移动通信基础重点课后习题解答Word文件下载.docx
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2.3计算路径损耗,见教材P20
2.6什么是大气折射效应?
有哪几种类型?
P23-24
在对流层中大气折射率随着高度不同也会跟着变化,这导致电波在对
流层传播时会不断折射,从而使传输轨迹弯曲,这种现象称之为大气
折射。
电波传播在大气中的折射分为三类:
A无折射,B负折射,C正折射
(又可分为标准大气折射、临界折射、超折射三类)
2.7什么是等效地球半径?
为什么要引入此概念?
标准大气的等效地
道中,星型16QAM比方型16QAM更具有吸引力。
3.10OFDM调制方式和传统调制方式有何异同?
它的优缺点是什
么?
P71
OFDM技术主要有如下几个优点:
首先,抗衰落能力强。
OFDM把用户信息通过多个子载波传输,在每个子载波上的信号时间就相应地比同速率的单载波系统上的信号时间长很多倍,使OFDM对脉冲噪声(ImpulseNoise)和信道快衰落的抵抗力更强。
同时,通过子载波的联合编码,达到了子信道间的频率分集的作用,也增强了对脉冲噪声和信道快衰落的抵抗力。
因此,如果衰落不是特别严重,就没有必要再添加时域均衡器。
其次,频率利用率高。
OFDM允许重叠的正交子载波作为子信道,而不是传统的利用保护频带分离子信道的方式,提高了频率利用效率。
再者,适合高速数据传输。
OFDM自适应调制机制使不同的子载波可以按照信道情况和噪音背景的不同使用不同的调制方式。
当信道条件好的时候,采用效率高的调制方式。
当信道条件差的时候,采用抗干扰能力强的调制方式。
再有,OFDM加载算法的采用,使系统可以把更多的数据集中放在条件好的信道上以高速率进行传送。
因此,OFDM技术非常适合高速数据传输。
此外,抗码间干扰(ISI)能力强。
码间干扰是数字通信系统中除噪声干扰之外最主要的干扰,它与加性的噪声干扰不同,是一种乘性的干扰。
造成码间干扰的原因有很多,实际上,只要传输信道的频带是有限的,就会造成一定的码间干扰。
OFDM由于采用了循环前缀,对抗码间干扰的能力很强。
OFDM技术的不足之处包括以下方面:
对频偏和相位噪声比较敏感。
OFDM技术区分各个子信道的方法是利用各个子载波之间严格的正交性。
频偏和相位噪声会使各个子载波之间的正交特性恶化,仅仅1%的频偏就会使信噪比下降30dB。
因此,OFDM系统对频偏和相位噪声比较敏感。
功率峰值与均值比(PAPR)大,导致射频放大器的功率效率较低。
与单载波系统相比,由于OFDM信号是由多个独立的经过调制的子载波信号相加而成的,这样的合成信号就有可能产生比较大的峰值功率,也就会带来较大的峰值均值功率比,简称峰均值比。
对于包含N个子信道的OFDM系统来说,当N个子信道都以相同的相位求和时,所得到的峰值功率就是均值功率的N倍。
当然这是一种非常极端的情况,通常OFDM系统内的峰均值不会达到这样高的程度。
高峰均值比会增大对射频放大器的要求,导致射频信号放大器的功率效率降低。
负载算法和自适应调制技术会增加系统复杂度。
负载算法和自适应调制技术的使用会增加发射机和接收机的复杂度,并且当终端移动速度每小时高于30公里时,自适应调制技术就不是很适合了。
与其他载波调制方式的比较
不同的无线载波调制方式有不同的特性。
这些特性决定了在不同距离上传输不同数据量的能力。
以下提及的载波调制方式已被运用到各种无线技术中,正交频分复用与他们相比的区别分别为:
(一)固定频率
在一个特定的频段范围(通常非常窄)内传播信号的方式。
通过此方式传输的信号通常要求高功率的信号发射器并且获得使用许可。
如果遇到较强的干扰,信道内或者附近的固定频率发射器将受到影响。
对于许可证的要求就是为了减少相邻的系统在使用相同的信道时产生的干扰。
(二)跳频扩频
使用被发射器和接收器都知晓的伪随机序列,在很多频率信道内快速跳变以发射无线电信号。
FHSS有较强的抗干扰能力,一旦信号在某信道中受阻,它将迅速再下一跳中重新发送信号。
(三)直接序列扩频
在设备的特定的发射频率内以广播形式发射信号。
用户数据在空间传送之前,先附加“扩频码”,实现扩频传输。
接收器在解调制的过程中将干扰剔除。
在去除扩频码、提取有效信号时,噪声信号同时剔除。
(四)正交频分复用
同时在多个子载波频率上以广播形式发射信号。
每个子载波的带宽都很窄,可以承载
高速数据信号。
OFDM适用于严酷的信道条件。
由于OFDM具有较高的复杂度,有很多
方式来抗干扰。
对窄带干扰的抗干扰能力也不错,因为大量的正交的子载波和与DSSS
相似的信道编码机制。
第四章
4.1简述线性均衡与非线性均衡的异同?
P82
线性与非线性均衡技术的差别主要在于均衡器的输出被用于反馈控
制的方法。
通常,模拟信号通过接收机中的判决器,然后由判决器进
行限幅或阀值操作,并决定信号的数字逻辑值d(t)。
如果d(t)未被
用于均衡器的反馈逻辑中,那么均衡是线性的;
反之,如果d(t)被
应用于反馈逻辑中并帮助改变了均衡器的后续输出,那么均衡是非线
性的。
4.3分集技术的种类及各种分集技术的优势与适用范围?
P91-92
A空间分集
要求在基站处的分集天线之间必须隔得相当远,通常是波长的几十倍,才能实现信号
的非相关。
空间分集接收的优点是分集增益高,缺点是还需另外单独的接收天线。
B极化分集
极化分集实际上是空间分集的特殊情况,其分集支路只有两路,而且要求支路信号是
正交的,天线可以使用一个。
在移动环境下,两副在同一地点,极化方向相互正交的天
线发出的信号呈现出不相关的衰落特性。
这种方法的优点是它只需一根天线,结构紧凑,节省空间,缺点是它的分集接收效果
低于空间分集接收天线,并且由于发射功率要分配到两副天线上,将会造成3dB的信
号功率损失。
分集增益依赖于天线间不相关特性的好坏,通过在水平或垂直方向上天
线位置间的分离来实现空间分集。
C角度分集
使电磁波通过几个不同路径,并以不同角度到达接收端,而接收端利
用多个方向性尖锐的接收天线分离出不同方向来的信号,由于这些分
量具有相互独立的衰落,因而实现角度分集。
D频率分集
要求频率之间的间隔足够大,大于相干带宽,这样在接收端才可以得
到衰落特性不相关的信号。
频率分集与空间分集相比较,其优点是在接收端可以减少接受天线及相应设备的
数量,缺点是要占用更多的频带资源,所以,一般又称它为带内(频带内)分集,
并且在发送端可能需要采用多个发射机。
E时间分集
要求时间间隔足够远,大于信道的相干时间,以保证各次接收到的信号具有独立
的衰落环境,从而产生分集效果。
由于相干时间与移动台的速度成反比,所以当
移动台静止时,时间分集基本上没有用处。
时间分集与空间分集相比较,优点是减少了接收天线及相应设备的数目,缺点是
占用时隙资源增大了开销,降低了传输效率。
4.5比较各种典型的合并技术的合并增益,并且说明各自的应用方
式?
P93-94
A选择式合并、
选择式合并系统采用选择式合并技术时,N个接收机的输出信号先送入选择逻辑,
选择逻辑再从N个接收信号中选择具有最高基带信噪比的基带信号作为输出。
每增
加一条分集支路,对选择式分集输出信噪比的贡献仅为总分集支路数的倒数倍。
合并增益为接收机N的倒数之和。
B最大比合并、
在接收端由多个分集支路,经过相位调整后,按照适当的增益系数,同相相加,再送入检测器进行检测。
在接受端各个不相关的分集支路经过相位校正,并按适当的可变增益加权再相加后送入检测器进行相干检测。
在做的时候可以设定第i个支路的可变增益加权系数为该分集之路的信号幅度与噪声功率之比。
最大比合并方案在收端只需对接收信号做线性处理,然后利用最大似
然检测即可还原出发端的原始信息。
其译码过程简单、易实现。
合并增益与分集支路数N成正比。
C等增益合并
增益合并也称为相位均衡,仅仅对信道的相位偏移进行校正而幅度不做校正。
等增益
合并不是任何意义上的最佳合并方式,只有假设每一路信号的信噪比相同的情况下,
在信噪比最大化的意义上,它才是最佳的。
它输出的结果是各路信号幅值的叠加。
在合并增益上,当N(分集重数)较大时,等增益合并与最大比值合并后相差不多,约仅差1dB左右。
等增益合并实现比较简单,其设备也简单。
4.6说明几种信道编码的分类?
?
P96-97
按信息码元与监督码元之间的检验关系,可分为线性码与非线性码。
按照信息码元与监督码元间的约束方式不同,可分为分组码和卷积码。
按照信息码元在编码后是否保持原来的形式不变,可分为系统码与非
系统码。
按照对错误的处理方式,可分为检错码与纠错码。
4.9理解应用智能天线的工作原理,说明智能天线的技术特点和主要
分类,并且指出不同类别智能天线技术的不同,分析各自的应用领
域。
P104
A自适应天线波形约束技术
B用于基站的智能天线
C用于手机的智能天线
第五章
5.1语音编码技术的类型?
特点是什么?
P114
语音编码技术又可分为波形编码、参量编码和混合编码三大类。
波形编码是对模拟语音波形信号经过取样、量化、编码而形成的数字语音技术。
为了保证数字语音技术解码后的高保真度,波形编码需要较高的编码速率,一般在16~64kbps,可对各种各样的模拟语音波形信号进行编码均可达到很好的效果。
它的优点是适用于很宽范围的语音特性,以及在噪音环境下都能保持稳定。
实现所需的技术复杂度很低而费用中等程度,但其所占用的频带较宽,多用于有线通信中。
波形编码包括脉冲编码调制(PCM)、差分脉冲编码调制(DPCM)、自适应差分脉冲编码调制(ADPCM)、增量调制(DM)、连续可变斜率增量调制(CVSDM)、自适应变换编码(ATC)、子带编码(SBC)和自适应预测编码(APC)等。
参量编码是基于人类语言的发声机理,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。
在接收端,根据所收的语音特征参量信息,恢复出原来的语音。
由于参量编码只需传送语音特征参数,可实现低速率的语音编码,一般在1.2~4.8kbps。
线性预测编码(LPC)及其变形均属于参量编码。
参量编码的缺点在于语音质量只能达到中等水平,不能满足商用语音通信的要求。
对此,综合参量编码和波形编码各自的优点,即保持参量编码的低速率和波形编码的高质量的长点,又提出了混合编码方法。
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。
在混
合编码的信号中,既含有若干语音特征参量又含有部分波形编码信息,其
编码速率一般在4~16kbps。
当编码速率在8~16kbps范围时,其语音质量可
达商用语音通信标准的要求,因此混合编码技术在数字移动通信中得到了
广泛应用。
混合编码包括规则脉冲激励—长时预测—线性预测编码
(RPE-LTP-LPC)、矢量和激励线性预测编码(VSELP)和码激励线性预测
编码(CELP)等。
5.2对适用于移动通信的语音编码技术有哪些要求?
如何达到?
P114-115
什么样的语音编码技术适用于无线移动通信,这主要取决于无线信道
的条件。
由于频率资源十分有
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