大学期末移动通信试卷及答案

大学期末移动通信试卷及答案

一． 填空题（30×1=30分）

1．现在用到的多址方式主要有哪几种： 频分多址（FDMA ）、 时分多址（TDMA ）、码分多址（CDMA ）、 空分多址（SDMA ）。

2．可以用来改进小尺度时间、空间中接收信号的质量和链路性能的三种技术是： 均衡 、 分集 、 信道编码 。

3．在实际情况下，用 小区分裂 、 小区扇形化 、 覆盖区域逼近 等技术来增大蜂窝系统容量。

4．多径传输时，接收信号的包络与相位各满足 瑞利分布 和 均匀分布 分布，当多径中存在一个起支配作用的直达波时，接收端接收信号的包络满足 莱斯分布分布。

5．视距传播的极限距离是： do=3.57 [)m (hR ＋)m (h T ] km ，当考虑了空气的非均匀性对电波传播的影响后，得修正后的视距传播的极限距离为： do=4.12 [)m (hR ＋)m (h T ] km 。

6．QPSK 、OQPSK 和π/4-QPSK 的最大相位变化各限制在180° 、 ±90°、 135° 。

7．能够对抗多径干扰的另一个原因是还在于无线通信中的 扩频通信机理 。

8．基于纠（检）错编码的数据传输差错控制方法，常用的方法有： 前向纠错（FEC ）和 检错重发(ARQ )。

9．GSM 网络中通过引入 调频 、 功率控制 、 不连续发射 等无线链路控制技术来实现扩容。

10．CDMA 前向广播信道由 一个导频信道 、 一个同步信道 和 七个寻呼信道 等码分信道组成。

11．我国信息产业部颁布3G 的三大国际标准之一的 TD -SCDMA 为我国通信行业标准。

12．HSUPA 技术采用的三种主要的技术是 物理层混合重传 、 基于Node B 的快速调度 、 2ms 传输时间间隔（TTI ）短帧传输 。

二． 问答题（5×8=40分）

1．解释近端对远端的干扰并说明该如何克服。

2．移动通信中信道自动选择方式有哪四种？并解释其中一种信道自动选择方式的工作原理。

3．试画出典型的移动通信系统无线数字信令帧结构图，并对其各个部分进行简要说明。

4．简述网络设备节点SGSN 和GGSN 的功能？

5．试论述CDMA 软切换的主要优缺点及其呼叫过程。

三． 计算题（2×15=30分）

1．某移动通信系统的一个无线小区有8个信道（1个控制信道，7个语音信道），每天每个用户平均呼叫10次，每次占用信道平均时间为65s ，呼损率要求20%，忙时集中率为0.125。问该无线小区能容纳多少用户？

2．某一移动电话系统，工作频率为500MHz ，基站天线高度为60m ，移动台天线高度为2m ，在郊区工作，传播路径为正斜坡，且m θ=15 mrad ，通信距离为20km ，求传播路径的衰减中值。(其它图表见课本)

1答：当基站同时接收从两个距离不同的移动台发来的信号时，距基站近的移动台B （距

离2d ）到达基站的功率明显要大于距离基站远的移动台A(距离1d ，2d <<1d )的到达功率，若二者功率相近，则距基站近的移动台B 就会造成对接收距离距基站远的移动台A 的有用信号的干扰或抑制，甚至将移动台A 的有用信号淹没。这种现象称为近端对远端的干扰。

克服近端对远端的干扰的措施有两个：一是使两个移动台所用频道拉开必要的时间间隔；二是移动台端加自动(发射)功率控制(APC)，使所有工作的移动台到达基站功率基本一致。由于频率资源紧张，几乎所有的移动通信系统对基站和移动终端都采用APC 工作方式。

2答：1.专用呼叫信道方式。 2.循环定位方式。 3.循环不定位方式。 4.循环分散定位方式。

解释循环分散定位方式：为克服不定位方式时移动台被呼的接续时间比较长的缺点，人们提出一种循环分散定位方式。在循环分散定位方式中，基站在全部不通话的空闲信道上都发空闲信号，网内移动台分散停靠在各个空闲信道上。移动台主呼是在各自停靠的空闲信道上进行的，保留了循环不定位方式的优点。基站呼叫移动台时，其呼叫信号在所有的空闲信道上发出并等待应答信号。从而提高了接续的速度。

这种方式接续快，效率高，同抢概率小。但是当基站呼叫移动台时，这种方式必须在所有空闲信道上同时发出选呼信号，因而互调干扰比较严重。这种方式同样只适合于小容量系统。

3答：典型的移动通信系统的无线数字信令帧结构如图2-1所示，它包括位同步码（又称为前置码）、帧同步（又称为字同步）、有效数据（包括地址、命令和其它数据）及纠错码

图2-1 典型的数字信令帧结构

（1）位同步：数字通信收端必须从接收的数据流中提取位同步，才能对数据准确进行积分、采样和判决，正确恢复发端数据。位同步建立需要时间，而数字信令是突发的数据串，收端必须在帧同步及有效数据收到之前建立位同步，因此在信令的帧同步前集中加入一段位同步码。

（2）帧同步：帧同步位于一个信令帧有效数据的起点，作为帧同步的特殊码组必须具有尖锐峰值的自相关函数，便于与随机的数字信息相区别。常用的有巴克码和m 序列。

位同步及帧同步统称同步码。

（3）有效数据：包括地址、命令等数据。信令的控制、操作功能全由有效数据完成。

（4）纠错码：对有效数据进行纠（检）错编码后产生的监督位。

4答：GGSN 与SGSN 如同因特网上的IP 路由器，具备路由器的交换、过滤与传输数据分组等功能，也支持静态路由与动态路由。多个SGSN 与一个GGSN 构成电信网络内的一个IP 网络，有GGSN 与外部的因特网相连接。

SGSN 主要负责传输GPRS 网络内的数据分组，它扮演的角色类似通信网络内的路由器，将BSC 送出的数据分组路由到其他的SGSN ，或是由GGSN 将分组传递到外部的因特网，除此之外，SGSN 还包括所有管理数据传输有关的功能。

GGSN 是GPRS 网络连接外部因特网的一个网关，负责GPRS 网络与外部因特网的数据交换。在GPRS 标准的定义内，GGSN 可以与外部网络的路由器、ISP 的RADIUS 服务

器或是企业公司的Intranet 等IP 网络相连接，也可以与X..25网络相连接。

5答：软切换的主要优点有：1、无缝切换，可保持通话的连续性。2、减少掉话可能性。由于在软切换过程中，在任何时候移动台至少可跟一个基站保持联系，从而减少了掉话的可能性。

3、处于切换区域的移动台发射功率降低。减少发射功率是通过分集接收来实现的，降低发射功率有利于增加反向容量。

缺点主要有：1、导致硬件设备（如信道卡）的增加。2、降低了前向容量。但由于CDMA 系统前向容量大于反向容量，因此适量减少前向容量不会导致整个系统容量的降低。

软切换的呼叫过程可以分为三步：1、移动台和原小区仍在通信。2、移动台同时和原小区、新小区进行通信。3、移动台只和新小区通信。

1解：（1）根据呼损的要求及信道数（n=7）,求总话务量A ，查表可得，A=6.230Erl 。

（2）求每个用户的忙时话务量Aa ： Aa = 3600CTK = 3600

125.0*65*10 = 0.0226Erl/用户 （3）求每个信道能容纳的用户数m ：

m = Aa

n A

≈ 39 (4)系统所容纳的用户数： mn=39*7=273

2解：（1）自由空间的传播衰耗Lbs 。

Lbs=32.45+20lgd(km) +20lgf(MHz=32.45+20lg20+20lg500=32.45+26.02+53.98=112.45dB

(2)市区准平滑地形的衰耗中值

查表3-6得 Am(f,d) = Am00,20) ≈34.2dB

查表3-7得 Hb(hb,d) = Hb(60,20) ≈ -12dB

查表3-8得 Hm(hm,f) = Hm(2,500) ≈ -1.7dB

所以，准平滑地形市区衰减中值为

LT= Lbs ＋ Am(f,d) —Hb(hb,d) — Hm(hm,f)

=112.45＋34.2—（-12）—（-17）=160.35dB

(3)任意地形地物情况下的衰耗中值。根据已知条件可知：

由图3-9查得 Kmr = 8.7dB

由图3-14查得 Ksp = 4.5dB

以地形地物修正因子KT 为 KT=Kmr + Ksp = 13.2 dB

因此传播路径衰耗中值为 LA=LT — KT = 160.35 – 13.2 = 147.15 dB