期末移动通信试卷及答案
考试形式：开卷
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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。
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．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。
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．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。
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）及纠错码四部分，分别介绍如下。
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．简述网络设备节点SGSN和GGSN的功能？
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．试论述CDMA 软切换的主要优缺点及其呼叫过程。
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。
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？
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．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)
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