移动通信第一二章作业,配合哈工大移动通信课程

CHAPTER1

1．简述移动通信的发展和各个阶段的特点？

2．未来移动通信发展的趋势是什么？

3．为什么最佳的小区形状是正六边形？

1)无缝覆盖相同面积，用正六边形所需正六边形数量最少，即所需最少的无线频率个

数；

2)区域间隔最大为；

3)重叠部分面积最小；

4)重叠区的宽度最小。

4．什么叫中心激励，什么叫顶点激励？后者有什么好处？

1)在每个小区中，基站可设在小区的中央，用全向天线形成圆形覆盖区，这就是所谓

“中心激励”方式。

2)也可以将基站设计在每个小区六边形的三个顶点上，每个基站采用三幅120度扇

形辐射的定向天线，分别覆盖三个相邻小区的各三分之一区域，每个小区由三副

120度扇形天线共同覆盖，这就是“顶点激励”。

采用顶点激励方式，所接收的同频干扰功率仅为全向天线系统的1/3，因此可以减少系统的通道干扰。

5．如何选取频率复用因子？

,N为簇的大小。如果为了提高容量可以选择小的Q值，因为，小Q则小

N；如果为了提高传输的质量，则要选择大的Q值。

6．无线信道有几种双工方式各自的特点及优点分别是什么？

全双工：一般使用同一对频道，以实施频分双工（FDD）工作方式。这种工作方式虽然耗电量大，但使用方便，在移动通信系统中应该用广泛。

半双工：一方使用双工方式，另一方使用双频单工方式。这种方式，设备简单，功耗小，克服了通话断断续续的现象。但其操作仍不太方便，主要用于专业移动通信系统中。7．解：

设x为话音信道数，y为数据信道数，则有，又因为x，y均为整数，所以解有以下三种情况：

分别求三种解形式下的每个T的通信话费的数学期望：

当时，

当时，

当时，

综上可知，当信道分成三个话音信道和一个数据信道时期望收益最大。

CHAPTER2

1.设天线发射高度为200米，接收天线高度为20米，求视距传播的极限距离？若发射

天线高度为100米，视距传播的极限距离又是多少？

由公式

当发射天线为200米时，d=66.45m；当发射天线为100米时，d=51.67m

2.工作频率800MHz，移动速度60km/h，背离基地台运动时，多普勒频移为多大？

，，带入数据得

3.什么是快衰落、什么是频率选择性衰落，其出现的原因分别是什么？

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小于多普勒扩展时，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，此衰落称

为快衰落；

频率选择性衰落：是指传输信道对信号不同的频率成分有不同的随机响应，信号中不同频率分量的衰落不一致，引起信号波形失真。频率选择性衰落是由信道中发送信号的时间色散引起的，当发送信号的带宽大于信道的相关带宽，由频域可以看出，不同频率获得不同增益时，信道会产生频率选择性衰落。

4.多径衰落的原因是什么？多径延时与相关带宽的关系是什么？多径延时与相关带宽对

传输信号带宽有什么影响？

a)传输到移动台的信号不是单一路径来的，而是许多路径来的多个信号的叠加。因为

电波通过各个路径的距离不同，所以各个路径电波到达接收机的时间不同，相位也

就不同。不同相位的多个信号在接受端叠加，有时是同相叠加而加强，有时是反相

叠加而减弱。这样接收信号的幅度将急剧变化，产生所谓的多径衰落。

b)相关带宽，其中为rms时延扩展。

影响：对于一个固定的移动信道，存在一个固有的相关带宽。当信号带宽大于相关带宽时，发生频率选择性衰落；当信号带宽小于相关带宽时，发生非频率选择性衰落。

5.设基地台天线有效高度为100M，移动台天线高度为3M；工作频率为400MHz，在

市区工作，传播路径为标准平滑地形，通信距离为10km。求传播路径衰耗中值？

由okumura模型可知，

有因为f=400MHZ>300MHZ, 所以

带入数据求得L=139dB

6.阐述无线信道中路径传输损耗、阴影衰落和多径衰落的特性及其特点分别是什么。并说

明常见的用于描述多径衰落的模型都有哪些，区别是什么？

1)路径传输损耗：随信号传播距离变化而导致的传播损耗和弥散，距离越大损耗越大，

是大尺度衰落

2)阴影衰落：由于传播的地形起伏、建筑物以及其他障碍物对电磁波的遮蔽所引起的

衰落，是大尺度慢衰落。一般表示为电波传输距离r的m次幂与表示阴影损耗的

正态对数分量的乘积。

3)多径衰落：到达信号以随机相位从不同方向到达，在接收点矢量合成，有时加强有

时减弱。基本特性表示在幅度的衰落和时延扩展。是一种小尺度衰落。

模型：

1)；

2)，当主信号减弱

时，逐渐变为瑞丽分布。

3)Nakagami-m分布模型：m=1为瑞丽分布；m较大时，接近高斯分布。

7.场强信号的采样应该满足的条件是什么？

1)采样长度适中，太短不平滑，太长中值波动，一般选取20-40倍的波长；

2)采样点数量适中，太少不满足奈奎斯特抽样定理，统计错误，太多计算量太大并且

出现相邻两点相关性强的问题。

8.近距离传播和远距离传播的研究重点差异在那里？

1)室内覆盖面积小得多；

2)收发机间的传播环境变化更大。

9.对于自由空间路径损耗模型，求使接收功率达到1dBm所需的发射功率。假设载波频

率f=5GHz, 全向天线（GL=1），距离分别为d=10m及d=100m。

当d=10m时，66.43dB，

当d=100m时，86.43dB，

10.设两径模型中ht=10m，hr=2m，收发间距d=100m，求两路信号的相对延迟。

由光滑表面模型可知，两径的距离差可以近似为，又由于

带入数据得

11.若移动台移动速度为v＝20m/s，载波中心频率fc＝2GHz，当相干时间与最大多普勒

频移满足公式Tc=9/(16πfm)时，为保证传输信号处于慢衰落的传输速率Rb应满足什么条件？

带入数值可得，Tc=1.35ms，Rb>1/ c,即Rb>740bit/s。

12.考虑两种情况：(1)v =20m/s,fc＝2GHz, Rb＝100kbps, BPSK调制；(2)v =5m/s,fc

＝1GHz, Rb＝1Mbps, QPSK调制；试计算两种情况的FDT值分别是多少，并对比说明两种情况下哪种的衰落更快一些。

（1）（对于QPSK信号，）

（2）同理（对于QPSK信号，）

所以BPSK信号衰落的更快。

13.未归一化的时延谱如下图所示，试计算多径分布的平均附加时延和rms时延扩展。若信

道相干带宽按照Bc=1/(2πστ)来计算，则该系统在不使用均衡器的条件下对AMPS（工作带宽30kHz）和GSM （工作带宽200kHz）业务是否合适。（提示：按照教材公式

2.31-2.33来计算）

以t=0时刻为固定延时参考，由公式得平均附加延时为

微秒

rms实验扩展为