10. 移动通信网的某个小区共有100个用户，平均每用户C＝5次/天，t0＝180秒/次，K＝15％。问为保证呼损率小于5％，需共用的信道数是几个？若允许呼损率达20％，共用信道数可节省几个？
解：每个用户忙时话务量为：A??CTK5?180?0.15??0.0375(Erl) 36003600这个小区的总的话务量为A?UA??100?0.0375?3.75(Erl)
查Erl呼损表可得公用的信道数为8个，若允许的呼损率达20%，通过查表可得所
需的信道数为5个，由此可以节省三个信道。
12. 通信网中交换的作用是什么？移动通信中的交换与有线通信网中的交换有何不同？ 答：交换网络的作用是在控制系统的控制下，将任一输入线与输出线接通。
移动通信中的交换具有有线通信网中的交换的三个阶段，即呼叫建立、消息传输和释放。移动通信网络中使用的交换机与有线网络中的交换机的主要不同是除了要完成常规交换机的所有功能外，它还负责移动性管理和无线资源管理(包括越区切换、漫游、用户位置登记管理等)。
13. 什么叫越区切换？越区切换包括哪些问题？软切换和硬切换的差别是什么？
答：越区切换是指将当前正在进行的移动台与基站之间的通信链路从当前基站转移到另一个基站的过程。该过程也称为自动链路转移。
越区切换包括三个方面的问题：越区切换的准则，也就是何时需要进行越区切换；
越区切换如何控制； 越区切换时信道分配；
硬切换是指在新的链路建立之前，先中断旧的链路。而软切换是指既维持旧的链路，又同时建立新的链路，并利用新旧链路的分集合并来改善通信质量，并于新基站建立可靠连接之后再中断旧链路。
第四章 思考题与习题
1. 多载波调制的基本原理是什么？
多载波调制的基本原理是：它将高速率的信息数据流经串/并变换，分割为若干路低速数据流，然后每路低速数据流采用一个独立的载波调制并迭加在一起构成发送信号。在接收端用同样数量的载波对发送信号进行相干接收，获得低速率信息数据后，再通过并/串变换得到原来的高速信号。
第五章 思考题与习题
1. 分集技术的基本思想是什么？
答：分集技术是一项典型的抗衰落技术，其基本思想是通过查找和利用自然界无线传播环境中独立的,高度不相关的多径信号来提高多径衰落信道下的传输可靠性。 2. 合并方式有哪几种？哪一种可以获得最大的输出信噪比？为什么？
答：合并方法主要有：选择合并、最大比合并、等增益合并。最大比合并能获得最大
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信噪比，这是因为合并时对每一支路的信号都加以利用，而且给予不同的加权，信噪比大的支路加权大，这一路在合并器输出中的贡献也就大；反之，信噪比小的支路加权小，贡献也就小，最大比合并输出可得到的最大信噪比为各支路信噪比之和。 3. 简述几种传统的自适应均衡算法的思想。
答：（1）LMS自适应均衡算法
LMS算法基于最小均方误差准则，使均衡器的输出信号与期望输出信号之间的均方误
2差E??e(n)??最小。LMS算法是线性自适应滤波算法，一般来说它包含两个过程：一是滤
波过程，包括计算线性滤波器输出对输入信号的响应，通过比较输出结果与期望响应产生估计误差。二是自适应过程，根据估计误差自动调整滤波器参数。
这两个过程一起工作组成一个反馈环。首先有一个横向滤波器，该部件的作用在于完成滤波过程；其次有一个对横向滤波器抽头权重进行自适应控制过程的算法。算法的迭代公式如下：
e(n)?d(n)?XT(n)W(n)
W(n?1)?W(n)?2ue(n)X(n)
在滤波过程中，给定一个输入X(n)，横向滤波器产生一个输出d(n|xn)作为期望响应d(n)的估计。估计误差e(n)定义为期望响应与实际滤波器输出之差。估计误差e(n)与抽头输入向量X(n)都被加到自适应控制部分。估计误差e(n)、步长参数u与抽头输入
X(n)的积为均衡器系统的矫正量，它将在第n?1次迭代中应用于W(n)。W(n)为自适
应均衡器在时刻n的权系数向量。LMS算法收敛的条件为：0?u?1/?max，?max是输入信号自相关矩阵的最大特征值。
(2)RLS自适应均衡算法
RLS算法基于最小二乘准则，调整自适应滤波器的权系数向量W(n)，使估计误差的加权平方和J(n)?RLS算法对输入信号的自相关矩阵Rxx(n)的逆进??n?i?e(i)最小。
i?1n2行递推估计更新，收敛速度快，其收敛性能与输入信号的频谱特性无关。但是，RLS算法
的计算复杂度很高，所需的存储量极大，不利于实时实现；倘若被估计的自相关矩阵的逆失去了正定特性，这还将引起算法发散。为了减小RLS算法的计算复杂度，并保留RLS算法收敛速度快的特点，产生了许多改进的RLS算法。如快速RLS（Fast RLS）算法，快
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速递推最小二乘格型（Fast Recursive Least Squares Lattice）算法等。这些算法的计算复杂度低于RLS算法，但它们都存在数值稳定性问题。 4. 码片均衡的思想是什么？它有什么特点？
答：码片均衡的思想是对接收到的码片波形在解扰/解扩之前进行码片级的自适应均衡。它的特点是有效恢复了被多径信道破坏的用户之间的正交性，抑制了多址干扰。研究表明，利用码片均衡原理实现的码片均衡器，其性能优于RAKE接收机。 5. RLS算法与LMS算法的主要异同点？
2答：LMS算法使均衡器的输出信号与期望输出信号之间的均方误差E??e(n)??最小，
基于最小均方误差准则，优点是结构简单，鲁棒性强，其缺点是收敛速度很慢。RLS算法基于最小二乘准则，调整自适应滤波器的权系数向量W(n)，使估计误差的加权平方和RLS算法对输入信号的自相关矩阵Rxx(n)的逆进行递推估计J(n)???n?i?e(i)最小。
i?1n2更新，因此收敛速度快，其收敛性能与输入信号的频谱特性无关。但是RLS算法的计算复杂度很高，所需的存储量极大，不利于实时实现；倘若被估计的自相关矩阵的逆失去了正定特性，还将引起算法发散。
6. RAKE接收机的工作原理是什么？ 答：由于在多径信号中含有可以利用的信息，所以CDMA接收机可以通过合并多径信号来改善接收信号的信噪比。其实RAKE接收机所作的就是：通过多个相关检测器接收多径信号中的各路信号，并把它们合并在一起。图题5.1-1所示为一个RAKE接收机，它是专为CDMA系统设计的分集接收器，其理论基础就是：当传播时延超过一个码片周期时，多径信号实际上可被看作是互不相关的。
r(t)中频或基带CDMA多径信号 相关器1 相关器2 相关器L 求和? m0(t) × 积分 m1(t) × 积分 比较输出
图题5.1-1 RAKE接收机结构图
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RAKE接收机利用多个相关器分别检测多径信号中最强的L个支路信号，然后对每个相关器的输出进行加权，以提供优于单路相关器的信号检测，然后再在此基础上进行解调和判决。
7. 假定一个移动通信系统的工作频率为900 MHz，移动速度v=80 km/h,试求： （1） 信道的相干时间；
（2） 假定符号速率为24.3ks/s，在不更新均衡器系数的情况下，最多可以传输多少个符
号？
解：
（1）
Tc?90.4230.423?0.423c????6.34ms 216?fmfmvfv（2）最多可以传的符号数
N?24.3kb/s?Tc?24300?0.00634?154
第六章 思考题与习题
1. 试说明多址接入方式的基本原理，以及什么是FDMA、TDMA和CDMA方式？ 答：多址接入方式的基本原理利用射频频段辐射的电磁波来寻找动态的用户地址，为了实现多址信号之间互不干扰，无线电信号之间必须满足正交特性。
当以传输信号的载波频率不同来区分信道建立多址接入时，称为频分多址(FDMA)方式；当以传输信号存在的时间不同来区分信道建立多址接入时，称为时分多址(TDMA)方式；当以传输信号的码型不同来区分信道建立多址接入时，称为码分多址(CDMA)方式。 5．设系统采用FDMA多址方式，信道带宽为25kHz。问在FDD方式下，系统同时支持100路双向话音传输，则需要多大系统带宽？
解：每一路信号占用一个信道，又由于系统采用的是FDD方式，上下行链路各采用一个信道，所以上下行链路各需要的系统带宽为 25?100?2500kHz?2.5MHz 6． 空分多址的特点是什么？空分多址可否与FDMA、TDMA和CDMA相结合，为什么？
答：空分多址的特点是：
a) 通过空间的分隔来区分不同的用户
b) 利用无线的方向性波束将小区划分成不同的子空间来实现空间的正交分割 c) 可以在不同的用户方向上形成不同的波束 d) 可以增加系统容量
空分多址可以与FDMA、TDMA、CDMA相结合，因为在不同波束里的用户，干扰很小，在同一波束覆盖范围的不同用户就跟一般的蜂窝系统的一个小区差不多，在这个覆盖区域中，我们可以利于利用和FDMA、TDMA、CDMA相结合来进一步提高系统的容量。 7． 何为OFDMA？它有何特点？
答：OFDMA是每个用户分配一个OFDM符号中的一个子载波或一组子载波，以子载波频率的不同来区分用户，是正交频分多址接入。
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OFDMA是一种灵活的多址方式，它具有以下特点： （1）OFDMA系统可以不受小区内的干扰。 （2）OFDMA可以灵活地适应带宽的要求。
（3）当用户的传输速率提高时，直扩CDMA的扩频增益有所降低，这样就会损失扩频系统的优势，而OFDMA可与动态信道分配技术相结合，以支持高速率的数据传输。 8． 何为OFDM-TDMA？它有何特点？
答：OFDM-TDMA是OFDM调制技术与TDMA多址技术相结合而用来实现多用户OFDM系统。
OFDM-TDMA多址接入有如下特点：
（1）OFDM-TDMA方案在特定OFDM符号内将全部带宽分配给一个用户，该方案不可避免地存在带宽资源浪费、频率利用率较低和灵活性差等不足。
（2）OFDM-TDMA方案的信令开销很大程度上取决于是否采用滤除具有较低信噪比子载波的技术和自适应调制/编码技术，采用这些技术虽然可以改善性能但也会增加信令开销。
10. 简述OFDM与CDMA结合的必要性，并说明不同结合形式的原理与特点。
答：当用户的传输速率提高时，直扩CDMA的扩频增益有所降低，这样就会损失扩频系统的优势，而OFDM可以解决信道的时间弥散性问题。CDMA技术和OFDM技术各有利弊，将二者结合起来，取长补短，以达到更好的通信传输效果。
OFDM与CDMA结合有以下三种形式: (1) MC-DS-CDMA 原理是发送数据序列（假定这个序列已经过映射、调制）首先
经过串并变换变成Nc路并行输出，然后并行的每路数据由相同的短扩频码序列扩频，最后对这Nc路数据进行OFDM调制。特点是每个符号在多载波上传送，可以应用分集合并技术；比其它多载波扩频系统的实现更复杂。 (2) MT-CDMA发射设备也利用给定扩频序列在时域扩频。但是，与MC-DS-CDMA
不同的是串并转换后的数据先进行OFDM调制，然后再求和，最后再对求和信号进行长扩频序列的时域扩频。特点是对上行传输链路比较有利，因为它不需要用户间的同步
(3)
MC-CDMA系统采用频域扩频的方式。其基本过程是：每个信息符号由一个特定的扩频码片进行扩频，然后将扩频以后的每个符号调制到一个子载波上，因此，若扩频码的长度为Nc，则对应的这Nc个子载波传输的是相同的信息数据。
特点：MC-CDMA具有最佳的频谱分布，抗干扰能力强，而且发射机的实现较简单，应用长扩频码在降低自干扰和多址干扰上取得的效果，可以与传统的CDMA系统的特性相比，检测器可以非相关地独立进行；各个子载波在同一物理信道中心部分的频谱叠加成分最多，频谱分布不均匀，导致调制信号要经历码间干扰和信道间干扰。
第七章 思考题与习题
1. GSM系统采取了哪几种抗衰落、抗干扰的技术措施？
答：GSM系统采取了自适应均衡、跳频、纠错码、分集、扩频、采用扇区天线、多波束天线和自适应天线阵列等抗衰落、干扰的技术措施
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现代移动通信-蔡跃明-第三版-习题参考答案
