無線通信復(fù)習(xí)整理

1、填空部分：1.1、2、3G通信系統(tǒng)的主要特征，雙工方式，多址方式，語音信號速率1G（模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)）是采用了模擬技術(shù)、模擬電路。技術(shù)界遇到的實際限制：在蜂窩很小時，難以切換，基站的選擇和信號的控制變得越來越復(fù)雜、困難，且投資昂貴；而且不同地區(qū)采用的不同標(biāo)準(zhǔn)使得用戶不能實現(xiàn)全球漫游。FDMA/FDD系統(tǒng)。2G（數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)）是采用了數(shù)字技術(shù)、數(shù)字處理電路SIM卡，手機體積小質(zhì)量輕，系統(tǒng)容量大。2G的標(biāo)準(zhǔn)主要有歐洲的GSM、日本的JDC和美國的IS-136及IS-95。仍然不能實現(xiàn)全球漫游。FDMA/TDD及TDMA/FDD系統(tǒng)。3G（微系統(tǒng)）是采用了智能處理技術(shù)、微處理單元，支持多

2、媒體業(yè)務(wù)，系統(tǒng)容量大。標(biāo)準(zhǔn)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系統(tǒng)里面的，因為CDMA系統(tǒng)容量受限于系統(tǒng)內(nèi)移動臺的相互干擾，如果每個移動臺到基站均為所需信噪比的最小值，則系統(tǒng)容量就會達(dá)到最大值。功率控制分為：反向鏈路（從用戶到基站）和前向鏈路（從基站到用戶）。反向主要解決遠(yuǎn)近效應(yīng)，而前向主要解決同頻干擾問題。3.信道分配信道分配原則是有效利用無線頻譜，增加系統(tǒng)容量和最小化干擾。分配策略有：固定分配和動態(tài)分配兩種。動態(tài)分配可以解決負(fù)載不均衡的問題。4.衰落信道的3種表現(xiàn)：陰影衰落、多徑、損耗。小

3、尺度衰落的原因：多徑。短時間或短的傳輸距離內(nèi)，信號幅度、相位或多徑時延的快速變化。小尺度衰落：平坦衰落、頻率選擇性衰落、快衰落、慢衰落。平坦衰落：信號的帶寬較窄，小于心信道的相干帶寬，信號頻帶內(nèi)受衰落影響是一致的，這樣的衰落叫平坦衰落。延遲擴(kuò)展比符號周期小。頻率選擇性衰落：信號帶寬大于信道帶寬，信號延遲擴(kuò)展大于符號周期?？焖ヂ洌捍蠖嗥绽疹l移，信道相干時間（TD-SCDMA每個chip為時間長度為0.78us，也就是碼片之間的相干時間是0.78us）小于符號周期，信道變化快于基帶信號的變化。慢衰落：小多普勒頻移，信道相干時間大于符號周期，信道變化慢于信號變化。5.交織交織可以在不附加額外開銷的條

4、件下獲得時間分集，其作用是將信源比特分散到不同的時間段中，避免在深衰落或突發(fā)干擾時信源比特中重要的碼位不會同時被干擾。就是在進(jìn)行信道編碼之前打亂信源比特的順序。交織器有分組結(jié)構(gòu)和卷積結(jié)構(gòu)。6.均衡器均衡器分為線性和非線性均衡器。它們的區(qū)別在于：自適應(yīng)均衡器的輸出被用于反饋控制的方法。均衡器實際上是傳輸信道的反向濾波器。線性均衡器可以用格形濾波器實現(xiàn)（特點是數(shù)值穩(wěn)定性好、收斂速度更快），也可以用FIR濾波器實現(xiàn)（橫向濾波器）。非線性均衡器用到了判決反饋，為了獲得信道信息要首先發(fā)送一些前導(dǎo)碼來訓(xùn)練接收機。主要算法有：迫零算法、最小二乘法、最小均方根法等。7.分集分集可以提高無線鏈路質(zhì)量。（接收端有

5、選擇分集和最大比合并。）頻率分集：用不同的頻率發(fā)射和接收信號。將同一數(shù)據(jù)用兩個頻率發(fā)射出去，頻率的間隔要大于信道的相干帶寬。空間分集：在不同的位置發(fā)射和接收信號。發(fā)端采用一副發(fā)射天線，接收端采用多副天線接收，天線收到的信號相互獨立。時間分集：在不同的時間發(fā)射和接收信號。將數(shù)據(jù)重復(fù)發(fā)送M次，間隔要超過信道的相干時間。RACK接收機就是。極化分集：用不同的極化方式發(fā)射或接收信號。在發(fā)端同一地點分別裝上垂直極化天線和水平極化天線，接收端也一樣，這樣就可以得到兩路衰落特性不相關(guān)的信號。多用戶分集：將所有發(fā)送和接收看作一個整體才處理，不是消除信道之間的衰落而是利用信道衰落特性，即信道的隨機波動性來獲得增

6、益。8.A/D轉(zhuǎn)換步驟：抽樣、量化、編碼。誤差的出現(xiàn)是在量化。9.多用戶通信的兩種方式：廣播（一對多）、多址接入（多對一）10.語音評估分為五個等級。5為最高等級，這個層次表達(dá)清晰；最差為1，幾乎聽不懂任何東東。11.無線網(wǎng)絡(luò)中路由選擇常用的路由選擇機制：面向連接和虛連接。電路交換是面向連接的。一旦通話建立，則語音信道網(wǎng)絡(luò)資源將被獨占。分組交換是虛連接方式。資源不獨占。應(yīng)用有：IP電話，手機流量。X.25協(xié)議：設(shè)計OSI模型的下三層，也就是網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層、物理層。名詞解釋部分：1.無線通信的目標(biāo)：實現(xiàn)任何人在任何時間任何地點同其他人的語音、信息、多媒體等的通信。2.前向信道和反向信道：（信道是

7、通信中信息傳輸?shù)耐ǖ?，是邏輯上的，一條鏈路包括很多很多信道），前向信道是指基站到移動臺的信道，反向信道是移動臺到基站的信道。前向信道由如下幾個信道組成：導(dǎo)頻信道、同步信道、尋呼信道和前向業(yè)務(wù)信道。反向信道組成：接入信道和反向業(yè)務(wù)信道。3.上行鏈路和下行鏈路：（鏈路是指各種物理傳輸介質(zhì)從信源到信宿之間連接起來的通信線路），上行鏈路是移動臺到基站，下行鏈路是基站到移動臺。4.TDD/FDD： TDD時分雙工，是按時間來區(qū)分上行和下行信道，采用是的同一頻率。FDD頻分雙工，是按頻率來區(qū)分上下行信道。5.駐留時間：一個呼叫可以在小區(qū)中維持而不切換的時間。6.切換：蜂窩系統(tǒng)的重要功能。一個移動臺從一個小

8、區(qū)進(jìn)入到另外一個小區(qū)，由MSC傳輸該呼叫到新基站的一個新的信道上，同時保證通話持續(xù)進(jìn)行。7.漫游：當(dāng)移動用戶離開號碼注冊地區(qū)，進(jìn)入到其他地區(qū)繼續(xù)使用移動電話。8.移動臺：移動臺是移動通信網(wǎng)中移動用戶使用的設(shè)備，可以分為車載型、便攜型和手持型。其中手持型俗稱“手機”。9.TDMA：用脈沖調(diào)制的方法使不同信號占據(jù)不同的時間區(qū)間；FDMA：用頻譜搬移的方法使不同信號占據(jù)不同的頻率范圍；CDMA：用正交的脈沖序列分別攜帶不同信號。10.單工系統(tǒng)：數(shù)據(jù)只能按照一個方向傳輸?shù)南到y(tǒng)。11.絕對帶寬：絕對帶寬為f2-f1. 在正頻率軸上f1<f<f2的頻率范圍以外，振幅頻譜為0。3dB帶寬（或半功

9、率帶寬）為f2-f1. 這里在f1<f<f2的頻率范圍內(nèi)，振幅頻譜|H(f)|的值大于|H(f)|最大值的1/1.414倍。零點帶寬（過零點帶寬）12.均衡器：均衡器是用來消除由于多徑效應(yīng)引起的碼間干擾的濾波器。13.衰落平坦衰落：信號的帶寬較窄，小于心信道的相干帶寬，符號周期大于信號時延擴(kuò)展，信號頻帶內(nèi)受衰落影響是一致的，這樣的衰落叫平坦衰落。延遲擴(kuò)展比符號周期小。頻率選擇性衰落：信號頻帶大于信道相干帶寬，符號周期小于信號的時延擴(kuò)展，信號頻帶內(nèi)受衰落影響不一致，這樣的衰落叫頻率選擇性衰落。14.簇：使用了全部帶寬的一個區(qū)域，包含了若干個小區(qū)。15.交織：將信源比特分散到不同的時間

10、段中，避免在深衰落或突發(fā)干擾時信源比特中重要的碼位不會同時被干擾。就是在進(jìn)行信道編碼之前打亂信源比特的順序。問答部分：1.均衡器畫圖：線性均衡器、非線性均衡器（帶反饋的線性均衡器）1z-1kNy+1*Nc-11kNy+-1z-ky1z-21kNy+1z-2kNy-1*1Nc-+*0c2*1Nc-2*Nckdkdoutputinput2.CDMA頻段：上行 869894MHZ，下行824849MHZ，IS-95 PCS頻段：18002000MHz; 信道數(shù)：64（碼分信道）/每一載頻；每一小區(qū)可分為3個扇形區(qū)，可共用一個載頻；每一網(wǎng)絡(luò)分為9個載頻，其中收發(fā)各占12.5MHZ，共占25MHZ頻段

11、；調(diào)制方式：基站QPSK，移動臺OQPSK ；擴(kuò)頻方式：DS（直接序列擴(kuò)頻） ；話音編碼：可變速率CELP，最大速率為8kb/s, 最大數(shù)據(jù)速率為9.6kb/s,每幀時間為20ms ；交織：交織間距20ms ；碼片的速率：1.2288Mc/s ；基站識別碼：m序列，周期為215-1；64個正交沃爾什函數(shù)組成64個碼分信道 ；導(dǎo)頻、同步信道：供移動臺作載波和時間同步 ；多徑利用；RAKE接收方式，移動臺為3個，基站為4個 。 CDMA發(fā)射功率很低：因為原來的信號經(jīng)過擴(kuò)頻總能量不變，則每個比特能量就少了。省電+輻射低=綠色手機。抗干擾，抗噪聲能力強；抗多徑干擾，分離并收集所需要信號中不同時延的信號

12、能量，增加接收信噪比；能在低功率譜密度情況下工作，而低的發(fā)射功率有利于移動通信使用者的健康；有一定的保密性能；由于采用相關(guān)接收方式，CDMA通信可以在信噪比很低的情況下工作，其信號具有很強的隱蔽性； 與TDMA和FDMA不同，CDMA是干擾受限系統(tǒng)，減小干擾可以直接增加系統(tǒng)容量，因此，可以利用話音激活、前向糾錯和扇型分區(qū)等技術(shù)提高頻帶利用率； 在CDMA蜂窩系統(tǒng)中，相鄰小區(qū)使用相同的頻率，所以它可以實現(xiàn)宏分集和進(jìn)行軟切換。3.多普勒4.多徑效應(yīng)多徑：信號經(jīng)過不同的路徑到達(dá)接收天線。多徑會引起信號的延遲和衰落造成碼間串?dāng)_（ISI）。5.擴(kuò)頻通信系統(tǒng)擴(kuò)頻通信用偽隨機編碼把基帶信號的頻譜進(jìn)行擴(kuò)展，形

13、成相當(dāng)帶寬的低功率譜密度信號發(fā)射。使用不同的偽隨機編碼，不同用戶的可以在同一頻率、同一時間工作，相互間影響非常小。擴(kuò)頻通信的主要特征是：使用比發(fā)送的信息速率高的多的偽隨機編碼，擴(kuò)展作為基帶信號的信息數(shù)據(jù)頻譜，成為極低功率譜密度的寬帶信號。CDMA擴(kuò)頻通信的工作方式：直序擴(kuò)頻和調(diào)頻擴(kuò)頻。直序擴(kuò)頻：作為輸入的數(shù)據(jù)信息D經(jīng)過信息調(diào)制編程了帶寬為B1的調(diào)頻信號，再由偽隨機編碼調(diào)制成帶寬為B2的寬帶信號發(fā)射。調(diào)頻擴(kuò)頻：發(fā)射載波頻率受偽隨機編碼發(fā)生器控制，在帶寬為B2的頻帶內(nèi)，隨機跳變，實現(xiàn)基帶信號帶寬B1到發(fā)射信號使用的帶寬B2的頻譜擴(kuò)展。6.頻率跳變技術(shù)受偽隨機編碼發(fā)生器控制的發(fā)射載波頻率生成器，實際

14、是高速數(shù)字控制頻率跳變的頻率合成器。擴(kuò)展頻帶由整個頻率合成器生成的最小頻率間隔和頻率間隔數(shù)目決定。調(diào)頻速度由信號種類、信息數(shù)據(jù)速率、糾錯方法等決定，有高低中速調(diào)頻之分。7.電路交換和分組交換電路交換只適合于語音業(yè)務(wù)或持續(xù)不斷地長時間數(shù)據(jù)傳輸。分組交換則適用于非實時性的，通信量不大的業(yè)務(wù)。分析：圖中數(shù)據(jù)傳輸最快的是LAN（100Mbps）是室內(nèi)靜止?fàn)顟B(tài)。WLan速率在10Mbps可以用于室外靜止。藍(lán)牙技術(shù)適用于室內(nèi)短距離的數(shù)據(jù)傳輸。GSM（移動通信）數(shù)據(jù)速率最低，可以在所有情況下使用。計算部分：1.頻率復(fù)用舉例：總帶寬為33MHz，單向信道帶寬為：25kHz，雙向信道帶寬為：50kHz，可以使用

15、的信道總數(shù)為33000/50= 660，服務(wù)區(qū)域內(nèi)小區(qū)的總數(shù)為49。N = 4, four cells 33MHz bandwidth, total number of channel available per cell =660/4= 165, duplex channel C=(49/4)×660=8084（一個簇中小區(qū)個數(shù)為4，小區(qū)總帶寬33MHz，每個小區(qū)總的信道個數(shù)=660/4= 165,，雙工信道=(49/4)×660=8084）N = 7,seven cells 33MHz bandwidth, total number of channel availab

16、le per cell = 660/7=95, duplex channel C=(49/7)×660=4620（一個簇中小區(qū)個數(shù)為7，小區(qū)總帶寬33MHz，每個小區(qū)總的信道個數(shù)=660/7= 95,，雙工信道=(49/7×660=4620）N = 12, twelve cells 33MHz bandwidth, total number of channel available per cell = 660/12=55, duplex channel C=(49/12)×660=2694（一個簇中小區(qū)個數(shù)為12，小區(qū)總帶寬33MHz，每個小區(qū)總的信道個數(shù)=66

17、0/12= 55,，雙工信道=(49/12)×660=2694）2.同頻干擾和信道容量（1）如果SIR>=18dB， n=4，N為什么數(shù)值最合適？（n=4為路徑損耗）（2）舉例：為保證蜂窩系統(tǒng)前向信道的性能，要求SIR=15dB，那么當(dāng)(a) n=4和 (b) n=3時， N=?,Q=? (a) n=4, 考慮一個7小區(qū)復(fù)用模型。同頻復(fù)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 , 考慮一個7小區(qū)復(fù)用模型。SIR=(1/6)×(4.583)3=16.04=1

18、2.05dB。不滿足最小S/I的要求，要用一個更大的N。下一個可用的N值為12。N=12(I=2, j=2), D/R=6, SIR=(1/6)×(6)3=36=15.56dB>15dB. 3.關(guān)于阻塞的簡單計算話務(wù)量強度 ；H 是通話的平均持續(xù)時間， 是單位時間內(nèi)的平均呼叫請求次數(shù)總的話務(wù)量 ；U是系統(tǒng)中的用戶數(shù)量每個信道的話務(wù)量強度 ； C是雙工信道的總數(shù)例題：在200萬人口的市區(qū)，在一個區(qū)域內(nèi)有三個相互競爭的系統(tǒng)（系統(tǒng)A,B,C）提供蜂窩服務(wù)。系統(tǒng)A中有19個信道的小區(qū)394個，系統(tǒng)B中有57個信道的小區(qū)98個，系統(tǒng)C中有100個信道的小區(qū)49個。阻塞概率為2%，每個用戶

19、每小時平均打2個電話，每個電話的平均持續(xù)時間為3分鐘，求系統(tǒng)多能支持的用戶數(shù)。假設(shè)所有3個系統(tǒng)都已最大容量工作，計算每個系統(tǒng)的市場占有百分比。A中信道總數(shù)：19*394=7486，最大容量工作時可容納用戶：7486*（1-2%）*60/（2*3）=73362.B中信道總數(shù)：57*98=5586，最大容量工作時可容納用戶：5586*（1-2%）*60/（2*3）=54742.C中信道總數(shù)：100*49=4900，最大容量工作時可容納用戶：4900*（1-2%）*60/（2*3）=48020.A的市場占有率：73362/2000000=3.668%B的市場占有率：2.737%C的市場占有率：2.41%4.時域彌散平均時延擴(kuò)展（）；rms時延擴(kuò)展（）舉例：基于下面的功率時延譜，計算RMS時延擴(kuò)展。如