哈工大电信院移动通信1-3章作业

1第一章

1-3单工通信和双工通信有什么区别？各有什么优缺点？

单工通信是指通信双方电台交替地进行收信和发信。优点：收发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。缺点：操作不方便，在使用过程中，往往会出现通话断续现象。

双工通信是指通信双方，收发机均同时工作。优点：任一方通话时都可以听到对方的语音，没有按“按-讲”开关，双方通话想市内通话一样。缺点：在使用过程中，不管是否发话，发射机总是工作的，故电能消耗大，这对以电池为能源的移动台是很不利的。

1-4无线信道几种双工方式各自的特点及优点分别是什么？

频分双工（FDD）利用两个不同的频率来区分收、发信道。即对于发送和接收两种信号，采用不同频率进行传输。

优点：快衰落对于FDD影响较小，FDD支持用户的移动速率高，能达到TDD的两倍甚至更高。FDD可以借助频率选择性进行干扰隔离，系统内和系统间干扰小。不需要复杂的网络规划和优化技术。

时分双工（TDD）利用同一频率但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，采用不同时间（时隙）进行传输。

时分双工的优点：

1.能够灵活配置频率，使用FDD系统不易使用的零散频段；

2.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；

3.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；

4.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；

5.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。

1-6 简述蜂窝移动通信系统的发展和各阶段的特点。

蜂窝组网理论的提出要追溯到20世纪70年代中期，随着民用移动通信用户数量的增加，业务范围的夸大，有限的频谱供给与可用频道数要求递增之间的矛盾日益尖锐。为了更有效地利用有效的频谱资源，美国贝尔实验室提出了小区制，蜂窝组网的理论。

（1）第一代蜂窝移动通信系统

20世纪70年代，美国贝尔实验室提出了蜂窝小区和频率复用的概念。

1978年，贝尔实验室开发了先进的数字移动电话系统，这是第一中真正意义上的具有随时随地通信的大容量的蜂窝移动通信系统。随后其他工业化国家也相继开发出蜂窝式公用移动通信网。特点：这些系统都是双工的基于频分多址的模拟指示系统，其传输的无线信号为模拟量，利用蜂窝组网技术以提高频率资源利用率，采用蜂窝网络结构，客服大区制容量密度低、活动范围

受限的问题。但它也存在很多缺点：频谱利用率低，通信容量有限，通话质量一般，保密性差，制式太多，标准不统一，互不兼容，不能提供非话数据业务，不能提供自动漫游。

（2）第二代蜂窝移动通信系统

由于模拟系统存在的缺陷，第二代数字移动通信系统（2G）应运而生。

1992年欧洲提出了第一个基于时分多址的数字蜂窝标准，随后美国提出了基于TDMA的IS-54和基于窄带的DS-CDMA的IS-95，1994年日本提出了PDC 系统。其中应用最广泛、影响最大、最具代表性的是GSM系统和IS-95系统。随着Internet的发展，又出现2.5G系统，如GPRS/EDGE和CDMA2000 1x。

第二代系统是蜂窝数字移动系统，使原有系统具有数字传输的种种优点，并克服了模拟系统所存在的很多缺陷，话音质量和保密性能获得很大提高，而且可以进行省内、省际自动漫游。

（3）第三代蜂窝移动通信系统

3G的代表技术有WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA和WiMAX。

第三代系统工作在2000MHz波段，最大传输速率为2000Kb/s，是第二代系统的演进和发展，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功能，不仅能接受和发送语音、数据信息，而且还能接受和发送静、动态如想以及其他数据业务；而且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，解决全世界存在的系统容量问题：系统设备价低，业务服务高质、低价，满足个人通信化要求。

（4）第四代蜂窝移动通信系统

4G是3G技术的进一步演化，代表技术有TD-LTE-Advanced和Wireless MAN-Advanced。

TD-LTE-Advanced的相关特性：

a．带宽：100MHz

b．峰值速率：下行1Gbps，上行500Mbps

c．峰值频谱效率：下行30bps/Hz,上行15bps/Hz

d．针对室内环境进行优化

e．有效支持新频段和大带宽的应用

f．峰值速率大幅度提高，频谱效率有限的改进

Wireless MAN-Advanced的优势如下：

a．提高网络覆盖，改建链路预算

b．提高频谱效率

c．提高数据和VOIP容量

d．低延时&QoS增强

e．功耗节省

1-10 简述移动通信的发展趋势和方向

移动通信已经基本实现了人与人的互联，并正在实现人与互联网的互联，4G 技术使手机上网用户数量产生飞跃。

1. 在实现人与互联网的互联之后，人类将迎来人与物、物与物之间互联的物联网时代。手机的应用将取代手机的技术成为移动通信领域的主角，开发手机新用途将是未来竞争的焦点。宽带化、智能化、个性化、媒体化、多媒体化、环保化是世界移动通信发展的新趋势。

2. 关于手机的定位功能，不仅应该提供普通卫星导航仪的功能，还应该发送用户的地理位置，记录用户的行踪，当用户抵达目的地后，还应为用户提供更多的服务。

3. 随着物联网时代的到来，医疗设备将被大量嵌入SIM 卡，手机将能广泛的用于医疗保健领域。

4. “手机电子货币”将会越来越普及，不仅可以是支付系统实现无纸化，而且还可以代替银行卡，迎来“无卡化”时代。

5. 后4G 时代的移动通信，也将向着“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，达到无约束自由通信的最高境界。

第二章

2-2发射功率为100W ，

dBm ：100W 10log =50dBm 1mW ⎛⎫

⎪⎝⎭ dBW:100W 10log =20dBW 1W ⎛⎫ ⎪⎝⎭

载波频率为f =900MHz ，收发天线间的距离为100m ，即d =0.1km ，当天线发射增益G T 为单位增益，即为1，接收天线的增益GR 也为1时，

自由空间的传输衰减L =32.45+20lg f+20lg d

771.535dB 1.4210L ==⨯

T R

P L=P -6T R 7P 100P ==7.0410L 1.4210W W =⨯⨯ 转换成dBm ，-67.0410=10lg 21.51T W P dBm mW ⎛⎫⨯≈ ⎪⎝⎭

2-5 工作频率为800MHz ，则工作波长8

8

310=0.375m 810λ⨯=⨯ 移动速度v =60km/h=16.67m/s

由于移动终端背离激战运动，入射波和反射波的夹角为=π∂ 多普勒频移()16.67=cos =-1-44.440.375

d v

f Hz λ∂⨯≈ 2.6 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收端叠加，有时是同相叠加而增强，有时是反向叠加而减弱。这样接收信号的幅度将急剧变化，产生所谓的多径衰落。 多径延时与相关带宽的关系为1

=,2Bc ττσπσ为rms 时延扩展

2.7 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