哈工大移动通信课后作业答案

第一章

1.答：所谓单工通信是指双方电台交替地进行收信和发信。单工通信常用于点到点通信，待机时，单工制工作方式双方设备的接收机均处于接听状态，其中Ａ方需要通话时，先按下“按—讲”开关，关闭接收机，由Ｂ方接收；Ｂ方发话时也将按下“按—讲”开关，关闭接收机，由Ａ方接收，从而实现双向通信。这种工作方式收发信机可以使用同一副天线，而不需要天线共用器，设备简单，功耗小，但操作不方便。在使用过程中，往往会出现通话断续现象。 双工通信是指通信双方，收发信机均同时工作，即任一方讲话时，都可以听到对方的语音，没有“按—讲”开关，双方通话像室内电话通话一样。但是采用这种方式，在使用过程中，不管是否发话，发射机总是工作的，故电能消耗大。

２.答：蜂窝网使用两种双工制式，频分双工（FDD）和时分双工（TDD）。

FDD利用两个不同的频率来区分收发信道。即对于发送和接收两种信号，采用不同频率进行传输。TDD利用同一频率但不同的时间段来区分收发信道。即对于发送和接收两种信号，采用不同的时间（时隙）进行传输。

TDD双工方式的工作特点使TDD具有如下优势： 能够灵活配置频率，使用ＦＤＤ系统不易使用的零散频段； 可以通过调整上下行的时隙转换点，提高下行的时隙比例，能够很好地支持非对称业务； 具有上下行信道一致性，基站的接收和发送可以共用射频单元，降低了设备成本； 接受上下行数据时，不要需要收发隔离器，只需要一个开关即可，降低了设备的复杂度； 具有上下行信道互惠性，能够更好地采用传输预处理技术，能有效地降低移动终端的处理复杂性。

但是，ＴＤＤ双工方式相较于ＦＤＤ，也存在明显的不足： 快衰落对ＴＤＤ系统具有更大的影响，TDD支持用户的移动速率不高，通常只能达到FDD移动台的一半甚至更低； TDD系统收发信道同频，无法借助频率选择性进行干扰隔离，系统内和系统间存在干扰； 需要更复杂的网络规划和优化技术。

3.答：20世纪70年代中期，随着民用移动通信用户数量的增加，业务范围的扩大，有限的频谱供给与可用信道数要求递增之间的矛盾日益尖锐。为了更有效的利用有限的频谱资源，美国贝尔实验室提出了移动通信发展史上具有里程碑式意义的小区制、蜂窝组网理论。 第一代蜂窝移动通信系统：利用蜂窝组网技术提高频率资源利用率，采用蜂窝网络结构，克服大区制容量密度低、活动范围受限的问题。但是它也存在许多缺点：频谱利用率低；通信容量有限；通话质量一般，保密性差；制式太多，标准不一，互不兼容；不能提供非话数据业务，不能提供自动漫游等。

第二代蜂窝移动通信系统：是蜂窝数字移动通信，是原有系统具有数字传输的种种优点，并克服了模拟系统所存在的许多缺陷；话音质量保密性能获得很大的提高，而且可以进行省际省内自动漫游。

第三代蜂窝移动通信系统：第三代是第二代的演进和发展，而不是重新建设一个移动网。在2Ｇ的基础上，３Ｇ增加了强大的多媒体功能，不仅能接收和发送话音、数据信息，而且还能接受和发送静、动态图像及其他数据业务；而且，３Ｇ克服了多径、时延扩展、多址干扰、远近效应、体制问题等技术难题，具有较高的频谱利用率，解决全世界存在的系统容量问题；系统设备价低，业务服务高质、低价，满足个人通信化要求。 第四代蜂窝移动通信系统：４Ｇ是３Ｇ技术的进一步演化，是在传统通信网络和技术的基础上不断提高无线通信的网络效率和功能。同时，它包含的不仅仅是一项技术，而是多种技术的融合。不仅仅包括传统移动通信领域的技术，还包括宽带无线接入领域的新技术及广播电视领域的技术。

４.目前全世界手机用户已达４５亿，移动通信已经基本实现了人与人之间的互联，并正在实现人与互联网的互联。在实现人与互联网的互联以后，人类将迎来人与物。物与物之间互联的物联网时代，一个无所不连的时代即将到来。届时，手机的用途将大大增加，随时、随地，无所不在将成为移动通信的基本特征，手机的引用将取代手机的技术成为移动通信领域的主角，开发手机新用途将是未来竞争的焦点。宽带化、智能化、个性化、媒体化、多功能化、环保化是世界移动通信发展的新趋势。到那时，手机将不仅仅是一个通信工具，它会逐步深入到日常工作和生活中，并改变着人们的工作和生活方式。后４Ｇ时代的移动通信，也将向着“个人通信”的目标大步迈进，使人类彻底摆脱现有通信网的束缚，达到无约束自由通信的最高境界。 第二章

1.解：PT?100W?10mW

5PT(dBm)?10log?PT(mW)??10log10mW?50dBm

5??P100W??20dBW T(dBW)?10log?PT(W)??10log???c????2?PR?dBm??10log???PT??10log???4?fd4?d?????????2????PT????

2????3?1085?10log???4???900?106?100???10mW?????????21.53dBm

2.解：由题意得：

???，cos???1

vf60?103?800?106fd?cos??cos?????1???44.44hz 8?c3600?3?10v3.答：在通信系统中，由于通信地面站天线波束较宽，受地物、地貌和海况等诸多因素的影

响，使接收机收到经折射，反射和直射等几条路径到达的电磁波，这种现象就是多径效应。 时延扩展越大，相关带宽越窄，信道容许传输的不失真频带就越窄；反之越小，相关带宽越宽，信道容许传输的不失真频带就越宽。

4.答：多径延时将会引起脉冲信号的时延扩展，时延扩展将会引起码间串扰，严重影响数字信号的传输质量。

如输入信号的带宽远小于信道相干带宽，则输出信号频谱中。谱分量幅度与相位关系就是确定的（不同时间可以有不同的常数因子）；反之，如输入信号的带宽大于相干带宽，则会引起输出信号的失真，对于数字通信将会引起误码。

时延扩展越大，相关带宽越窄，信道容许传输的不失真频带就越窄；反之越小，相关带宽越宽，信道容许传输的不失真频带就越宽。

5．答：频率选择性衰落是由信道中发送信号的时间色散引起的，信号会因色散而产生符号间干扰。域中接收信号的不同频率会获得不同增益。如果信道具有恒定增益且线性相位响应带宽小于发送信号带宽，则此信道特性会导致接收信号产生频率选择性衰落。产生频率选择性衰落的条件是：BS?BC，TS???

快衰落：当信道的相关时间比发送信号的周期短，且基带信号的带宽BS小于多普勒扩展BD，信道冲激响应在符号周期内变化很快，从而导致信号失真，产生衰落，此衰落为快衰落。信号经历快衰落的条件是：TS?TC，BS?BD。 6.解：LT?Lbs?Am(f,d)?Hb(hb,d)?Hm(hm,f)

Lbs?32.45?20logf?20logd

?32.45?20log400?20log10 ?104.49dB根据已知条件，查表可得：

Am(400MHz,10km)?25dB;

Hb(100m,10km)??4dB; Hm(3m,400MHz)?0dB;

∴LT?104.49?25?(?4)?0?133.49dB 7.解：E(?)?20.01?0?0.1?1?0.1?2?1?5?4.38?s

0.01?0.1?0.1?1

0.01?02?0.1?12?0.1?22?1?52E(?)??21.07?s2

0.01?0.1?0.1?1

???E(?2)?E2(?)?21.07?4.382?1.37?s

∴平均附加时延相干带宽：

??4.38?s，rms时延扩展????1.37?s

BC?1(2???)?1(2???1.37)?116KHz

∴该系统在不使用均衡器的条件下，适合AMPS业务，不适合GSM业务。

8.答：对于移动信道来说，其传输环境比较复杂，和自由空间有很大区别，而无线传播环境决定了电波传播的损耗，路径传播损耗是指无线电波的衰减随着移动台到基站的距离的增大而增大的现象。其特性是衰减随着传播距离的增大而增大，在移动台和基站固定距离处电波能量的变化随着时间的变化最为缓慢。阴影衰落是指当电波在无线传播路径上遇到起伏地形、建筑物、植被等障碍物时，在障碍物的后面形成电波的阴影区，阴影区的电波场强较弱，移动台在运动过程中通过不同障碍物的阴影时，就会导致接收天线场强的变化，从而引起衰落。其特点是衰落与无线电波传播的地形和地物的分布、高度有关。多径衰落的形成是因为平面波以随机相位从不同的方向达到接收天线，并在接收天线上形成矢量合成。它的特性是导致接收信号包络的快速变化。典型的情况为，因为同相叠加和反相叠加，接收包络波长的某些部分能够出现大约30～40dB的变化。其一般服从瑞利衰落或莱斯衰落。用于描述多径衰落的模型有：瑞利分布、莱斯分布和Nakagami-m分布。瑞利分布是最常见的用于描述平坦衰

落信号接收包络或独立多径分量接收统计时变特性的一种分布类型。瑞利衰落信号的均值和中值仅相差0.55dB，采用中值而不是均值容易比较不同的衰落分布，这些不同的分布可能具有变化幅度很大的均值。当存在一个主要的稳定的（非衰落）信号分量时，从不同路径随机到达的多径分量叠加在稳定的主要信号上，反映在包络检测器的输出端，就会在随机多径上附加一个直流分量。主要信号到达接收端时会和许多若多径信号混合，从而形成莱斯分布。但当主要信号减弱到与其他多径信号功率一样时，混合信号包络近似为瑞利分布。当形状因子m较大时，Nakagami-m分布接近于高斯分布。 9.解：PR?1dBm?1.26mW

当d?10m时：

?4???10?5?109??4?df??33?PT???1.26?10?5.53?10W ?PR??8??3?10?c????4???100?5?109??4?df??PT???1.26?10?3?5.53?105W ?PR??8??3?10?c???2222 当d?100m时：

第三章

1.答：语音压缩编码可以分为三类：波形编码、参量编码和混合编码。波形编码将语音信号作为一般的波形信号来处理，力图使重建语音的波形保持原语音信号的波形形状。参量编码利用语音信号中的自然冗余和人类听觉系统的特征来压缩信号，它对语音信号的产生赋以特定的模型，通过对模型参数的提取和编码，力图使重建的语音信号具有尽可能高的自然度和可懂度。混合编码将波形编码和参数编码相结合得到的，以达到波形编码高质量和参数编码低速率的优点。其可以在2.4kbps~16kbps 的较低速率下获得高质量的重建语音。移动通信中主要采用RPE-LPE编码。

2.答：①预处理：即去除直流分量和预加重。②LPC分析：按线性预测编码的原理求预测滤波器的系数。这是按帧处理的，即每20ms为一帧（共160样点），每帧计算一次滤波器的系数。③短时分析滤波：对信号进行短时预测分析，产生短时残差信号。④长时预测：本来经过短时预测求出残差信号d就可以了，但在RPE中是用规则脉冲来代替残差信号的，因此直接用短时预测的残差信号d，未必是最佳效果，故再进行一次长期预测，以去掉其冗余并优化。⑤规则脉冲编码：是用一组位置上和幅度上都优化的脉冲序列来代替残差信号。这种方法计算量要小得多，但结果的话音质量却相当好。 3．解：

①

②红线部分即为所要求路径。

③最有可能的发送信息序列：11011.

4.答：Turbo码由于有反馈的存在，递归卷积码编码器的冲击响应是一个无限序列。由于递归性质，编码器称作递归系统卷积编码器（RSC），由于RSC比一般的非递归卷积码有更大的自由距离，因此有更大的抗干扰能力，误比特率更低。在Turbo码的编码器中，交织器除了抵抗突发错误外，主要是改变码的重量分布，使重量窄带化，并尽量消除低码重字，从而改善Turbo码的性能。另一个影响Turbo码性能的重要因素是交织器的长度N，随着N的增大，Turbo码的性能逐渐提高。Turbo码通过迭代绕过了长码计算复杂的问题，但是这样做的代价就是时延，因为迭代译码必然会产生时延。所以对实时性要求很高的场合，Turbo码应用受到限制。

5.答：移动通信对数字语音编码的要求如下：

①速率较低，纯编码的速率应低于16kb/s。 ②在一定的编码速率下的音质尽可能的高。 ③编码时延要短，控制在几十毫秒以内。

④编码算法要具有较好的抗误扰码性能，计算量小，性能稳定。 ⑤算法复杂度适中，编译码器应便于大规模集成。 6.答：它是一种用码本来作为激励的编码方法。即把残差信号可能出现的各种样值事先存储在存贮器中，这些样值组合按照一定规则排列，存在存储器中，有如字典一样，每一样值组合一地址码故这个存储器称为码本。在收发方各有一个同样的码本。在线性预测时，对于残差信号传输时并不传输它本身，而是先在本方的码本中，检查出这个信号最接近的样值组合的地址码，然后将这个码本的地址码经电路发送到对方。对方有相同的码本，收到这个地址码可从码本中取出这个地址的残差信号来加到滤波器上，就可得到重建的话音。 7.答：一般情况下，码的检纠错能力与最小码距d0的关系为: ①为检测e个错码，要求最小码距d0≥e+1。 ②为纠正t个错码，要求最小码距d0≥2t+1。

③为纠正t个错码，同时检测e个错码，要求最小码距d0=e+t+1。

8.答：编码过程：编码器通常采用卷积码编码，输入的数据比特流u直接输入到编码器1，同时也把这些数据流经过交织器重新排列次序后输入到编码器2.由这两组编码器产生的奇偶校验比较，连同输入的信息比特组成Turbo码编码器输出。在输入端完成一帧数据的编码后，两个编码器被迫回到零状态，此后循环往复。 解码过程：

Step 1：输入信息位、信息位校验位、信息位交织后的校验位。 Step 2: 在第一次迭代时，由于第二分量译码器无输出，所以在第一分量译码器输入全为零的数。 Step 3：将全为零的比特位、信息位和信息位校验位输入第一分量译码器进行译码，输出为信息位的译码结果。 Step 4：将信息位的译码结果进行交织得到信息位译码结果的交织、将信息位进行交织得到信息位的交织结果。 Step 5：将信息位译码结果的交织、信息位的交织和信息位交织后的校验位输入第二分量译码器进行译码。得到信息位交织的译码结果。 Step 6：将信息位交织的译码结果进行解交织和判决，得到译码结果，然后利用编码前

曾添加的CRC 校验位进行校验，如果无错则输出，否则将Step 5得到的信息位交织的译码结果进行解交织送到第一分量译码器的输入端。

Step 7：重复Step 3-6 直至编码正确或迭代次数达到初始设定的次数。（一定信噪比下的误比特率将随着迭代次数的增加而降低，但是在一定的迭代次数之后，译码性能将不再提高。）

9.答：交织原理：假定有一些4比特的消息分组，把4个相继分组中的第1个比特取出，并让这4个第1比特组成一个4比特分组，成为第1帧，对其余的2~4比特也做相同处理然后依次传输第1帧、第2帧?若在传输期间，第2帧丢失，如果没有交织，就会丢失一个信息分组，采用脚趾之后是每个消息分组中的第2比特丢失，再利用信道编码，全部消息分组中的消息仍可恢复。交织的目的是把一个较长的突发差错离散成随机差错，再用纠正随机差错的编码技术消除随机差错。 10.解：相干时间：TC?10ms，

符号周期:TS?1 则交织深度：d?RSTC?1TS50?103?2?105s,

(2?10?5)?5?10?10?3?500，

交织时延：ndTS?7?500?2?10?70ms。

11.解：状态序列为：

00 00 10 11 01 10 01 00 10 11 01 10 编码输出： 00 11 01 01 00 10 00 01 01 00

第四章

1

2答：QPSK在其码元交替处的载波相位往往是突变的，当相邻的两个码元同时转换时，会产生180°的载波跃变.OQPSK信号由于同相和正交支路码流在时间上相差半个周期，使得相邻码元间相位变化只能是0°或90°，不会是180°，克服了QPSK信号180°跃变的缺陷。?/4-QPSK是一种相位突跳介于QPSK和OQPSK的QPSK改进方案，它的最大相位跳变是135°。 3编码网格图：

前6比特为：010101 5答：OFDM可以看作是MFSK和另一种多进制数字调制（如MPSK或QAM）的结合：首先，有多个载频，各载频两两相互正交。其次，每个载频都采用多进制传输。高速的数据流经OFDM后被串并变换，分配到多个并行的正交子载波上，同时进行数据传输。假设系统总带宽为B，被分为N各子信道，则每个子信道带宽为B/N，每路数据传输速率为系统总的传信率的1/N，即符号周期变为原来的N倍，远大于信道的最大延迟扩展。所以OFDM系统将宽带信道转化为一系列频率平坦衰落信道减轻了码间干扰。

6答：QPSK优点：具有较高的频谱利用率，较强的抗干扰能力，同时在电路中易于实。

缺点：QPSK信号的相位不连续，在其码元交替处的载波相位往往是突变的，当相邻的两个码元同时转换时，会产生180°的载波变换。

OQPSK优点：由于同相和正交支路码流在时间上相差半个周期，使得相邻码元间相位变化只能是0°或90°，不会是180°，克服了QPSK信号180°跃变的缺陷。OQPSK的包络变化的幅度要比QPSK的小许多，且没有包络零点。由于两个支路符号的错开并不影响他们的功率谱，OQPSK信号的功率谱和QPSK相同，因此有相同的带宽效率。

缺点：信号的动态范围较小。

?/4-QPSK优点：带限?/4-QPSK信号比带限QPSK有更好的恒包络性质。?/4-QPSK具有能够非相干解调的优点，并且在多径衰落信道中比OQPSK性能更好，是适用于数字移动通信系统的调制方式之一。

缺点：其最大相位跳变是135°。恒包络性质不如OQPSK。 在衰落信道中一般用?/4-QPSK。因为在移动环境下，多径衰落使得相干检测变得十分困难，而且往往工作性能比相干检测更差，所以常常希望采用差分检测。在差分检测中，OQPSK的性能比QPSK差。为了兼顾频带效率、包络波动幅度小和采用差分检测，?/4-QPSK是各种性能要求的一种折衷。它有适度的相位跳变信号包络幅度大于OQPSK小于QPSK。 7解：TS内平均能量：Eav?1Mi?1?Ei?M1M??i?1MTS0Si(t)dt

?? ??2

?3Eav??3Eav?M?1?3??4ASK调制的误码率P4???erfc??M??erfc?2??154???M?1??16-QAM调制的误码率PM?1?(1?P4)2将上式带入即可。

8答：为了保持接收载波的同步，在此段时间必须传输信号而不能让其空白，而加入了循环

前缀（CP），用以消除时间弥散信道的影响。只要CP长度大于信道最大时延，就可以完全消除符号间干扰和子载波间干扰。为了保持原信息传输速率不变，信号的抽样速率应提高到原来的1+N/g倍。 9解：4-PSK：dmin?

8-PSK：dmin?2r2?2；?r?1

r2?r2?2r?rcos45??1.852?10log?5.33dB 212；r?1.85

?能量增量?Eg1M10解：Sl?Mi?1?Ei?d2min2?1l(4?1) 3

Sl4l4l?1， Sl?1? ?33

?Sl?1?4Sl

l?2时，即16QAM S?2.5d2min

4PAM 16PAM

S?1.25d2min S?6.57d2min

12????时接收端检测将发生错误。 2MM相位变化 0 11解：???12解： 格雷码 000 001 011 010 110 111 101 100 ?/4 ?/2 3?/4 ? 5?/4 3?/2 7?/4 输出序列：100101001100010

13解：（a）?/4-QPSK的信号空间图：

（b）

（c）编码输出：10101101100111 14（a）内圆半径a?21?3A，外圆半径b?A 22（b）由A2?r2?r2?2r?rcos

?4得

r?1.31A.

A28(8?1.312)?1.72A2

（c）P8PSK?

P8QAM?

A28(4?0.5?4?1.87)?1.18A2

功率增益：10log(1.72/1.18)?1.6dB

（d）有可能，可用格雷码编码。 （e）符号速率为90?3?30Mbit/s

第五章

1答：直接序列扩频原理：直接用具有高码片速率的扩频码序列去扩展数字信号的频谱。在接收端，用相同的扩频码序列将频谱展宽的扩频信号还原为原始信号。 直接序列扩频通信系统的原理图如下：

由信源产生的信息流{an }变换为二进制数字信号的d(t)。d(t)与一个高速率的二进制伪噪声码c(t)相乘，得到复合信号d(t)c(t),这就扩展了传输信号的带宽。频谱扩展后的复合信号d(t)c(t)对载波cos(2?f0t)进行调制，得到射频信号s(t),然后通过发射机和天线送入信道中传输。

在接收端,射频信号经过变频后输出中频信号sm(t),通常sm(t)是N个发射信号和干扰信号及噪声的混合信号。它与本地扩频码cm(t)进行扩频解调，使宽带信号sm(t)变为窄带信号bm(t).bm(t)经信息解调器恢复成原始数字信号{an }。

2答：干扰信号和本地参考伪噪声码相关处理后，其频带被扩展，也就是干扰信号的能量被扩展到整个传输频带内，降低了干扰信号的电平。由于有用信号和本地参考伪噪声码有良好的相关性，再通过相关处理后被压缩到中心频率为fIF、带宽为Bb的频带内，因为相关器后的中频滤波器通频带很窄，通常为Bb=2Rb，所以中频滤波器只输出被基带信号调制的中频信号和落在滤波器通频带内的那部分干扰信号和噪声，而绝大部分的干扰信号和噪声的功率被中频滤波器滤除这样就大大地改善了系统的输出信噪比。

3答：对于宽带干扰，由于干扰信号的能量分布在一个较宽的频带上，接收机通过窄带滤波器将大部分能量滤除，而对于窄带干扰信号，接收机通过躲避的方法，在大部分时间内不让干扰信号通过接收机中的中频滤波器。即对于宽跳频接收机将干扰信号的能量在一个较宽的频带上进行了平均，对于窄带干扰，将干扰信号的能量在一个较长的时间段内进行了平均。 4答：RAKE多径传输给信号的接收造成干扰，利用扩频码良好地自相关特性，可以很好地抑制这种干扰，但是这些先后到达接收机的信号，都携带相同的信息，若能利用这些能量，这可以变害为利。这就是RAKE接收机的思想。在RAKE接收机中，每个相关器和多径信号中的一个不同时延的分量同步，输出就是携带相同信息但时延不同的信号。把这些输出信号适当的延时对齐，然后按某种方法合并，就可以增加信号的能量，改善信噪比。 5答：分集技术就是利用多条传输相同信息且具有近似相等的平均信号强度和相互独立衰落特性的信号路径，并在接收端对这些信号进行适当的合并，以便大大地降低多径衰落的影响，只要几个信号之间是相互独立的，经恰当的合并就能得到最大的信号增益。从而改善传输的可靠性。

6答：用来对抗多径衰落的分集技术叫做微观分集。以克服长期衰落为目的，如楼房等物体的阴影效应的分集叫做宏观分集。微观分集包括空间分集、频率分集、极化分集、场分量分集、角度分集、时间分集（书上只有三种，查资料补全了）。 7答：合并方式有选择式合并，最大比值合并以及等增益合并。

由上图可以看出在三种合并方式中，最大比值合并改善最多，其次是等增益合并，最差是选择合并，这是因为选择合并只用到其中一个信号，其余没有被利用，而前两者把各支路信号的能量都得到利用。 8证明：合并后信号包络：r?M?krk ?k?12M

噪声功率：Nmr?Nk ??kk?1

输出信噪比：???r?NmrM2(??krk)M2??kk?1k?1M?(??kNrk/N)2k?1M2Nk2Nk??kk?1M

2

由施瓦茨不等式可得:(k?1??kNrk/N)?(??k)(?rk)

k?1k?1M22 等号成立的条件是：

?1???2???M?C C为常数，左边获得最大值。 r1r2rM?kNrk/N?

若加权系数?i满足：

?kN?C rk

能使??最大化的加权系数?k为：

MCri N2

???(??krk)2Nk??kk?1k?1M?2?kM?1rkN??k ?k9解：(a)

Pb?0.2e?1.5?/(M?1)?0.2e?1.5?10/(4?1)?1.35?10?3

(b)

10???1.5?4?1??Pb?0.2e????N?10?6解得：N=3

10答：RAKE多径传输给信号的接收造成干扰，利用扩频码良好地自相关特性，可以很好地

抑制这种干扰，但是这些先后到达接收机的信号，都携带相同的信息，若能利用这些能量，这可以变害为利。这就是RAKE接收机的思想。在RAKE接收机中，每个相关器和多径信号中的一个不同时延的分量同步，输出就是携带相同信息但时延不同的信号。把这些输出信号适当的延时对齐，然后按某种方法合并，就可以增加信号的能量，改善信噪比。

A-RAKE：将所有的多经分别进行接收。

S-RAKE：选择到达接收端的所有多径分量中能量最大的L个多径分量。 P-RAKE：直接合并最先到达的L个路径。

A-RAKE的性能最好，其次是S-RAKE，最后是P-RAKE。

11答：下行MIMO技术包括空间复用、波束赋形和传输分集技术。

空间复用：发射的高速数据被分成几个并行的低速数据流，在同一频带从多个天线同时发射出去。

波束赋形：利用空间的强相关性及波的干涉原理产生强方向性的辐射方向图，使辐射方向图的主瓣自适应的指向用户来波方向，从而提高性噪比，提高系统容量或者覆盖范围。

传输分集：利用多条传输相同信息且具有近似相等的平均信号强度和相互独立衰落特性的信号路径，并在接收端对这些信号进行适当的合并，以便大大地降低多径衰落的影响，只要几个信号之间是相互独立的，经恰当的合并就能得到最大的信号增益。 12答：均衡器的分类：频域均衡器和时域均衡器（或线性均衡器和非线性均衡器）。

第六章

1答：电磁波传播损耗近似与传播距离的4次方成正比，因此移动台处于小区的不同位置时，其损耗会有非常大的差异，靠近基站的强信号功率会远远大于远离基站的弱信号的功率，当用户共享同一信道时，强信号就会对弱信号有明显的抑制作用，使得弱信号的接收性能很差，甚至根本无法通信。

2答：空分多址就是利用天线波束将空间分割出互不重叠的多个逻辑信道，以满足同频、同时向多点通信的目的。当划分出的同一通信区域有多个用户时，为了识别某一时刻的通信用户，就需要借助其它的多址接入方式，所以SDMA一般不能单独使用，只有和TDMA、FDMA或CDMA结合使用时才有效。

3答：在服务区面积一定的情况下，正六边形的小区最接近理想的圆形辐射模式，覆盖面积最大，他们之间的重叠面积最小，可用最少数目的小区就能覆盖整个地理区域，因此用正六边形覆盖整个服务区所需要的基站数最少，无线频率个数最少。

4答：中心激励：基站位于无线区的中心，采用全向天线实现无线区的覆盖。

顶点激励：基站位于每个蜂房相间的三个顶角上，采用三个互成120°扇形覆盖的定向天线实现小区的覆盖。

顶点激励采用定向天线，除了对消除障碍物阴影有利外，对来自120°主瓣之外的同信道干扰信号，天线方向性能提供一定的间隔度，降低了干扰，允许较小的同频复用距离工作，构成单位小区簇的无线区域N可以降低，对进一步提高频率利用率，简化设备，降低成本均有利。

5答：Q值的选取往往是综合考虑用户容量和服务质量的结果， Q越小，无线区

域的用户容量越大；Q越大，则小区间的同频干扰越小，服务的质量可以更高，

因此选取的Q值往往是二者的折中。

S(D/R)n(3N)n??6解：，又 i0?6,n?4。 Ii0i0S(3N)4???101.5 I6解得：N=4.59取N=5

Q?3N?3.87 7解：不是无三阶互调波道组。优点是互调干扰大大降低，缺点是频率利用率大大降低。

第七章

1. System structure conclude:

Mobile Station, Base Transceiver, Base Station Controller, Base Station System, Mobile Switching Centre, Visitor Location Register, Home Location Register, Authentication Centre, Equipment Identity Register, Operations and Maintenance Centre. 2. GSM采用的是TDMA体制，物理信道是载频上的一个TDMA时隙。GSM的时隙帧结构

由5个层次：时隙、TDMA帧、复帧、超帧、和超高帧。

时隙：物理信道的基本单元。 TDMA帧：由8个时隙组成，是占据载频带宽的基本单元，即每个载频有8个时隙。 复帧：有两种类型，其一是由26个TDMA帧组成的复帧。另一种是由51个TDMA帧组成的复帧。

超帧：由51个26帧组成的复帧或26个由51帧组成的复帧结构。 超高帧：等于2048个超帧。

3. ＧＳＭ系统对每个物理信道进行“信道复用”，在传输过程中把逻辑信道按照一定指配方法放到相应的物理信道上，这种指配方法即是ＧＳＭ系统中逻辑信道与物理信道间的映射。 （１）ＤＣＨ和ＣＣＣＨ在ＴＳ０上的复用。

一个基站有Ｎ个载频，每个载频有８个时隙。我们将载波定义为Ｃ０，Ｃ１，??，Ｃ７。下行链路从Ｃ０的第０个时隙（ＴＳ０）开始，Ｃ０的第０个时隙（ＴＳ０）只用于映射控制信道，Ｃ０也称为广播控制信道。

BCCH和CCCH共占用51个TS0时隙。尽管只占用了每一帧的TS0时隙，但从时间上讲长度为51个TDMA帧。作为一种复帧，以每出现一个空闲帧作为此复帧的结束，在空闲帧之后，复帧再从F、S开始进行新的复帧。以此方法进行重复，即时分复用构成ＴＤＭＡ的复帧结构。

ＴＳ０上ＲＡＣＨ的复用

（２）ＳＤＣＣＨ和ＳＡＣＣＨ在ＴＳ１上的复用。

下行链路Ｃ０上的ＴＳ１时隙用来将专用控制信道映射到物理信道上，上行链路Ｃ０

上的ＴＳ1与下行链路C0上的TS1具有相同的结构，只是他们在时间上有一个偏移，即意味着对于一个移动台可同时双向接续。载频上的上行、下行的TS0和TS1供控制逻辑信道使用。

ＳＤＣＣＨ与ＳＡＣＣＨ在ＴＳ１上的复用（下行）

ＳＤＣＣＨ与ＳＡＣＣＨ在ＴＳ１上的复用（上行）

（３）ＴＣＨ在ＴＳ２上的复用

上行链路的ＴＣＨ与下行链路的ＴＣＨ结构完全一样，只是有一个时间的偏移。时间偏移为３个ＴＳ，也就是说上行的TS2与下行的TS2不同时出现，表明移动台的收发不必同时进行。

TCH的复用

4.GSM系统中的抗干扰技术： 1 信道编解码技术：同时使用了分组码和卷积吗这两种差错控制编码。 2 交织编码技术：采用二交织的方法，信道编码后首先进行内部交织，再进行块间交织。 3 跳频技术

5. 位置登记：在MS接入GSM网络时，MSC根据客户发送的IMSI中的H1H2H3消息，向该 客户的归属位置寄存器（HLR）发送新的位置信息，更新MS的位置区别码。

MS非首次开机时的入网更新

6．漫游用户呼叫转移示意图：

7. 在通话过程中,移动台不断向所在小区基站报告本小区和相邻小区基站的无线电环境参数。本小区基站判断是否应该进行越区切换。当满足越区切换条件时，基站向ＭＳＣ发送越区切换请求，越区切换请求信息包括ＩＭＳＩ和新基站位置码。ＭＳＣ立刻判断此新基站位置码是否属于本ＭＳＣ辖区，若确认是否属于本ＭＳＣ辖区的ＢＳ，ＭＳＣ则通知ＶＬＲ为其寻找一空闲信道。ＶＬＲ将找到的信道号及ＩＭＳＩ传送给ＭＳＣ，而ＭＳＣ将信道的频率值及ＩＭＳＩ经过本区的ＢＳ发送给MS，MS根据信道的频率值将工作频率切换到新的频率点上，并进行环路核准。核准信息经MSC核准后，MSC通知BS释放原信道。至此，MS完成了一次越区切换。若环路核准不符，则BS重发，直到核准正确为止。

越区切换流程图:

MS越区切换请求（IMSI及新BS码）① BSMSCVLRVMSCVVLR请求① 请求空闲信道号本区新BS码① ① 频率值（IMSI）① 频率值（IMSI）① 空闲信道号环路核准① ① 释放原信道① 释放原信道新RS码① 请求空闲信道号① ① ① 空闲信道号IMSI及站号

8. 该波道组有三阶互调干扰。当选用无三阶互调波道组工作时，在占用的频段内，只能使用一部分波道，因而频段利用率低而且用的波道数越多，频段利用率越低。

第八章

1. 前向信道包括1个导频信道，1个同步信道，至多7个寻呼信道以及多个前向业务信道。 导频信道：用于传送导频信息，其作用为：①移动台通过此信道可以快速而精确地捕获信道的定时信息，与之同步，并提取相干载波进行信号的解调。②移动台通过对周围基站的导频信号轻度进行检测和比较，从而决定是否进行越区切换。 同步信道：用于传输同步信息，各移动台可以利用这些信息进行同步捕获。同步信道在同步捕捉阶段使用，一旦捕捉成功，一般就不再使用。其数据速率是固定的，为1200b/s。

寻呼信道：其功能包括向覆盖区域内的移动台广播系统配置参数，在呼叫接续阶段传输寻呼移动台的信息向尚未分配业务信道的移动台传送控制消息等。 前向业务信道：是基站向移动台传送业务信息的信道。

反向信道物理信道和逻辑信道。物理信道由周期为242-1的PN长码构成，用长码的不同来区分用户。逻辑信道包括接入信道和反向业务信道。 接入信道：反向接入信道的作用是在移动台没有占用业务信道之前提供移动台至基站的传输通路。移动台使用接入信道发送非业务信息。接入信道允许多个用户同时抢占同一个接入信道。 业务信道：主要用来传输业务信息，也可以用来传送辅助业务和信令信息。

2. Walsh码：对于前向链路：依据两两正交的Walsh序列，将前向信道划分为64个码分信道，码分信道与Walsh序列一一对应。Walsh序列码速率与PN码速率相同，均为1.2288mhz。前向多址接入方案由采用正交Walsh序列实现；一个编码比特周期对应一个Walsh序列。对于反向链路：Walsh序列作为调制码使用，即64阶正交调制。6个编码比特对应一个64位的Walsh序列。

短码：前向信道中，短码用于对前向信道进行调制，使前向信道带上本基站的标记，不同的基站使用不同相位的短码，从而互相区别开来。在反向信道中，短码用于对反向业务信道进行调制，作用与短码在前向信道中相同。

长码：前向信道中，长码用于对业务信道进行扰码（作用类似于加密）。在反向信道中长码用来直接进行扩频，由于区分不同的接入手机。

3. 对于前向链路：依据两两正交的Walsh序列，将前向信道划分为64个码分信道，码分 信道与Walsh序列一一对应。Walsh序列码速率与PN码速率相同，均为1.2288mhz。前向多址接入方案由采用正交Walsh序列实现；一个编码比特周期对应一个Walsh序列。对于反向链路：Walsh序列作为调制码使用，即64阶正交调制。6个编码比特对应一个64位的Walsh序列。

4. 远近效应是指当基站同时接收两个距离不同的移动台发来的信号时，由于两个移动台功

率相同，则距离基站近的移动台将对另一移动台信号产生严重干扰。

功率控制分为上行功控和下行功控。

上行功控使各用户间相互干扰最小，克服远近效应。

下行功控可以避免基站向距离近的移动台辐射过大的信号功率，也可以防止或减少由于移动台进入传播条件恶劣或背景干扰过强的地区而发生误码率增大或通信质量下降的现象。

5. 切换过程可以分为三个阶段：链路监测和测量，目标小区的确定和切换触发，切换执行。 6. 软切换只能在使用相同频率的小区间进行。软切换能提高切换成功率，但也会导致硬件

成本的增加，占用更多的资源，当切换的触发机制设定不合理导致过于频繁的控制消息交互时，影响用户正在进行的通话质量。在软切换过程中，会同时占用两个基站的信道单元和Walsh码资源。软切换的前提是小区间使用相同的频率。

第九章

1. 3G的主要标准有:欧洲和日本的WCDMA、美国的CDMA2000和中国的TD-SCDMA

WCDMA的演进主要分为R99、R4、R5、R6和R7等几个主要阶段。

CDMA2000的主要演进途径：CDMAONE→(IS-95B→)CDMA20001X→CDMA20001Xev. TD-SCDMA的主要演进过程如下：

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