2010级《移动通信技术》复习提纲

2010级《移动通信技术》复习提纲第1章概论1.什么叫移动通信？通信的双方至少有一方处于移动状态下进行信息传输和交换的通信就叫做移动通信。换句话说，移动通信解决因为人的移动而产生的动中通问题。2.移动通信有哪些主要特点？1.移动通信必须利用无线电波进行信息传输。2.移动通信是在复杂的干扰环境中运行的。3.移动通信可以利用的频谱资源非常有限，而移动通信业务量的需求却与日俱增4.移动通信系统的网络结构多种多样，网络管理和控制必须有效。5.移动通信设备（主要是移动台）必须适于在移动环境中使用。3.移动通信系统的分类：按工作方式可分为同频单工、异频单工、异频双工和半双工；按多址方式可分为频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）4.常见的移动通信系统有哪几种类型？蜂窝移动通信系统无绳电话系统/集群移动通信系统/移动卫星通信系统/分组无线网/GPRS通信系统/N-CDMA系统/第三代移动通信移动通信包括哪些基本技术?各项技术的主要作用是什么?调制技术/移动信道中电波传播特性的研究/多址方式/抗干扰措施/组网技术第2章 移动信道1.什么是信道？根据信道特性参数随外界各种因数的影响而变化的快慢，信道由可分为哪两种类型，移动通信信道属于哪种类型？移动通信信道有哪些基本特征?简述移动通信信道存在的3类损耗和4种效应。信道是指以传输媒质为基础的信号通道。信道可以分为狭义信道和广义信道。广义信道。①带宽有限；②干扰和噪声影响大；③存在着多径衰落。1）路径传播损耗：一般称为衰耗，是指电波在空间传播所产生的损耗，它反映出传播在宏观大范围（千米量级）的空间距离上的接收信号电平平均值的变化趋势。2）慢衰落损耗：它主要是指电波在传播路径上受到建筑物等的阻挡所产生的阴影效应而导致的损耗，它反映出在中等范围（数百波长量级）的空间距离上的接收信号电平平均值起伏变化的3）快衰落损耗：它是反映微观小范围（数十波长量级）的空间距离上的接收信号电平平均值的变化趋势。1）阴影效应：由于大型建筑物或其他物体的阻挡，在电波传播的接收区域中产生传播半盲区，类似于太阳光受阻挡后产生的阴影。2）远近效应：由于接收用户的随机移动性，移动用户与基站之间的距离也在随机变化，若各移动用户发射信号的功率一样，那么到达基站时信号的强弱将不同，离基站近者信号强，离基站远者信号弱。通信系统中非线性将进一步加重信号强弱的不平衡性，甚至出现以强压弱的现象，并使弱者（离基站较远的用户）掉线，通常称这一现象为远近效应。3）多径效应：由于接收者所处的地理环境的复杂性，使得接收到的信号不仅有直射波的主径信号，还有从不同建筑物反射及绕射过来的多条不同路径的信号，而且它们到达时的信号强度、到达时间及到达时的载波相位都不一样，所接收到的信号是上述各路经信号的矢量和，各路经信号之间可能会产生自干扰，称这类自干扰为多径效应。2.简述移动信道中电波传播的方式和特点。哪种电波的传播可按自由空间传播来考虑。地面波传播（绕射）●天波传播（折射和反射）●视距波传播（直射）●散射传播●地面反射波；中、长波信号可以以地波形式绕射传播很远，并且比较稳定，多用于远距离通信和导航。短波信号沿地面传播的距离很近，远距离传播主要靠电离层，用于广播、通信。超短波及更高频率的无限电波主要沿空间直线传播，用于通信、中继与卫星通信、雷达广播电视等。在现实环境中，电波传播总要受到传播介质或障碍物的影响，受影响的程度因具体传播环境不同而不同。如果传播介质与障碍物对电波传播影响的程度小到可以忽略，则这种条件下的电波传播可认为是自由空间传播。3.自由空间电波的传播损耗：自由空间电波传播损耗与信号频率、传播距离的关系。Lfs与收、发天线增益无关，仅与频率和距离有关。(上式为lg不是201)4.电波在大气中传播产生折射的原因是什么，什么情况下有利于电波的传播，什么情况下不利于电波的传播？地球等效半径。当一束电波通过折射率随高度变化的大气层时，由于不同高度上的电波传播速度不同，从而使电波射束发生弯曲，弯曲的方向和程度取决于大气折射率的垂直梯度dn/dh。这种由大气折射率引起电波传播方向发生弯曲的现象，称为大气对电波的折射。正折射：大气折射率随着高度的增加而减少，电波传播向下弯曲。即电波射束朝向地球方向弯曲，直射距离增长，绕射损耗减小。负折射：大气折射率随着高度的增加而增加，电波传播向上弯曲。即电波射束背向地球方向弯曲，直射距离缩短，绕射损耗增大。大气折射对电波传播的影响，在工程上通常用“地球等效半径”来表征，即认为电波依然按直线方向行进，只是地球的实际半径变成了等效半径R5.什么是绕射损耗？什么是菲涅尔余隙？第一菲涅尔半径与绕射损耗的关系。电波的直射路径上存在各种障碍物，由障碍物引起的附加损耗称为绕射损耗。障碍物定顶点P到发射端与接受端的连线TR的距离x，称为菲涅尔余隙。第一菲涅尔半径越大，绕射损耗就越小6.什么是信号局部中值？信号的局部中值，其含义是在局部时间中，信号电平大于或小于它的时间各为50%。什么是衰落、快衰落和慢衰落。由于移动台的不断运动，电波传播路径上的地形、地物的不断变化的，因而局部中值也是变化的。这种变化所造成的衰落比多径效应所引起的快衰落要慢得多，所以称作慢衰落。慢衰落又可以看成是短期信号中值电平在长期中的起伏。快衰落又可以看成是瞬时信号电平在短期中的起伏。8.多普勒频移。移动台在运动中通信时，接收信号频率会发生变化，称为多普勒效应。由此引起的附加频移称为多普勒频移。9.多径衰落服从什么分布，慢衰落服从什么分布？多径衰落的信号包络服从瑞利分布/莱斯分布两种。;慢衰落服从正态分布(高斯分布）10.什么是多径时散？时延扩展的大小可以直观地理解为在一串接收脉冲中，最大传输时延和最小传输时延的差值，记为△。△表示多径时散散布的程度。△的大小与时延扩展的关系。时延扩展的影响的两大主要影响。11.什么是相关带宽？相关带宽的表达式。由于相关带宽的存在对输入信号带宽的要求。工程上相关带宽的估算公式。两衰落信号相关时的频率间隔就是相关带宽/估算公式：B=为时延12.地物（或地区）分类。不同地物环境其传播条件不同，按照地物的密集程度不同可分为哪三类地区？1）开阔地区2）郊区3）中小城市地区4）大城市地区13.地形的分类与定义。实际地形从电波传播的角度考虑，可分为哪两大类？各种地形地物的传播损耗计算原则。中等起伏（准平坦）地形和不规则地形。某移动通信系统，工作频率为450MHz，基站天线高度为70m，移动台天线高度为1.5m，在市区工作，传播路径为准平坦地形，通信距离为20km，求传播路径的中值路径损耗。解：自由空间的传播损耗为Lbs=32.45+20lgd+20lgf=111.5（dB）考虑到工作在准平坦地形的市区环境，由图2-27查得dBdBLb=111.5+30.5-（-10）-（-3）=155dB第3章调制技术1调制解调技术研究的主要内容有哪些？2.调制的目的、调制的主要功能和调制技术的分类调制的目的是把要传输的模拟信号或数字信号变换成适合信道传输的信号。载荷信息、搬移频谱/抗干扰特性/频谱有效性调制信号的峰平比。调制可分为模拟调制（或连续调制）和数字调制第4章 抗信道衰落技术1.为了提高移动通信系统的性能，分集技术、均衡和信道编码这三种技术被用来改进接收信号质量。分集技术、均衡和信道编码的作用。分集接收：是用来补偿衰落信道损耗的；均衡：是用来补偿时分信道中由于多径效应而产生的码间干扰的；信道编码：是通过发送信息时加入冗余的数据位来改善链路的性能的。2.均衡。均衡技术分为两类，线性均衡和非线性均衡。这两类均衡技术的差别。在GSM系统中采用自适应均衡技术解决时间色散问题。这两类均衡技术的差别主要在于均衡器的输出被用于反馈控制的方法。3.分集接收。分集接收的两重含义。分集接收的必要条件。分集接收的充分条件。“分”：空间、频率和时间，即分散传输。“集”：信号的合并方式，即集中处理。分集接收的必要条件是在接收端必须能够接收到承载同一信息的且在统计上相互独立（或近似独立）的若干不同的样值信号。分集接收的充分条件是如何将可获得的含有同一信息但是统计上独立的不同样值加以有效且可靠的利用。4.什么是宏分集，什么是微分集？微分集是怎样细分的？宏分集把多个基站设置在不同的地理位置上（如蜂窝小区的对角上）和在不同方向上，同时和小区内的一个移动台进行通信（可以选用其中信号最好的一个基站进行通信）“微分集”是一种减小快衰落影响的分集技术，在各种无线通信系统中都经常使用。理论和实践都表明，在空间、频率、化、场分量、角度及时间等方面分离的无线信号，都呈现互相独立的衰落特性1.空间分集2.极化分集3.角度分集4.频率分集5.时间分集6.场分量分集5.根据在接收端使用合并技术的位置不同，可以把合并技术分为哪两类？分为检测前（Predetection）合并技术和检测后（Postdetection）合并技术。6.分集接收对信噪比的改善程度。信噪比和信纳比。每增加一条分集支路，它对输出信噪比的贡献仅为总分集支路数的倒数倍。7.交织器的作用。交织器的作用是将源比特分散到不同的时间段中，以便在出现深衰落或突发干扰时，来自源比特中某一块最重要的码位不会被同时扰乱。源比特被分开后，还可以利用差错控制编码（又称为信道编码）来减弱信道干扰对源比特的影响。第5章语音编码1.语音编码。语音编码是将模拟语音信号转换为数字语音信号，以便在数字信道中传输。2.语音编码技术三种类型。语音编码技术可以分为波形编码、参量编码和混合编码等。3.三种语音编码的特点。波形编码是将时间域信号直接变换为数字代码，即在时域上对模拟话音的电压波形按一定的速率抽样，再将幅度量化，对每个量化点用代码表示。目标是尽可能精确地再现原来语音波形。波形编码能提供很好的话音质量，但编码信号的速率较高，一般应用在信号带宽要求不高的通信中。参量编码将信源信号在频率域或其他正交变换域中提取特征参量，并将其变换为数字代码进行传输。混合编码语音信号中既包括若干语音特征参量又包括部分波形编码信息混合编码是适合于在数字移动通信中采用的第6章组网技术基础 1.什么是噪声，噪声的分类方法。所谓噪声可理解为它是通信系统中对信号有影响的所有干扰的集合。内部噪声/外部噪声2.什么是加性噪声，什么是乘性噪声？所谓加性噪声指的是这类噪声和在信道内传输的信号存在着相加的关系，并且与信道内有无信号无关它是独立存在的。所谓乘性噪声是指依赖于与信号存在的，当信道内没有信号时它也随之消失。3.移动信道中主要存在哪些噪声，哪种噪声影响比较大？4.什么是邻道干扰？。一般可分为：①内部噪声；②自然噪声；③人为噪声。移动信道中，外部噪声（亦称环境噪声）影响较大。5.落入邻道接收机的调制边带功率计算方法。若已知调频电台的频偏为Δf,则调频指数β=Δf/Fm就可确定，由式(6-3)求出nL后，就能求出边频分量的幅度JnL(β)，以及JnL+1(β)、JnL+2(β)等等，从而求出落入邻道的调制边带功率与载波功率之比值。若已知发射机功率，则能求得落入邻道的边带功率。（本题略繁杂可能不考，参照书上例子）6.什么是同频道干扰？在移动通信系统中，为了提高频率利用率，在相隔一定距离后，要重复使用相同的频道，这种方法称为同频道再用。同频道再用可能会引发同频道干扰。同频道再用距离越近，同频道干扰就越大；再用距离越远，同频道干扰就越小，但频率利用率就会降低。7.什么是射频防护比？为了保证接收质量,接收机输入端有用信号电平与同频道干扰电平之比要大于某个数值,该数值称为射频防护比8.同频道再用距离是怎样计算的？小区半径/r=s/i为射频比（）（此题多半要考）9.为什么采用多址方式?常规的三种多址方式定义?解决多个用户如何高效共享一个物理链路资源的技术。频分多址/时分多址/码分多址10.什么是小区制，小区制的优点？当用户数很多时，话务量相应增大，需要提供很多频道才能满足通话要求。为了加大服务面积，从频率复用的观点出发，可以将整个服务区划分成若干个半径为2～20km的小区域，每个小区域中设置基站，负责小区内移动用户的无线通信，这种方式称为小区制。可以提高频率利用率/具有组网的灵活性11.蜂窝网中区群的定义；蜂窝的分类：宏蜂窝（Macro-cell）、2～20km、微蜂窝（Micro-cell）：0.4～2km、皮蜂窝（Pico-cell）：<400m、分层蜂窝（由多种蜂窝组成）、多维小区；什么是频率服用?对频率复用的要求；区群内小区数计算公式N=；同频小区中心距离计算公式；D=（小区数N辐射半径r）中心激励和顶点激励和小区分裂概念。在每个小区中，基站可以设在小区的中央，用全向天线形成圆形覆盖区，这就是所谓的“中心激励”方式。也可以将基站设计在每个小区六边形的三个顶点上，每个基站采用3副扇形辐射的定向天线，分别覆盖3相邻小区的各三分之一区域，每个小区由3副扇形天线共同覆盖，这就是所谓的“顶点激励”方式12.什么是越区切换?越区切换的准则？简述移动台辅助的越区切换策略；越区切换时的信道分配。越区(过区)切换(Handover或Handoff)是指将当前正在进行的移动台与基站之间的通信链路从当前基站转移到另一个基站的过程。该过程也称为自动链路转移ALT准则1：相对信号强度准则准则2：具有门限规定的相对信号强度准则准则3：具有滞后余量的相对信号强度准则准则4：具有滞后余量和门限规定的相对信号强度准则13.位置登记和更新。位置更新包括三个方面的内容：（1）移动台的位置登记；（2）当一个移动台从一个位置进入一个新的位置区域时，移动系统所进行的通常意义下的位置更新；（3）在一个特定时间内，网络与移动台没有发生联系时，移动台自动地、周期（以网络在广播信道发给移动台的特定时间为周期）与网络去的联系，核对数据。①基于时间的位置更新策略②基于运动的位置更新策略③基于距离的位置更新策略第8章数字蜂窝移动通信系统（GSM系统部分）1.GSM系统与模拟蜂窝网比较有哪些优点？系统的容量至少是AMPS的10倍；（2）通信质量等于或优于现有AMPS系统；3）易于过渡并和现有模拟系统兼容（双模式）；4）较低的成本；5）蜂窝开发网络结构（CONA）2.GSM系统采用的是什么多址方式?TDMA3.GSM系统的语音采用的是什么编码？采用声码器和波形编码器的混合物---混合编码器4.GSM系统每一频点（频道或叫载频TRX）上可分成多少个时隙？85.GSM系统采用的是什么调制方式?GMSK调制方式6.GSM系统是由哪三大部分组成的，各部分的功能是什么？由交换网路子系统NSS）完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。、无线基站子系统(BSS)负责完成无线发送接收和无线资源管理等功能和移动台（MS）完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。三大部分组成。7.GSM系统有哪三个数据库？原籍用户位置寄存器（HLR）访问用户位置寄存器（VLR）移动设备识别寄存器（EIR）8.GSM系统的关键技术有哪些？1）工作频段的分（2）时分多址技术（TDMA）（3）时分多址(TDMA)帧结构（4）空间分集（5）时间色散和均衡6）基站与移动台间的时间调整（7话音编码（8）信道编码（9交织技术（10）跳频技术11保密措施9.TDMA系统的主要特性。每载频多路/突发脉冲序列传输/传输速率高，自适应均衡/传输开销大/对于新技术是开放的/共享设备的成本低/移动台较复杂10.GSM系统主要采用什么分集接收技术？空间分集11.基站与移动台间的时间调整。在呼叫进行期间，必须监视呼叫到达基站的时间，并由系统向移动台发送指令，随着移动台离开基站的距离，逐步指示移动台提前发送的时间，这就是时间的调整12.在GSM系统中采用什么技术解决时间色散问题？在GSM系统中采用自适应均衡技术解决时间色散问题13.在GSM中采用跳频技术的主要目的是什么？改善衰落，处于多径环境中的漫速移动的移动台，通过采用跳频技术，大大改善移动台的通信质量，相当于频率分集。14.GSM系统的结构及组成。15.GSM主要网络接口的功能。GSM系统的主要接口是指A接口（A接口定义为交换网络子系统(NSS)与基站子系统(BSS)之间的通信接口）、Abis接口（Abis接口定义为基站子系统的基站控制器(BSC)与基站收发信机两个功能实体之间的通信接口）和Um接口（Um接口(空中接口)定义为移动台(MS)与基站收发信机(BTS)之间的无线通信接口，它是GSM系统中最重要、最复杂的接口。）第8章数字蜂窝移动通信系统（CDMA系统部分）1.说明CDMA蜂窝系统能比TDMA蜂窝系统获得更大通信容量的原因：软容量2.什么是软容量和软切换?CDMA蜂窝系统的全部用户共享一个无线信道，用户信号的区分只靠所用码型的不同，因此当蜂窝系统的负荷满载时，另外增加少数用户，只会引起话音质量的轻微下降（或者说信干比稍微降低），而不会出现阻塞现象。先连接，再断开称之为软切换3.什么是功率控制?说明CDMA蜂窝系统中为什么采用功率控制?对功率控制的要求是什么?功率控制技术是CDMA系统的核心技术。CDMA系统是一个自扰系统，所有移动用户都占用相同带宽和频率，“远近效用”问题特别突出。CDMA功率控制的目的就是克服“远近效用”，使系统既能维护高质量通信，又不对其他用户产生干扰。采用功率控制的原因：系统中存在“远近效应”4.IS-95A是什么标准？IS-95A是1995年美国TIA正式颁布的窄带CDMA（N-CDMA)）标准。5.W-CDMA是什么标准？SCSMobilcom公司提出的一种宽带码分多址蜂窝通信系统。6.CDMA系统的基本原理。CDMA给每一用户分配一个惟一的码序列（扩频码），并用它对承载信息的信号进行编码。知道该码序列用户的接收机对收到的信号进行解码，并恢复出原始数据。7.CDMA是以什么技术为基础的？CDMA是以扩频技术为基础的。8.适用于码分多址蜂窝通信系统的扩频技术。9.CDMA用什么码来区分信道？PN10.CDMA采用的关键技术。功率控制技术PN码技术RAKE接收技术软切换技术语音编码技术11.CDMA的特点。频率规划简单/建网成本低/“绿色手机”/多种形式分集第9章第三代移动通信系统1.移动通信的理想目标。我们的未来将是一个无线的世界。我们在任何时候，任何地方，可以和世界上任何人进行通信，可以获得你想要的任何信息。2.第三代移动通信的主流标准。三大技术标准中WCDMA和CDMA2000都采用的是FDD模式，只有TD-SCDMA采用的是TDD模式3.第三