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无线通信基础知识

1、什么是无线通信

利用电磁波的辐射和传播，经过空间传送信息的通信方式称为无线电通信（radio communication）,简称无线通信。

2、简述无线通信的特征（特点）

1）、电波传播条件复杂。电波会随传播距离的增加而发生弥散损耗，会受到地形、地物的遮蔽而发生阴影效应，会因多径产生电平衰落和吋延扩展;通信中的快速移动引起多普勒频移。2）、噪声和干扰严重。除外部干扰，如天电干扰、工业干扰和信道噪声外，系统本身和不同系统之间，还会产生各种干扰，如邻道干扰、互调干扰、共道干扰、多址干扰以及远近效应等。3）、要求频带利用率高。无线通信可以利用的频谱资源非常有限，而通信业务量的需求却与日俱增。解决方法：要开辟和启用新的频段；要研究各种新技术和新措施，以压缩信号所占的频带宽度和提高频谱利用率。

4）、系统和网络结构复杂。根据通信地区的不同需要，网络可以组成带状、面状或立体状，可单网运行，也可多网并行并互连互通。为此，通信网络必须具备很强的管理和控制功能。5）、可同吋向多个接收端传送信号。

6）、抗灾害能力强。

7）、保密性差。

3、无线通信的分类

4、按使用对象分为：军用和民用

5、按使用环境分为：陆地、海上和空中

6、按多址方式分为：频分多址、时分多址和码分多址、空分多址等

7、按覆盖范围分为：城域网、局域网和个域网

8、按业务类型分为：话务网、数据网和综合业务网

9、按服务对象分为：专用网和公用网

10、按工作方式分为：单工、双工和半双工

11、按信号形式分为：模拟网和数字网

无线通信的传播特性

1、通信系统的信道按信道特性参数随外界因素影响而变化的快慢可以分为儿种？无线通信的

信道属于哪种？

信道分类1、恒参信道；2、随参（变参）信道：无线通信信道

2、地形可以分为几种？地物呢？

1）、为了计算移动信道中信号电场强度中值（或传播损耗中值），可将地形分为两大类，即中等起伏地形和不规则地形。

1、所谓中等起伏地形是指在传播路径的地形剖面图上，地面起伏高度不超过20m,且起伏

缓慢，峰点与谷点之间的水平距离大于起伏高度。以中等起伏地形作传播基准。

2、其它地形如丘陵、孤立山岳、斜坡和水陆混合地形等统称为不规则地形。

2）、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三类地区：

1、开阔地。在电波传播的路径上无高大树木、建筑物等障碍物，呈开阔状地面，如农田、

荒野、广场、沙漠和戈壁滩等；

2、郊区。在靠近移动台近处有些障碍物但不稠密，例如，有少量的低层房屋或小树林等；

3、市区。有较密集的建筑物和高层楼房。

式中，R 为发射功率，以球面波辐射，

Ar 为接受天线的有效面积，Ar= X2*Gr/4兀

入为工作波长，

Gt, Gr 分别表示发射天线和接收天线增益，

d 为发射天线和接收天线间的距离

L =Pt/Pr

2

当Gt=Gr=l 时：厶=〔翅 I 2丿 分贝式：[L ] = 32.45 + 201og/ + 201ogc/ 接收换算：P r (dBm )

= 1 0 log P r (m W )

p,(dBW ) = 10 log P r (W )

4无线通信信道的待征：1、带宽有限2、干扰和噪声彫响大3、存在多径衰落

基础技术之调制解调

1、 无线通信对调制解调技术的要求是什么？

1) 、已调信号所占的带宽要窄

2) 、经调制解调后的输出信噪比(S/N)较大或误码率较低

2、

3、

4、

基础技术之抗衰落技术

1、分集技术的基本思想是什么？其中分集技术的两重含义是什么？分集技术可以分为哪 两种？

?基本思想

把接收到的多个衰落独立的信号加以处理，合理地利用这些信号的能量来改善接收信号的 质量。

?作用

充分利用接收信号的能量，以期减小接收信号在平坦性衰落信道上的哀落深度和衰落的持 续时间。

?分集的两重含义：一是分散传输，使接收端能获得多个统计独立的、携带同一信息 的衰落信号；二是集中处理，即接收机把收到的多个统计独立的衰落信号进行合 并(包括选择与组合)以降低衰落的影响。

?分集技术可以分为宏观分集和微观分集

?宏观分集：多基站分集，减小慢衰落影响。

?微观分集：减小快衰落影响。

2、 常见的微观分集有哪些？

3、传播损耗的计算: A r

4TTd 2

PG

? 1.时间分集（多经分离接收也是时间分集）

同一信号在不同的吋间多次重发，间隔吋间大于信道的相干吋I'可，衰落彼此独立。

?:. 2.频率分集

两个不同频率的载波传输同一信息，频率间隔大于信道的相干带宽，衰落彼此独立。

? 3.空间分集

两个位置上接收同一个信号，天线相隔足够大的距离。实际测量表明，通常在市区，取c/=0. 5久，在郊区可以取由0. 8久。

4.角度、以及携带信息的电磁波极化方向

3、分集技术的合并方式有哪三种？三种方式哪种对信噪比的改善最多？

?选择式合并、最大比值合并、等增益合并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。

4、常见的纠检错编码技术有哪些？那些是适合纠正突发差错的？那些是适合纠正随机差错

的？

奇偶校验码、重复码、循环冗余校验码（CRC）、卷积码、交织编码

□奇偶校验码、CRC码主要用来纠正随机差错。

□卷积码既可以纠正随机差错，也可以纠正突发差错

□交织编码主要用来纠正突发差错

5、为了减少码间干扰，需要采取什么样的措施？

采用信道均衡技术

础技术之信源编码技术

1、什么是数据冗余?列举5种冗余类型

在原始的信源数据中除了有用信息外，还有大量的无用信息，这就是数据冗余。

空间、时间、信息嬌、视觉、听觉、结构、知识

2、常见的数据压缩编码方法都有那些？哪些是有失真的？那些事无失真的？

1.按照压缩方法是否产生失真分类

压缩方法可被分为有失真编码和无失真编码两大类。

2.按照压缩方法的原理分类

统计编码、预测编码、变换编码、分析合成编码、混合编码等。

统计编码为无失真编码

3、常用的语音编码有哪些？各自的优缺点是什么？符合无线通信要求的是哪个？混合波形编码，参量编码，混合编码

波形编码：

＞具有很宽范围的语音特性；

＞抗干扰能力强，具有优良的的话音质量；

＞技术成熟、复杂度低；

＞费用适中。

＞缺点：

＞编码速率要求高，一般要求在16?64kbit/s之间，所占用的频带较宽，只适用于有线通信系统中。

参量编码：

从由于只需传输话音特征参量，因而语音编码速率可以很低，-?般在2?4.8 kbit/s 之间，

并且对话音可懂性没有多少彫响。

缺点：话音有明显的失真，并且对噪声较为敏感，话音质量一般，不能满足商用话音质量的要求。

混合编码：

丄混合编码二波形编码+参量编码，力图保持波形编码话音的高质量与参量编码的低速率。

混合编码数字语音信号屮既包括若干语音特征参量又包括部分波形编码信息。

比特率一般在ri6kbit/s之间，当编码速率达到旷16 kbit/s范围时，其话咅达到商用话音通信标准的要求。

基础技术之频率资源的有效利用

■1、常用的多址方式有哪些？

■频分多址：是将给定的频谱资源划分为若干个等间隔的频道（或称信道），供不同的用户使用。收发频段分开，用户之间不能直接通信，须经基站中转。

■时分多址：是把时间分割成周期性的帧，每一个帧再分割成若干个时隙。帧和时隙都是不重叠的。

■码分多址：以扩频信号为基础，利用不同的码型实现不同用户的信息传输

■空分多址：空分多址是通过空间的分割来区别不同的用户。在无线通信屮，能实现空间分割的基本技术就是采用自适应阵列天线，在不同的用户方向上形成不同的波束。

■随机多址：随机多址是基于数据通信的思想。

移动通信的组网技术

1、蜂窝小区采用什么形状？六边形

2、什么是频率复用？为什么要釆用频率复用技术？

3、什么是区群？区群内的小区数要满足什么公式？区群需要满足什么条件？相邻区群内同频

小区的距离公式是什么？

区群：市采用不同信道的若干小区组成的覆盖区域。

■区群：由采用不同信道的若干小区组成的覆盖区域。

■区群内的小区数应满足：

> Y? 2 ? ?? 2

N = i + U + J（i>=0, j>=0）

应满足的两个条件：

a）区群之间可以相邻，且无空隙、无重輕覆盖；

b）保证各相邻同信道小区之间的距离相等。

卜（厲〃2尸

门小区辐射半径;

N：小区数。

4、什么叫中心激励？什么叫顶点激励采用顶点激励有什么好处？

基站在屮心，叫屮心激励（全向天线），基站在顶点叫顶点激励（定向天线）。好处：采用定向天线可以减少同道干扰；

采用多副定向天线可消除小区内障碍物的阴影区。

5、移动通信系统包括儿部分，每部分的功能是什么？每部分的组成如何？

系统组成：网络子系统、基站子系统、移动台

■移动台：移动用户使用的设备。

■通过无线接口接入移动通信网，具有无线传输和处理功能。

■两个重要组成部分：

■移动终端就是“机”，它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。

■ SIM卡就是“人”，存有认证客户身份所需的所有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防止非法客户进入网路。只有插入SIM卡后移动终端才能接入进网。

■基站子系统（BSS）：通过无线接口和移动台相连，进行无线的发送接收和无线资源管理；

和MSC相连，完成移动用户Z间或与固定用户Z间的通信连接。

■包括基站收发信台和基站控制器。

■基站收发信台（BTS）：与移动台相连，由无线收发机及多块用于无线电接口的信号处理模块组成；

■基站控制器（BSC）：与MSC相连，主要任务是实现频率管理及BTS的控制和交换功能，比如无线信道的安排和释放，切换的安排等。它监视和控制儿个基站。

■网络子系统（BSS）：管理移动用户之间、移动用户和其他用户之I'可的通信。

■主要功能：交换、移动性管理、安全性管理

■主要组成部分：

■归属位置寄存器HLR

■访问位置寄存器VLR

■移动交换中心MSC

■鉴权中心AUC

■设备识别寄存器EIR

■操作维护屮心OMC

■短消息中心SC

6、什么叫信令，其功能是什么？移动通信网的信令分为那两部分？

定义：为使通信网有序地工作所传输的控制信号。

作用：信令在通信网的不同环节（BS. MS和MSC） Z间传输，各环节进行分析处理并

通过交互作用形成一系列的操作和控制，保证用户信息有效、可靠地传输。信令分两

种：

接入信令：用户到网络节点I'可的信令，在移动通信屮是指移动台到基站之间的信令;

网络信令：网络节点之间的信令，在移动通信中网络信令称7号信令（SS7）O

7、七号信令由儿部分组成？

7号信令：主要用于交换机之间、交换机与数据库（如HLR> VLR和AUC）之间交换信息。三个组成部分：

a）信令点（SP）：发送信令和接收信令的设备。包括业务交换点（SSP）（电话交换机，完成在交换机上发起、转移或到达的呼叫处理）和业务控制点（SCP）（接收SSP 的查询，并返回所需的信息给SSP）

b）信令链路

c）信令转移点（STP）

8、位置管理会采用哪些数据库？

位置管理通常釆用两层数据库：HLR和VLR。

9、位置管理的两个任务是什么？和两个任务密切相关的两个问题是什么？

两个主要任务：

■位置登记：是在移动台的实时位置信息己知的情况下，更新位置数据库（IILR和VLR）和认证移动台。

■呼叫传递：是在有呼叫给移动台的情况下，根据HLR和VLR中可用的位置信息来定位移动台。

和两个任务密切相关的两个问题：位置更新和寻呼

■位置更新：移动台如何发现位置变化以及何时报告其当前位置

■寻呼：如何有效地确定移动台当前处于哪一小区

10、什么是越区切换？越区切换涉及的三个问题是什么？越区切换分为哪两种？准则有哪

些？控制策略有哪些？

越区切换：将正在进行的移动台与基站Z间的通信链路从当前基站转移到另一基站的过程。

越区切换涉及的三个方面的问题：

越区切换的准则，即何时进行切换；

越区切换如何控制；

越区切换时的信道分配

越区切换分类：硬切换、软切换

越区切换准则：

①相对信号强度准则：

②具有门限规定的相对信号强度准则：

③具有滞后余量的相对信号强度准则：

④具有滞后余量和门限规定的相对信号强度准则：越区切换的控制策略

1、移动台控制的越区切换：移动台连续监测当前基站和儿个越区时的候选基站的信

号强度和质量。在满足某种越区切换准则后，移动台选择具有可用业务信道的最佳候选基站，并发送越区切换请求。

2、网络控制的越区切换：基站监测来口移动台的信号强度和质量，在信号低于某个门

限后，网络开始安排向另一个基站的越区切换。

3、移动台辅助的越区切换：网络要求移动台测量其周围基站的信号质量并把结果报

告给I 口基站，网络根据测试结果决定何吋进行越区切换以及切换到哪一个基站

无线通信系统之GSM

1、GSM是什么意思？GSM系统的工作频段是什么？收发间隔是多少？载频间隔？每个载频间隔

有多少时隙？系统共有多少物理信道？

GSM："全球移动通信系统"（Global system for Mob订e communications

1.25MHZ；4. 5 MHZ； 0 . 2 MH Z； 8 ； 9 9 2

a）上行：890?915MHz （移动台发、基站收）

b）下行：935?960MHz （基站发、移动台收）

c）收发频率间隔为45MHz o

cl）载频间隔：0.2MIb

e）每个载频有8个时隙，系统共有物理信道

124x8=992（个）

2、GSM系统采用什么样的多址方式

时分，频分FDMA、TDMA

3、简述GSM系统的信道分类？

物理（一个时隙）、逻辑信道（控制信道CCH、业务信道TCH）

4、GSM的系统由几部分组成？各部分又包括哪些元素？

（5 ）

5、列举GSM系统区域常用的号码？并画出号码结构？

□国际移动用户识别码（1MSI）

□临时移动用户识别码（TMSI）

□国际移动台设备识别码（IMEI）

□移动用户的ISD7号码（MSTSDN）

□移动用户漫游号码（MSRN）

□位置区识别码（LA1）

□ 全球小区识别码（CGI）

□基站识别码（BSIC）

6、简述时隙格式的类型

TDMA信道上一个时隙中的信息格式称为突发脉冲序列。共有五种类型。

①常规（普通）突发脉冲（NB, Nornal Burst）序列

②频率校正突发（FB, Frequency Correct ion Burst）脉冲序列

③同步突发（SB, Synchronisation Burst）脉冲序列

④接入突发（AB, Access Burst）脉冲序列

⑤闲突发脉冲序列（DB）

7、简述或划出TDMA的帧结构

TDMA帧：帧长度为4.615ms,每个帧分为8个时隙，每个时隙含156. 25个码元，时隙宽度为

0. 577ms。

8、GSM系统采用什么样的语音编码？采用什么样的信道编码？采用什么样的调制方式？

RPE-LTP :规则脉冲激励长期预测编码；校验码、卷积编码、交织；GMS K

9、GSM系统的安全性管理包括哪些内容？

鉴权和加密

设备识別

用户识别码保密

PIN码

呼叫接续

越区切换

无线通信系统之CDMA

1、中国CDMA系统的上行和下行频段是什么？收发间隔是多少？载频间隔？共有多少个频道？

CDMA系统釆用什么样的多址方式？CDMA系统釆用什么调制方式？

上行825~835 MHz；下行870"880MHz

信道间隔1.25MHz （载频间隔）双工间隔45MHz （收发间隔）、8

多址方式：FOMA. CDMA

调制方式：QPSK （下）/OQPSK

2、什么是功率控制？分为几类？功率控制的原则是什么？

根据通信距离的不同，实时调整发射机所需的功率，即为功率控制。

功率控制分为反向功率控制和正向功率控制。

控制原则：

?使各移动台（或者基站）接收到的基站（或者各移动台）信号相等并且刚好达到门限值。?当信道的传播条件突然改善时,功率控制应作出快速反应,防止信号突然增强对其他用户产生

附加干扰；当信道传播条件突然变坏时,功率控制的速度可以相对慢一

3、Is~95系统采用的语音编码方式是什么？

采用码激励线性预测（CELP）编码算法

无线通信系统之3G

1、第三代移动通信系统（3G）的统称是什么？

IMT-2000是第三代移动通信系统（3G）的统称；

2、3G的三个标准是什么？中国提出那个？

WCDMA、CDMA2000 与TD-SCDMA （中国）

3、3G应用了哪些关键技术：

多址技术、编码技术、RAKE接收机、智能天线技术、软件无线电技术、功率控制技术

多用户检测技术、调制技术、软切换技术、接力切换技术（TD-SCDMA）、动态信道分配技术

无线通信系统之卫星通信

1、卫星通信使用的编码技术、调制技术、多址技术分别是什么？

编码技术

a）信源编码：混合编码

b）信道编码：交织、卷积等

调制与解调技术：QPSK

多址技术：空分多址

c）信道分配方式

数字处理技术

姿态稳定技术

2、什么是姿态稳定技术？常用的方法有哪两种？

通信卫星，不论是静止的还是非静止的，在轨道上运行时，都必须保持正确的姿态，以保证它的天线波束始终指向地而的服务区；对采用太阳能电池帆板的卫星，还应始终使帆板朝向太阳。

实现这一要求的措施，称为姿态稳定技术。

姿态控制的基木方法主要有自旋稳定法和三轴稳定法。

无线通信系统之其他

1、ISM频段指的是那部分？TSM分別指什么？

2.4G1IZ, I工业S科学M医疗

2、什么是Wlan,使用的协议是什么？

WLAN为Wireless LAN的简称，即无线局域网。无线局域网是利用无线技术实现快速接入以太网的技术。。

WLAN只具有物理层和数据链路层的功能

□IEEE 802.11

□HiperLAN

4、什么是WIMAX?使用协议是什么？

全球微波互联接入，WiMAX也叫802. 16无线城域网或802. 16,于2007年被批准成为笫四个3G标准。WiMAX是一项新兴的宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速连接，数据传输距离最远可达50km o

协议：802. 16、物理层（TCL、PMD）、MAC 层

5、什么是蓝牙？蓝牙系统由哪儿部分组成？蓝牙的技术参数如何？什么是微微网？主设备和

从设备的功能是什么？

蓝牙是一种支持设备短距离通信（10m内）的无线电技术。。

组成：

■天线单元一无线射频单元

■链路控制（硬件）单元

链路管理（软件）单元

软件单元

技术参数

1、2.4GHz 1SM 频段信道数：79 个（0-78）范围：2. 402GHz - 2. 480GHz

信道间隔:1MHz

2、调制方式：

GFSK（载波向上频移157kHz表示T,向下频移157kHz表示“0”,速率是1 Mbit/s）调

制指数二0. 28-0. 35

3、跳频技术：

跳频速率：1600H/s, T二625 us

跳频频率点：79

4、双工方式：TDD

5、语音编码：脉冲编码调制和连续町变斜率增量调制

6、包的格式：

接入码（72b）包头（54b）内容（0-2745b）

7、纠错技术：在蓝牙中有三种纠错方案：

□1/3比例前向纠错（FEC）

□2/3比例的前向纠错

□数据的自动请求重发（ARQ）

8、加密和鉴权

一个微微网可由8个蓝牙设备组成，其中有一个主设备单元和最多7个从设备单元。■主设备单元负责提供时钟同步信号和跳频序列。

■从设备单元一般是受控同步的设备单元，接受主设备单元的控制。

6、什么是ZigBee?三个工作频段和三种传输速率是什么？使用的协议是什么？

ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。

工作在2.4GHz （全球流行）、868MHz （欧洲流行）和915MHz （美国流行）3个频段上，分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率

协议：ZigBee标准：802.15.4,物理层、MAC层及数据链路层。