移动通信作业

⑵ 计算准平滑地形市区的损耗中值
➢ 由图2-10(a)查得： Am(f ,d ) Am(400,10) 26(dB )
➢ 由图2-10(b)查得：H b(hb ,d ) H b(100,10) 6(dB )
➢ 由图2-10(c)查得： H m(hm ,f ) H m(3,400) 0(dB )
➢ 频率复用：有限的频率资源可以在一定的范围内 被重复使用。
➢ 小区分裂：当容量不够时，可以缩小蜂窝的范围， 划分出更多的蜂窝，进一步提高频率的利用效率。
➢ 多信道共用和越区切换：多信道共用是为了保证 大量用户共同使用仍能满足服务质量的信道利用 技术，越区切换则为了保证通信的连续性。
2020/12/3
7
12
2020/12/3
华南理工大学广州学院
10
第二章作业解答
2 若发射机发射功率为100W，请将其换算成 (a) dBm和(b) dBW。如果该发射机的天线增 益为单位增益，载频为900MHZ，求出在自 由空间中距天线100m处的接收功率为多少
dBm?
解：
PT(dBW ) 10 lg(PTW ) 10 lg(100W ) 20dBW
➢ （2）第二代蜂窝移动通信系统（2G）：具有数 字传输的优点，并克服了模拟系统的很多缺点， 话音质量、保密性能获得很到的提高，而且可以 进行省内、省际自动漫游。
2020/12/3
华南理工大学广州学院
7
第一章作业解答
5 简述蜂窝移动通信系统的发展和各阶段的 特点
➢ （3）第三代蜂窝移动通信系统（3G）：第三代 系统是第二代的演进和发展，在2G基础上，3G增 加了强大的多媒体功能，同时具有较高的频谱利 用率，还满足个人通信化要求。
➢ 半双工：通信双方中一方使用异频双工，另一方 使用异频单工。
➢ 移动中继：为增加通信距离而使用的接收转发方
式。 2020/12/3
华南理工大学广州学院
4
第一章作业解答
3 单工通信与双工通信有何区别？各自有何 优缺点？
答：
➢ 区别在于收发信机是否同时工作。 ➢ 单工的优缺点：优点是收发信机使用同一副天线，
➢ （4）第四代蜂窝移动通信系统（4G）：4G是3G 的进一步演化，在传统基础上不断提高无线通信 的网络效率和功能，同时是多项技术的结合包括 传统移动通信领域的技术和宽带无线接入领域的 新技术及广播电视领域的结合。
2020/12/3
华南理工大学广州学院
8
第一章作业解答
6 我国2G和3G的主要工作频段是多少？ 答： 2G：900M频段
分布的平均附加时延和rms时延扩展。若信道
相关带宽按照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？
P(τ）/dB -10-10 0
解：功率分别为
-20
τ/μs
P(0) 20dB 0.01
0 1 2 345
(0.1)(1)2 (0.1)(2)2 0.01 0.1 0.1 1
(1)(5)2
25.5 1.21
21.07s 2
E( 2 ) E 2( ) 21.07 (4.38)2 1.37s
B c
1
2
2
1 1.37 106
116.2 103 Hz
显然，此信道对于AMPS业务(30kHz)适用，
2020/12/3
华南理工大学广州学院
22
第二章作业解答
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400MHz，在市区 工作，传播路径为准平滑地形，通信距离为 10km，求传播路径损耗中值。
解：⑴ 求自由空间的传播损耗Lfs
Lfs(dB ) 32.45 20 lg 400(MHz) 20 lg 10(km) 104.5dB
2020/12/3
华南理工大学广州学院
20
第二章作业解答
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。
答：
➢ (1)特性：
➢ 路径传输损耗是信道信号随无线电波传输距离变 化而变化，是大尺度衰落，距离增加，衰减增加， 衰减缓慢；
PR PT - Lfs 20.0dBW - 71.5dB -51.5dBW
2020/12/3
华南理工大学广州学院
13
第二章作业解答
3 对于自由空间路径损耗模型，求出空间接 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(G=1)，距离分别为 d=10m及d=100m。
➢ 上行：890M~915M ➢ 下行：935M~960M
3G：1800M频段和1900M频段
➢ 上行：1710M~1755M、1865M~1880M ➢ 下行：1805M~1850M、1945M~1960M
2020/12/3
华南理工大学广州学院
9
第二章作业
思考题与习题
2
8
3
9
4
10
6
11
而对于GSM业务(200kHz)不适用。
解：
➢ (1)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受的 信号产生频率选择性衰落。
➢ (2)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， 产生的衰落为快衰落。
2020/12/3
华南理工大学广州学院
6
第一章作业解答
5 简述蜂窝移动通信系统的发展和各阶段的 特点。
➢ （1）第一代蜂窝移动通信系统（1G）：传输的 无线信号为模拟量，利用蜂窝组网技术提高了频 率利用率，解决了容量密度低、活动范围受限的 问题，但是频率利用率低，通信容量有限，通话 质量一般，保密性差，只是太多，标准不统一， 互不兼容，不能提供给非话数据业务和自动漫游。
1001
4
3108 100 900106
2
7 106 W 7 10-3 mW 21.5dBm
lg3=0.48
lg5=0.7
lg7=0.85
2020/12/3
华南理工大学广州学院
12
第二章作业解答
也可利用公式先计算自由空间的传输损耗， 再用发射功率和传输损耗计算接收功率：
Lfs(dB ) 32.45 20 lg 900(MHz) 20 lg 0.1(km) 71.5dB PR PT - Lfs 50.0dBm - 71.5dB -21.5dBm
2020/12/3
华南理工大学广州学院
3
第一章作业解答
2 简述移动通信的工作方式与分类。
答：
➢ 按照通话状态和频率使用的方法，移动通信的工
作方式可分为不同的种类，有单向和双向、单工
和双工、移动中继等。
➢ 单工：指通信双方交替地进行收信和发信，又分 为同频单工和异频单工。
➢ 双工：通信双方收、发信机均同时工作，又分为 准双工和全双工。
2020/12/3
华南理工大学广州学院
16
第二章作业解答
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？
解：
➢ （1）原因：多普勒频移引起的的频谱扩展和多径 传播时延引起的时间弥散。
➢ （2）当 ρ(Δf)=0.5时，Bc=Δf=1/(2πστ)
2020/12/3
华南理工大学广州学院
解：
Lfs(dB ) 32.45 20 lg 5000(MHz) 20 lg 0.01(km) 66.5dB PT PR Lfs 1dBm 66.5dB 67.5dBm
37.5dBW 5623W
Lfs(dB ) 32.45 20 lg 5000(MHz) 20 lg 0.1(km) 86.5dB PT PR Lfs 1dBm 86.5dB 87.5dBm
P(dBm) 10 lg(P mW ) 10 lg(PW 103 )
T
T
T
10 lg(100 103 mW ) 50dBm
2020/12/3
华南理工大学广州学院
11
第二章作业解答
当d=100m时，利用公式确定接收功率：
lg2=0.3
PR
PT
GT
GR
4d
2
PT
GT
c
4df
2
57.5dBW 562KW
2020/12/3
华南理工大学广州学院
14
第二章作业解答
4 设双射线传播模型中h1=10m，h2=2m， 收发间距d=100m，求两路信号的相对时延。
d
2hthr d
2 10 2 100
0.4m
t d 0.4m 1.33109 s 1.33ns c 3108 m / s
➢ 阴影衰落是传播环境中地形变化、建筑物以及其 他障碍物对无线电波的遮挡而引起的衰落，是到 大尺度衰落，距离增加，衰减增加，衰减缓慢；
2020/12/3
华南理工大学广州学院
21
第二章作业解答
➢ 多径衰落是无线电波在传播过程中受散射体作用 导致接收到的信号是多个路径传来的不同相位、 幅度、到达时间的信号的叠加，是小尺度衰落， 极短时间极短距离中明显的波动衰落。
➢5 简述蜂窝移动通信系统的发展和各阶段的 特点。
➢6 我国2G和3G的主要工作频段是多少？
2020/12/3
华南理工大学广州学院
2
第一章作业解答
1 什么是移动通信？ 答：
➢ 移动通信是指通信双方至少有一方在移动中（或 者最临时停留在某一非预定的位置上）进行信息 传输和交换，这包括移动体和移动体之间以及移 动体和固定点之间的通信。
不需要天线共用器，设备简单，功耗小；缺点是 操作不方便，在使用过程中往往会出现通话断续 现象。
➢ 双工的优缺点：优点是通信方便，质量高；缺点 是功耗大。
➢ 准双工：优点是设备简单，功耗小，克服了通话 断续现象；缺点是操作仍不太方便。
2020/12/3
华南理工大学广州学院
5
第一章作业解答
4 蜂窝组网的理论中的几个重要部分是什么？ 答：
2020/12/3
华南理工大学广州学院
23
第二章作业解答
所以准平滑地形市区损耗中值为：
LT Lfs Am(f ,d ) H b(hb ,d ) H m(hm ,f )
104.5 26 (6) 0 136.5
2020/12/3
华南理工大学广州学院
24
第二章作业解答
12 未归一化的时延谱如下所示，试计算多径
2020/12/3
华南理工大学广州学院
15
第二章作业解答
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，请问其多谱勒频 移为多大？
解：
fd
v cos
v f cos c
(60
1wk.baidu.com3
3600) (800 106 ) 3 108
cos180o
400 9
44.4Hz
移动通信原理、技术与系统 作业解答
华广电信学院 主讲：曹英烈
2020/12/3
华南理工大学广州学院
1
第一章作业
思考题与习题
➢1 什么是移动通信？其主要特点是什么？
➢2 简述移动通信的工作方式与分类？
➢3 单工通信与双工通信有何区别？各自有何 优缺点？
➢4 蜂窝组网的理论中的几个重要部分是什 么？
P(1) P(2) 10dB 0.1
P(5) 0dB 1
2020/12/3
华南理工大学广州学院
25
第二章作业解答
解：
E( )
(0.01)(0) (0.1)(1) (0.1)(2) (1)(5) 0.01 0.1 0.1 1
5.3 1.21
4.38s
E( 2 )
(0.01)(0)2
➢ 模型：瑞利分布，发射机和接收机之间没有直射 波途径；莱斯分布，混合信号包络近似为瑞利分 布，发射机和接收机之间有直射波途径，且当信 号中没有主导分量时，莱斯分布转化为瑞利分布， 主导信号加强时，趋近于高斯分布；Nakagami-m 分布，对于无线信道的描述具有很好的适应性， m=1时，称为瑞利分布；m较大时，接近于高斯 分布。
华南理工大学广州学院
19
第二章作业解答
➢ (3)原因：Bs>Bc,信道中发送信号的时间色散引起 频率选择性衰减，信号会因色散而产生符号间干 扰，从频域来看，接收信号的不同频率会获得不 同增益。Ts>Tc,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时， 信道冲激响应在符号周期内变化很快产生快衰减。
17
第二章作业解答
8 多径延时和相关带宽对传输信号带宽有什 么影响？
解：多径延时越小，信道相关带宽就越大， 所能传输信号的带宽就越大；多径时延越大 相关带宽就越小，所有传输的信号带宽就越 小。
2020/12/3
华南理工大学广州学院
18
第二章作业解答
9 什么是频率选择性衰落？什么是快衰落？ 它们出现的原因分别是什么？