无线通信复习整理.doc

word填空局部：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与IS-95。仍然不能实现全球漫游。FDMA/TDD与TDMA/FDD系统。3G微系统是采用了智能处理技术、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，如此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如此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。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，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，防止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。就是在进展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应控制的方法。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应，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，如此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，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。名词解释局部：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，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展。7.漫游：当移动用户离开注册地区，进入到其他地区继续使用移动。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的频率围，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延扩展，信号频带受衰落影响不一致，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，包含了假如干个小区。15.交织：将信源比特分散到不同的时间段中，防止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。就是在进展信道编码之前打乱信源比特的顺序。问答局部：1.均衡器画图：线性均衡器、非线性均衡器带反应的线性均衡器1z-1kNy+1*Nc-11kNy+-1z-ky1z-21kNy+1z-2kNy-1*1Nc-+*0c2*1Nc-2*Nckdkdoutputinput2.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 ；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，如此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，别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； 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，相邻小区使用一样的频率，所以它可以实现宏分集和进展软切换。3.多普勒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展扩展，形成相当带宽的低功率谱密度信号发射。使用不同的伪随机编码，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，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，有上下中速调频之分。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。分组交换如此适用于非实时性的，通信量不大的业务。分析：图中数据传输最快的是LAN100Mbps是室静止状态。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。计算局部：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为33000/50= 660，服务区域小区的总数为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=8084N = 7,seven cells 33MHz bandwidth, total number of channel available per cell = 660/7=95, duplex channel C=(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=4620N = 12, twelve cells 33MHz bandwidth, total number of channel available per cell = 660/12=55, duplex channel C=(49/12)×660=2694一个簇中小区个数为12，小区总带宽33MHz，每个小区总的信道个数=660/12= 55,，双工信道=(49/12)×660=26942.同频干扰和信道容量1如果SIR>=18dB， n=4，N为什么数值最适宜？n=4为路径损耗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 ；H是通话的平均持续时间， 是单位时间的平均呼叫请求次数总的话务量 ；U是系统中的用户数量每个信道的话务量强度 ； C是双工信道的总数例题：在200万人口的市区，在一个区域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，每个的平均持续时间为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道总数：57*98=5586，最大容量工作时可容纳用户：5586*1-2%*60/2*3=54742.C道总数：100*49=4900，最大容量工作时可容纳用户：4900*1-2%*60/2*3=48020.A的市场占有率：73362/2000000=3.668%B的市场占有率：2.737%C的市场占有率：2.41%4.时域弥散平均时延扩展；rms时延扩展举例：基于下面的功率时延谱，计算RMS时延扩展。如果采用BPSK调制，在没有均衡器的情况下，信道可以传输的最大比特速率是多少？举例：计算平均时延扩展，RMS时延扩展和最大时延扩展 (10dB)。估计信道的50%相干带宽。如果不使用均衡器，该信道是否适合AMPS或者GSM？举例：确定一个适宜的空间采样间隔，来完成一个小尺度传播的测量，假设连续采样在时域上具有高度的相关性。如果fc=1900MHz，v=50m/s，在10m的传输距离，要完成多少次采样?完成这些采样，需要多少时间？假设移动台可以实时完成测量。该信道的多普勒频移BD是多少？5.TDMA效率发射的数据息所占的百分比，不包括为接入模式而提供的系统开销。例题：TDMA/FDD GSM 系统采用25MHz带宽用于前向链路， 并被分成200kHz的无线信道，如果一个无线信道支持8语音用户，并假设没有保护时隙，求 此GSM系统包含的同时用户数。例题：如果GSM使用每帧包含8个时隙的帧结构，并且每一帧包含156.25比特，在信道中数据速率为270.833kbps，求1比特周期，2时隙长，3帧长，4占用一个时隙的用户在两次发射之间必须等待的时间。例题：如果一个标准GSM时隙由6个尾比特，8.25个保护比特，26个训练比特和2组业务码组组成，其中每一个业务码组由58比特组成，求帧效率？上图为三种多址方式的图解。上图为CDMA信号能量低、噪声能量高，但是经过信号自己乘自己之后，信号的能量就大了。传说中的：信号湮没在噪声之中。上图是几种衰落的表示。9 / 9