第一章
1.3 单工通信与双工通信有何区别？各自有何优缺点？
答：单工通信是指通信双方交替进行收信和发信，而双工通信是指通信双方收、发信机同时工作，即任一方讲话时，都可以听到对方的语音，双方通话像市内通话一样
单工通信优点：收、发信机可使用同一副天线，而不需要天线共用器；设备简单，功耗小，由于没有收发转换装置无反馈
缺点：由于收发皆用一个频率，当附近有邻近频率的电台工作时，就会造成强干扰；操作不方便，在使用过程中往往会出现通话断续现象
双工通信优点：频率间隔发送/接收有助于提高抗干扰能力；使用方便，不需收发控制操作，特别适用于汽车无线电话系统使用；
缺点：移动台之间没有直接的联系，需要基站；发射机通常处于连续发射状态，功耗大 1.4 无线信道几种双工方式各自的特点机优点分别是什么？ 有频分双工（FDD）和时分双工（TDD）
FDD利用两个不同的频率来区分收发心道，即对于发送和接受两种信号，采用不同的频率进行传输。
TDD利用同一频率但两个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时隙转换点，提高下行时隙比例，能够很好的支持非对称业务； 具有上下行信道一致性，基站的接收和发送可以共用部分射频单元，降低了设备成本； 接收上下行数据时，不需要收发隔离器，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，能够更好的采用传输预处理技术，如预RAKE技术、联合传输(JT)技术、智能天线技术等，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
1.5 简述蜂窝移动通信系统的发展和各阶段的特点 答：第一代蜂窝移动通信系统
第一代移动系统采用模拟电路，此时的道移动通信系统为模拟通信系统，采用FDD双工方式，FDMA多址接入方式，并且采用大区制
有很多缺点：频谱效率(吞吐量)低，系统容量有限，话音质量和保密性差，系统之间不兼容，无非话音业务，无自动漫游
第二代移动通信系统
典型的第二代移动通信系统有GSM，IS95，日本的PDC 优点：克服了第一代移动通信的缺点，采用数字传输，，是话音质量，保密性获得了很大的提高，而且可以进行省内，省级自动漫游
缺点：单款首先，无法实现移动的多媒体业务，不支持全球漫游 第三代移动通信系统
第三代系统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业务，不仅能够收发语音信号，而且能收发静态动态图像以及其他数字业务，同时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，解决了全世界存在的系统容量问题；系统设备价低，业务服务质量高，低价，满足个人通信化要求 第四代移动通信系统
4G是3G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，二十多种技术的融合，它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机广播电视领域的技术，因此，对于4G中使用的核心技术主要有：正交频分复用，软件无线电技术，智能天线技术，多输入多输出技术，基于IP的核心网等
1.8 简述移动通信的发展趋势和方向
未来移动通信要实现通信无处不在，同时克服时延问题以及能耗问题
后4G时代的移动通信，将向着“个人通信”的目标大步迈进，是人类彻底摆脱现有通信网的束缚，达到无拘无束自由通信的最高境界 附加题
移动通信系统中专网和公网的基本概念是什么？两者之间有什么区别？
专用业务移动通信系统是在给定业务范围内，为部门、行业、集团服务的专用移动通信系统 公网是指由运营商统一建网，公众平等使用的公用网 目标用户群
专网：以团体为单位的，团体中的个体用户往往在工作上具有一定的联系，并分为不同的优先等级
公网：以个体用户为单位的，通话对象具有随机性，系统内部用户之间是平等的，不区分优先级 业务特征 专网：“一呼百应”的群组呼叫，通信作业一般以群组为单位，以调度台管理为特征 公网：“一对一”通信，个体用户之间是平等的，被叫用户有权拒绝主叫用户的呼叫 组网模式
专网：需要根据用户的工作区域进行组网，而不是根据业务量的大小决定组网的先后顺序 公网：通过事先预测和事后统计观察根据业务量和用户地理分布进行网络组织 系统性能要求
专网：在系统安全性、可靠性、通信接续时间、通信延时等方面都有更高的要求，适合于承载大量频繁的通信接续需要
公网：适合于次数不多但接续时间较长通信的要求 系统功能
专网：基本功能包括组呼、私密呼以及电话互连呼叫等。补充功能包括调度区域选择、多优先级等，对于特殊用户还需提供双向鉴权、空中加密、端到端加密等功能 公网：公众移动通信系统功能没有特殊要求 终端要求
专网：除功能、性能的一般性要求外，从外观上，还要适应现场恶劣工作环境的需要，往往很难做到外观的小巧、漂亮，从类型上，除手持终端外，还要求有车载和固定终端
公网：除一般的功能、性能要求外，主要追求外观的精美、小巧等，而且主要是手持终端 运营管理
专网：具备用户（指团体用户）自行管理的能力
公网：由运营商统一进行网络建设、运营维护和日常用户管理 计费方式
专网：与用户团体的终端用户数量、服务质量、业务区域范围、业务功能种类等因素有关 公网：按照统一的资费政策基于个体用户的业务使用情况进行计费的
第二章
2.2若发射机发射功率为100W，请将其换算为dBm和dBW。 如果发射机的天线增益为单位增益，载波频率为900MHz，求出在自由空间中距离天线100m处的接收功率为多少？ PT（dBm）=10log [PT(mW)]
=10log [100*103mW] =50 dBm PT（dBW）=10log [PT(W)]
=10log [100] =20 dBW 当d=100m时，
自由空间传播损耗Lbs=32.45+20lgf（MHz）+20lgd(km) =71.5dB
PR= PT-Lbs=20 dBW-71.5dB=-51.5 dB
2.3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，前向天线（G=1），距离分别为d=10m,d=100m 当d=10m时，
自由空间传播损耗Lbs =32.45+20lgf（MHz）+20lgd(km) =66.4dB
PT = PR +Lbs=66.4dB+1dBm=67.4dBm 当d=100m时，
自由空间传播损耗Lbs =32.45+20lgf（MHz）+20lgd(km) =86.4dB
PT = PR +Lbs=86.4dB+1dBm=87.4dBm
2.6 工作频率为800MHz、移动速度为60km/h的移动终端背离基站运动，请问其多普勒频移为多大？
α=π cosα=-1
fd=v/λcosα=-16.7/0.375=-44.4Hz
2.7多径衰落的原因是什么？多径时延和相关带宽的关系是什么？
无线电波在传播路径上受到环境中地形或建筑物等作用而产生反射、绕射和散射，是的借手机接收到的信号十多个路径传来的不同信号的叠加，这种多径传播会导致接收端信号的幅度、相位和到达时间的随机变化，即多径衰落 多径时延和相关带宽都是由多径导致，根据公式 Bc=Δf=1/2πδτ
可知，时延宽展δτ越大，相关带宽越小，信道容许传输的不失真频带越窄；反之，δτ越小，相关带快越大，信道容许传输的不失真频带就越宽 2.8多径时延和相关带宽对传输信号带宽有什么影响？
当输入信号带宽远小于信道的相关带宽，则输出信号频谱中，频谱分量幅度和相位关系就是确定的，此时衰落为平坦衰落，反之，如输入信号的带宽大于信道相关带宽，则会出现频率选择性衰落，引起输出信号的失真，对于数字通信来说则会引起误码
Bc=Δf=1/2πδτ
要使信号不出现频率选择性衰落，则信号贷款应小于信道带宽，因此多径时延和相关带宽闲着了传输信号带宽，时延扩展越大相关带宽越小，则允许的信号贷款就越窄 2.9什么是频率选择性衰落？是么是快衰落？它们出现的原因分别是什么？
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。
原因：当信道具有恒定增益和线性相位，并且相关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，此时接收信号中包含了经历衰减和试验的发送信号波形的多径波，因而导致接收信号失真 产生条件Bs>BC或Ts<δτ
当信道的相关时间比发送信号的周期短，且基带信道的带宽Bs小于多普勒扩展BD，信号的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 产生条件Ts>Tc或Bs 2.10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。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？ 路径传输损耗由自由空间传播损耗、环境因素、天线因素和地形因素决定。 阴影衰落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。阴影衰落近似服从于对数正态分布。 多径衰落损耗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到40dB的变化。其一般服从于瑞利衰落或莱斯衰落。 多径衰落有瑞利分布模型、莱斯分布模型和Nakagami-m分布模型 瑞利分布：对于多径信道，当发射机与接收机之间没有直射波路径并且有大量发射路径存在且到达接收机天线的方向角是随机的0到2π均匀分布，各个反射波的幅度和相位都是统计独立的 莱斯分布：当存在一个主要的稳定的（非衰落）信号分量时，这种情况下，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。 Nakagami-m分布通过基于场测试的实验方法，用曲线拟合，达到近似分布。 2.11 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400MHzz,在市区工作，传播路径为准平滑地区，通信距离为10km，求传播路径损耗中值 Lbs =32.45+20lgf（MHz）+20lgd(km) =104.5dB LT= Lbs + Am(f,d)-Hb(hb,d)-Hm(htn,f) 查表可得 Am(400MHz,10km)=26dB Hb(100m,10km)=-4dB Hm(3m，400MHz)=0dB LT=104.5+26-（-4）-0=134.5dB 2.12 E(?)?20.01?0?0.1?1?0.1?2?1?5?4.38?s 0.01?0.1?0.1?10.01?02?0.1?12?0.1?22?1?52E(?)??21.07?s20.01?0.1?0.1?1 ???E(?2)?E2(?)?21.07?4.382?1.37?s 因此，平均附加时延相关带宽： ??4.38?s，rms时延扩展????1.37?s BC?1(2???)?1(2???1.37)?116KHz 由于信号带宽应小于相关带宽，所以在不使用均衡器的条件下，适合AMPS业务，不适合GSM业务 第三章 3.2 语音压缩编码有哪3中主要类型？移动通信中主要采用哪些种类型的语音压缩编码？ 有波形编码、参量编码、混合编码 波形编码：波形编码是对模拟语音波形信号经过采样、量化、编码而形成的语音编码技术 参量编码：是基于人类云烟的发生机理，找出表征语音的特征参量，对特征参量进行编码的一种方法 混合编码：是基于参量编码和波形编码发展的一类新的编码技术 移动通信中主要采用混合编码 3.3移动通信对数字语音编码的要求包括哪些？ 1.速率较低，纯编码速率应低于16kps 2.在一定编码速率下的音质应尽可能高 3.编码时延要短，控制在及时毫秒内 4.编码算法应具有较好的抗误扰码性能，计算量小，性能稳定 5.算法发杂程度适中，编译码器应变与大规模集成 3.4简述RPE-LTP编码器5个主要部分的作用 （1）预处理，即去直流分量和进行预加重。 （2）LPC分析，这部分就是按线性预测编码的原理求预测滤波器系数。 （3）短时分析滤波，这部分对信号做短时预测分析，产生短时残差信号。 （4）长时预测，进行一次长期预测，以去掉其冗余并优化。 （5）规则脉冲编码，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。 3.5简述CELP的基本原理 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。 3.10 （1）设输入信息序列为101110010，画出编码网格图
哈工大移动通信第一次作业5分 - 图文
