中？P84-85（重点题）30、说明CDMA蜂窝系统比TDMA蜂窝系统获得更大容量的原因。（提示：TDMA蜂窝系统由频率/时隙区分信道，是带宽受限系统，是硬容量系统；而CDMA容量由码道区分信道，是干扰受限系统，是软容量系统）31、为什么说CDMA系统具有软切换和软容量的特点？它们各自有什么好处？（重点题）参考答案：（1）软切换是CDMA蜂窝系统独有的切换方式，可有效地提高切换的可靠性。而且若移动台处于两个小区的交界处，软切换能提供正向业务信道分集，也能提供反向业务信道的分集，从而保证通信质量。在CDMA系统中，用户数目和服务质量之间可以相互折中，灵活确定。体现软容量的另一种形式是小区呼吸功能，即各个小区的覆盖大小是动态的，当相邻两个小区负荷一轻—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够，切换到相邻小区，使负荷分担，即相当于增加了容量。（2）软切换的方式可确保切换的成功率，不易掉话；软容量可确保大系统容量32、GSM系统为什么要采用均衡技术？CDMA系统为什么又不需要采用均衡技术？（提示GSM系统的载频间隔为200KHz，而通常有效移动通信带宽为150KHz，这样信号带宽高于信道带宽，所以GSM系统需要采用均衡技术；而CDMA系统采用扩频通信技术，对信号频谱进行压缩/扩张，具有潜在的抗频率选择性衰落能力，故不需要采用均衡技术）33、IS-95CDMA蜂窝系统有哪些逻辑信道？其各自完成的主要功能是什么？P87-8834、IS-95CDMA系统中，下行引导PN序列是为了区分什么？（区分基站）上行引导PN序列又是为了区分什么？（区分用户）35、在IS-95CDMA移动通信系统中不同的基站使用相同的PN序列，但各自采用不同的时间偏置，当偏置指数为10时，则偏离的码元数和偏离时间分别为（设PN码码片速率为：1.2288Mc/s）多少？提示：IS-95CDMA不同的基站使用相同的PN序列，但各自采用不同的时间偏置。不同的时间偏置用偏置系数表示，偏置系数共512个，编号从0到511。偏置码元数等于偏置系数乘以64，单位是PN序列子码数目。偏离时间为偏置码元数除以码片速率。36、IS-95CDMA系统中，为什么上行的卷积码的码率比下行的大？（提示：考虑上下行不对的信号传送能力）37、解释IS-95CDMA反向传输中的正交多进制调制过程。参考答案：在反向CDMA信道中，把交织器输出的码元每6个作为1组，共26=64组码元，每一组码元用64进制的Walsh函数之一进行传输。调制码元的传输速率为28800/6=4800s/s。每1调制码元含6个子码，因此Walsh函数的子码速率为64×4800=307.2kc/s）38、CDMA系统为什么要采用功率控制技术？其功率控制技术如何分类？P9639、根据导频强度检测，同一CDMA信道的导频可分哪4类？P94-95第4章40、GPRS网络和GSM网络相比，主要增加了哪些网络设备？（SGSN、GGSN、PCU）新增的网络设备完成哪些功能？P10241、GPRS系统是如何传输分组数据的？为什么说短信通过GPRS信道传输比通过GSM信道传输信性能要好？参考答案：GPRS将一部分可用的GSM信道专门用来传送分组数据，由MAC协议管理多址接入，多用户可以协调对带宽的利用；系统可根据可用资源和用户需求来确定为每个用户分配TDMA帧8个时隙中的一个或多个，从而达到较高的数据传输速率。GSM信道是经电路域传输，GPRS信道是经分组域传输，分组域传输是经多个电路域物理信道组合传输，故分组域信道带宽宽于电路域信道带宽，其传输数据能力要强。42、GPRS的附着过程和分离过程可以由谁发起？是否需要移动台和网络双方接受？P107-108如果移动脱离GPRS服务区时，会发生什么类型的分离？（隐性分离）43、什么是EDGE系统？其关健技术有哪些？P110-11244、在前向链路上，从理论上说，传输语音，CDMA20001x是IS-95的多少倍？（2倍）传输数据呢？（3.2倍）45、CDMA20001x的前、反向物理信道各自的特征是什么？P103P10746、IS-95CDMA和CDMA20001x的功率控制速度分别是多少？（提示：均为800Hz或1.25ms/次）第5章47、IMT-2000无线接口的三大主流标准是什么？（WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA）其中的“2000”表示哪三个含意？48、3G的数据传输能力须达到什么标准？（提示：3G的无线传输技术满足三种传输速率，即室外车载环境下为144kbps，室外步行环境下为384kbps，室内环境下为2Mbps）3G的国际标准化组织是什么？三大标准又分别属于什么标准化组织？（第2问提示：ITU；第3问提示：WCDMATD-SCDMA属于3GPP而CDMA2000属于3GPP2）49、对照WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA空中接口参数，有何异同点？（提示：熟记P124页表5-2，不一定全考，但可能抽取其中一部分内容来考）50、在我国，3G频谱的划分情况如何？FDD和TDD两种系统各占多宽的频谱？P12551、WCDMA的主要特点是什么？画出WCDMA系统的基本结构，并画出其UTRAN结构，说明WCDMA网络各部分组成和功能，列出其主要接口，并说明接口连接的功能实体。P127-129（说明，核心网只需分为CS域和PS域即可）（重点题）52、在WCDMA系统中，DPDCH和DPCCH在上行和下行链路中复用方式有何不同？（提示：上行采用码分复用，下行采用时分复用）53、WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA的功率控制速度分别是多少？（第1问提示：分别为1500Hz、8000Hz、2000Hz）为什么TD-SCDMA的最低？（第2问提示：TD-SCDMA采用了智能天线、联合检测技术，能抗干扰，故对功率控制要求有所降低）54、WCDMA标准的核心网共有多少个版本？说明各版本的主要特征（P141-144，提示，用5句话左右总结即可）55、WCDMA的RLC实体共有哪3类类型？参考答案：共有3种RLC实体类型：透明模式（Tr）、确认模式（AM）和非确认模式（UM）。56、WCDMA小区搜索（即同步）进程分为哪3个步骤？P13757、WCDMA系统中，RA、LA和URA分别代表什么含意？用图示的方法表示三者的关系。P144-14558、CDMA2000系统如何演进？现共有多少版本？CDMA20001xEV-DO和CDMA20001xEV-DV分别表示什么含意？CDMA2000和WCDMA的演进方式有何不同？P150-151（最后一问提示：WCDMA采用整体演进，CDMA2000采用各模块分别演进）59、什么是SIP和MIP？两者有何不同？P153-15459、什么是速率控制？和功率控制相比，各自具有什么样的优缺点？阐述速率控制在CDMA2000中的使用情况。P15560、画出4～16阶变长正交Walsh码（即OVSF码）的码树，说明在取码过程中的原则。P134（提示：书上只画出了8阶，可继续到16阶）61、TD-SCDMA系统的特点是什么？有何优缺点？P166-167（重点题）62、TD-SCDMA系统的关键技术有哪些？其中哪一项技术是其他技术的基础？（重点题）参考答案：TD-SCDMA系统有6大关键技术：智能天线技术、联合检测技术、动态信道分配技术、接力切换技术、功率控制技术和上行同步技术，其他5项技术都要与智能天线技术联合应用才能发挥出最大效果，故智能天线技术是基础。63、TD-SCDMA帧结构如何设置？为什么要采用这种方式？其突发结构如下图所示，试述这样安排是基于什么样的考虑？如果要传输物理层控制信令，应放置在突发结构的什么位置？说出你的理由。352chip352chip数据符号352chip数据符号144chip中间码16chipGP864×TcP170-171（重点题）64、什么是接力切换？有什么特点？接力切换过程包括哪4个步骤？P176-177（重点题）65、从服务质量QoS来分，3GPP提出了哪4类业务区分方式？（会话类、流媒体、交互类和后台类）66、多媒体数据在3GPP和3GPP2中分别由什么域处理？（提示：IMS域和MMD域）67、3G系统的安全架构分为哪几个层面？又分为哪几个特征组？P179-180第8章68、在移动通信中，为什么要进行网络规划、设计与优化？它们之间又是如何分工的？参考答案：移动通信系统是一个复杂的系统工程，其规划、设计与优化过程对它来说非常重要。在工程上，规划是指为了达到预定目标而事先提出的一套系统的有根据的设想和做法，它是一种总体设想和粗略设计；设计是指在规划的基础上，为满足实际工程目标而采取的具体方案；优化是指在系统或工程已实际建成的情况下，根据实际需求调整部分系统参数或修正小部分设计方案，来提高系统性能。这三者之间分工不同，但具体的界限又不能严格区分，比如规划与设计只是系统设计的不同阶段，可以不区分它们；在设计的过程中也可以根据调研、前期测试的结果，调整部分设计方案，称为“小优化”，而将系统完成之后的优化称为“大优化”，也就是前面提到的传统意义上的优化，当然大优化的过程中也包含了局部设计的理念。）69、在移动通信无线规划设计中，分别从哪三个角度进行规划设计？TDMA技术系