移动通信一到十章文档格式.docx
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全球覆盖、国际漫游问题无法实现。
对第三代移动通信系统的要求：
能够提供全球无缝覆盖和漫游；
支持高速率的多媒体业务。
与第二代移动通信系统兼容，最终目标是实现终端和携带者的移动性，进而实现个人通信。
第二章：
1、移动通信的数字解调及调制的要求:
（1）必须采用抗干扰能力较强的调制方式（采用恒包络角调制方式抗严重的多径衰落影响）。
（2）尽量提高频谱利用率：
占用频带要窄，带外辐射要小（采用FDMA,TDMA调制方式）。
（3）占用频带要尽可能宽，但单位频谱所容纳用户数多（采用CDMA调制方式）。
（4）具有良好的误码性能。
2、MSK和FSK单位区别和联系：
FSK可采用包络检波法、相干解调法和非相干解调法等方法解调。
MSK是一种特殊形式的FSK，其频差是满足两个频率相互正交（即相关函数等于0）的最小频差，并要求FSK信号的相位连续。
其频差Δf=f2-f1=1/2Tb,MSK信号可以采用鉴频器解调，可以采用鉴频器解调，也可以采用相干解调。
与FSK性能相比，由于各支路的实际码元宽度为2Tb，其对应的低通滤波器带宽减少为原带宽的1/2，从而使MSK的输出信噪比提高了一倍。
3、与MSK相比GMSK的功率谱可以得到改善：
GMSK信号是通过在FM调制器（可以产生MSK信号）前加入高斯低通滤波器而产生，一般采用的高斯低通滤波器具有窄的带宽和陡峭的截止频率，冲击响应的过冲较小，从而达到平滑相位路径的目的。
消除了MSK相位路径在码元转化时刻的相位转折点，改善了功率谱。
4、QPSK、OQPSK和π/4-DQPSK星座图和相位转移图有和异同：
5、扩频系统的抗干扰容限是如何定义的，它与扩频处理增益关系如何：
扩频通信系统由于在发端扩展了信号频谱，在收端解扩后恢复了所传信息，这一处理过程带来了信噪比上的好处，即接收机输出的信噪比相对于输入的信噪比大有改善，从而提高了系统的抗干扰能力。
抗干扰能力大体上都与扩频信号带宽B与信息带宽Bm之比成正比。
其扩频处理增益也可用下式表示；
（扩频通信系统）
（跳频通信系统）
6、扩频通信的理论基础是：
香农定理C=Blog2（1＋S/N）其中C是可得到的链路速度，B是链路的带宽，S是平均信号功率,N是平均噪声功率，信噪比（S/N），由上式得出C一定可用不同带宽B和信噪比S/N组合来传输，当传输带宽较大时，可用较小的信号功率来传输，这表明带宽系统具有较好的抗干扰能力，应此信噪比太小不能保证通信质量，常采用带宽系统，也就是增加带宽来提高信道容量，以改善通信质量。
扩频通信：
是指用来传输信息的信号带宽远大于信息本身带宽的一种通信方式。
直接序列扩频通信的抗干扰机理：
犹豫干扰与扩频码不相关或相关性很小，则相关处理中的解扩器将干扰信号的能量扩展到整个扩频带宽内，则通过几代滤波器后输出将很小，因而减轻了干扰程度。
犹豫经过扩频吼，信号能量被扩展至整个带宽内，若带宽足够宽，则单位带宽上信号能量很小，可视为白噪声，即相当于工作在负信干比条件下，因此，被其他系统或用户截获的可能性很小。
直接序列扩频是直接用具有高码率的扩频序列在发送端去扩展信号的频谱。
而在收端，用相同的扩频码序列去解扩，把展宽的扩频信号还原成原始的信息
跳频是用一定码序列进行选择的多频率频移键控。
也就是说，用扩频码序列去进行频移键控调制，使载波频率不断的跳变。
跳频的抗干扰机理：
由于干扰与扩频码不相关或相关性很小，则相关处理中的解扩器将干扰信号的能量扩展到整个扩频带宽内，则通过基带滤波器后输出将很小，因而减轻了干扰程度，由于经过扩频后，信号能量被扩展到整个带宽内，若带宽足够宽，则单位带宽上信号能量小，可视为白噪声；
即相当于工作在负信干比条件下。
因此被系统或用户截获的可能性很小。
7、m序列是最长线性移位寄存器序列的简称。
m序列是由多级移位寄存器或其延迟元件通过线性反馈产生的最长的码序列。
在二进制移位寄存器中，若n为移位寄存器的级数，n级移位寄存器共有2n个状态，除去全0状态外还剩下2n-1种状态，因此它能产生的最大长度的码序列为2n-1位。
m序列是一种随机序列，具有随机性（在m序列码中，码元为“1”的数目和码元为“0”的数目只相差1个。
）一般m序列中，游程总数为2n-1，n是移位寄存器级数。
游程长度为K的游程出现的比例为2-K=1/2K,而1≤K≤n-2。
此外，还有一个长度为n的“1”游程和一个长度为（n-1）的“0”游程。
除了上述的随机性之外，m序列与其循环移位序列逐位比较，相同码的位数与不同码的位数相差1位。
其自相关函数具有二值的尖锐特性，但互相关函数是多值的。
8、m序列的周期2n-1
8、如何判断两个序列是正交的：
两个序列互相关系数为0。
9、伪随机序列的分类有哪几种：
m序列，Gold序列R-S码序列和Walsh函数。
第三章：
1、绕射损耗：
电波的直射路径上存在各种障碍物，由障碍物引起的附加传播损耗称为绕射损耗。
2、移动信道是变参信道。
3、电波的传输方式：
沿路径①从发射天线直接到达接收天线的电波称为直射波，它是VHF和UHF频段的主要传播方式；
沿路径②的电波经过地面反射到达接收机，称为地面反射波；
路径③的电波沿地球表面传播，称为地表面波。
例3-1设图3-3（a）所示的传播路径中，菲涅尔余隙x=-82m,d1=5km,d2=10km,工作频率为150MHz。
试求出电波传播损耗。
解先由式（3-13）求出自由空间传播的损耗Lfs为
［Lfs］（dB）=32.44+20lgd（km）+20lgf（MHz）
［Lfs］=32.44+20lg（5+10）+20lg150=99.5dB
由式（3-21）求第一菲涅尔区半径x1为
式中，λ=c/f,c为光速，f为频率。
由图3-4查得附加损耗（x/x1≈-1）为16.5dB,因此电波传播的损耗L为
［L］=［Lfs］+16.5=116.0dB
中等起伏地求损耗中值和信号功率中值
KT=0,LA=LT=Lfs+Am（f,d）-Hb（hb,d）-Hm（hm,f）
[Pp]=[PT]+[Gb]+[Gm]-[LT]
第四章：
1、均衡技术主要对抗码间干扰。
2、分集接收：
是指接收端对它收到的多个衰落特性互相独立（携带同一信息）的信号进行特定的处理，以降低信号电平起伏的办法。
分集有两重含义：
一是分散传输，使接收端能获得多个统计独立的、携带同一信息的衰落信号；
二是集中处理，即接收机把收到的多个统计独立的衰落信号进行合并（包括选择与组合）以降低衰落的影响。
在移动通信系统中可能用到两类分集方式：
一类称为“宏分集”；
另一类称为“微分集”。
“宏分集”主要用于蜂窝通信系统中，也称为“多基站”分集。
“微分集”是一种减小快衰落影响的分集技术，在各种无线通信系统中都经常使用。
又可分为空间分集，频率分集，极化分集，场分量分集，角度分集，时间分集。
4、合并方式比较：
（1）选择式合并：
选择式合并是指检测所有分集支路的信号，以选择其中信噪比最高的那一个支路的信号作为合并器的输出。
最大比值合并。
。
设第k个支路的信号功率为r2k/2，噪声功率为Nk,可得第k支路的信噪比为
（2）最大比值合并是一种最佳合并方式，等增益合并。
（3）等增益合并无需对信号加权，各支路的信号是等增益相加的。
5、把一个较长的突发差错离散成随机差错，再利用纠正随机差错的编码技术消除随机误差。
原因：
深度衰落，较长时间人为干扰，大自然突发噪声。
分集接收技术：
目标：
对抗多径信道造成的衰落和延时串扰。
采用哪些：
空间分集：
智能天线和多天线阵，用于基站和移动台。
频率分集：
跳扩频和直接序列扩频。
时间分集：
Ｒａｋｅ接收和ＡＲＱ重传。
分集方式分为宏分集和微分集。
微分集又分为：
时间、空间、频率、角度、极化、场分量分集。
接受合并方式：
选择式合并、最大比值合并和等增益合并。
6、交织编码主要用来纠正突发差错，即使突发差错分散成为随机差错而得到纠正。
通常，交织编码与上述各种纠正随机差错的编码（如卷积码或其它分组码）结合使用，从而具有较强的既能纠正随机差错又能纠正突发差错的能力。
交织编码不像分组码那样，它不增加监督元，亦即交织编码前后，码速率不变，因此不影响有效性。
在移动信道中，数字信号传输常出现成串的突发差错，因此，数字化移动通信中经常使用交织编码技术。
7、RAKE接收机：
时间分集
就是利用多个并行相关器检测多径信号，按照一定的准则合成一路信号供解调用的接收机。
需要特别指出的是，一般的分集技术把多径信号作为干扰来处理，而RAKE接收机采取变害为利的方法，即利用多径现象来增强信号。
第五章：
1、信道（频率）配置的两种方法：
（1）分区分组配置法分区分组配置法所遵循的原则是：
尽量减小占用的总频段，以提高频段的利用率；
同一区群内不能使用相同的信道，以避免同频干扰；
小区内采用无三阶互调的相容信道组，以避免互调干扰。
（2） 等频距配置法是按等频率间隔来配置信道的，只要频距选得足够大，就可以有效地避免邻道干扰。
这样的频率配置可能正好满足产生互调的频率关系，但正因为频距大，干扰易于被接收机输入滤波器滤除而不易作用到非线性器件，所以也就避免了互调的产生。
2、区群组成需满足的条件：
（1）区群之间彼此邻接且无空隙无重叠地覆盖整个面积；
（2）相邻单元中，同信道小区之间距离保持相等，且为最大，同意区群不能使用相同的频率。
（3）区群内小区数N=i^2+j^2+ij（i为沿任意边越过的小区数，j为转过60度越过的小区数。
3、区群的两种激励方式：
中心激励和顶点激励。
中心激励:
在每个小区中基站可设在小区的中央，用全向天线形成圆形覆盖区，顶点激励
将基站设计在每个小区六边形的三个顶点上，每个基站采用三副120度扇形辐射定向天线，分别覆盖三个相邻小区的个1/3区域，每个小区由三副定向天线共同覆盖，采用顶点激励方式，所接收的同频干扰功率仅为全向天线系统的1/3，因此可以减少系统的同道干扰，另外，在不同地点采用多副定向天线可消除小区内障碍物的阴影区，采用中心激励时每个区群需7个信道组，采用顶点激励，每个区群需21个信道组
4、空中接口（AirInterface）是指用户终端（UT）和无线接入网络（RAN）之间的接口，它是任何一种移动通信系统的关键模块之一，也是其“移动性”的集中体现。
多址方式是空中接口为不同用户分配相应的物理资源的方法和策略。
多址方式的选择是个复杂的问题，它要综合考虑调制方式、链路特性以及链路自适应技术等多方面因素。
IMT-Advanced系统选择多址方式的关键指标包括性能、灵活性、频谱效率、复杂度和成本，有更好的性能和频谱效率。
5、越区（过区）切换（Handover或Handoff）是指将当前正在进行的移动台与基站之间的通信链路从当前基站转移到另一个基站的过程。
越区切换包括三个方面的问题：
①越区切换的准则，也就是何时需要进行越区切换；
②越区切换如何控制；
③越区切换时的信道分配。
越区切换分为两大类：
一类是硬切换，另一类是软切换。
硬切换是指在新的连接建立以前，先中断旧的连接。
而软切换是指既维持旧的连接，又同时建立新的连接，并利用新旧链路的分集合并来改善通信质量，当与新基站建立可靠连接之后再中断旧链路。
在越区切换时，可以仅以某个方向（上行或下行）的链路质量为准，也可以同时考虑双向链路的通信质量。
位置区：
在移动通信系统中，将覆盖区域分为若干个登记区RA，登记区称为位置区（LA）
位置登记过程：
1.在管理新RA的信VLR中登记MT2.修改HLR中记录服务改MT的信VLR的ID3.在旧VLR和MSC中注销该MT
码分多址（CDMA）的分类：
FH-CDMA在FH-CDMA系统中，每个用户根据各自的伪随机（PN）序列，动态改变其已调信号的中心频率。
各用户的中心频率可在给定的系统带宽内随机改变，该系统带宽通常要比各用户已调信号（如FM、FSK、BPSK等）的带宽宽得多。
FH-CDMA类似于FDMA，但使用的频道是动态变化的。
FH-CDMA中各用户使用的频率序列要求相互正交（或准正交），即在一个PN序列周期对应的时间区间内，各用户使用的频率，在任一时刻都不相同（或相同的概率非常小），
DS-CDMA（WCDMA采用）在DS-CDMA系统中，所有用户工作在相同的中心频率上，输入数据序列与PN序列相乘得到宽带信号。
不同的用户（或信道）使用不同的PN序列。
这些PN序列（或码字）相互正交，从而可像FDMA和TDMA系统中利用频率和时隙区分不同用户一样，利用PN序列（或码字）来区分不同的用户
移动通信网的基本网络结构：
为什么说小区的最佳形状是正六边形
答:
在服务区面积一定的情况下,正六边形小区的形状最接近理想的圆形,用它覆盖整个服务区所需的基站个数最少,最经济.
第七章
GSM系统工作在以下射频频段：
上行（移动台发、基站收）890～915MHz
下行（基站发、移动台收）935～960MHz
收、发频率间隔为45MHz。
移动台采用较低频段发射，传播损耗较低，有利于补偿上、下行功率不平衡的问题。
由于载频间隔是0.2MHz，因此GSM系统整个工作频段分为124对载频，其频道序号用n表示，则上、下两频段中序号为n的载频可用下式计算：
下频段fl（n）=（890+0.2n）MHz（7-1）
上频段fh（n）=（935+0.2n）MHz（7-2）
每个载频有8个时隙，GSM共有124*8=992个物理信道，或说有1000个物理信道
GSM的调制方式是高斯型最小移频键控（GMSK）方式，矩形脉冲在调制器之前先通过一个高斯滤波器。
这一调制方案由于改善了频谱特性，从而能满足CCIR提出的邻信道功率电平小于-60dBW的要求。
高斯滤波器的归一化带宽Bt=0.3，基于200kHz的载频间隔及270.833kb/s的信道传输速率，其频谱利用率为（1.35b/s）/Hz。
GSM系统中，基站发射功率为500W每载波，每时隙平均为500/8=62.5W。
移动台发射功率分为0.8W、2W、5W、8W和20W五种，可供用户选择。
小区覆盖半径最大为35km，最小为500m，前者适用于农村地区，后者适用于市区。
由若干个TDMA帧构成复帧，其结构有两种：
一种是由26帧组成的复帧，这种复帧长120ms，主要用于业务信息的传输，也称作业务复帧；
另一种是由51帧组成的复帧，这种复帧长235.385ms，专用于传输控制信息，也称作控制复帧。
由51个业务复帧或26个控制复帧均可组成一个超帧。
由2048个超帧组成超高帧。
信道分类：
业务信道和控制信道
业务信道：
话音业务信道、数据业务信道
控制信道：
广播信道（BCH）（频率校正信道、同步信道、广播控制信道）公用控制信道（寻呼信道、准许接入信道）专用控制信道（独立专用控制信道、慢速辅助控制信道、快速辅助控制信道）
时隙的格式：
常规突发、频率校正突发、同步突发、接入突发
跳频是指载波频率在很宽频率范围内按某种图案（序列）进行跳变。
跳频系统的抗干扰原理与直接序列扩频系统是不同的。
直扩是靠频谱的扩展和解扩处理来提高抗干扰能力的，而跳频是靠躲避干扰来获得抗干扰能力的。
间断传输（DTx）技术，其基本原则是只在有话音时才打开发射机，这样可以减小干扰，提高系统容量。
采用DTx技术，对移动台来说更有意义，因为在无信息传输时立即关闭发射机，可以减少电源消耗。
位置登记（或称注册），是通信网为了跟踪移动台的位置变化，而对其位置信息进行登记、删除和更新的过程。
由于数字蜂窝网的用户密度大于模拟蜂窝网，因而位置登记过程必须更快、更精确。
主呼过程：
移动台（MS）在随机接入信道（RACH）上，向基站（BS）发出“信道请求”信息，若BS接收成功，就给这个MS分配一个专用控制信道，即在准许接入信道（AGCH）上向MS发出“立即分配”指令。
MS在发起呼叫的同时，设置一定时器，在规定的时间内可重复呼叫，如果按预定的次数重复呼叫后，仍收不到BS的应答，则放弃这次呼叫。
MS收到“立即分配”指令后，利用分配的专用控制信道（DCCH）与BS建立起信令链路，经BS向MSC发送“业务请求”信息。
MSC向VLR发送“开始接入请求”应答信令。
VLR收到后，经MSC和BS向MS发出“鉴权请求”，其中包含一随机数（RAND），MS按鉴权算法A3进行处理后，向MSC发回“鉴权”响应信息。
同一个MSC/VLR区内，不同BSC间的切换示意
FDMA蜂窝系统分配给每个小区的信道数：
n=W/NB<
=W/B
=M/
1、说明数字蜂窝系统比模拟蜂窝系统能获得更大通信容量的原因。
在技术方面分析，数字蜂窝系统采用调频和分集等干扰技术，有利于降低所需的载干比，减小共道再用因子，使频带利用率提高。
而且利用语音编码和信道编码，降低了语音编码速率，所以提高了系统的容量。
从多址方式分析，模拟蜂窝系统采用FDMA，数字蜂窝系统采用TDMA、CDMA。
TDMA系统划分信道时先将频段划分成若干频道，然后在每个频道上载划分若干时隙，用户使用某一频道上某一时隙，通信容量比只划分频道的FDMA大。
CDMA是以扩频信号为基础，利用不同码型实现不同用户的信息传输，而不只区分时隙和频率，有软容量特性，可以获得更大的容量。
2、试综合比较GSM、D-AMPS和PDC三种蜂窝系统的特征。
GSM系统的容量低于D-AMPS和PDC系统的容量，其原因何在？
3、
（1）、全速率和半速率话音信道：
载有编码语音的业务信道分为类，总速率为22.4kb/s为全速率，速率为11.4kb/s为半速率
（2）、广播控制信道：
传输公用控制信息的信道
（3）、公用（或公共）控制信道：
双向控制信道，用于在呼叫接续阶段传输链路连接所需要的控制信令的信道
（4）、专用控制信道：
“点对点”的双向控制信道，
（5）、鉴权:
当MS发出入网请求时，MSC/VLR就向MS发送RAND，MS使用该RAND以及与AUC内相同的鉴权密钥Ki和鉴权算法A3,计算出符号响应SRES，然后把SRES回送给MSC/VLR,验证其合法性。
（6）、HLRVLR:
当一个移动用户首次入网时，它必须通过移动交换中心（MSC），在相应的位置寄存器（HLR）中登记注册，把其有关的参数（如移动用户识别码、移动台编号及业务类型等）全部存放在这个位置寄存器中，于是网络就把这个位置寄存器称为原籍位置寄存器。
移动台的不断运动将导致其位置的不断变化。
这种变动的位置信息由另一种位置寄存器，即访问位置寄存器（VLR）进行登记。
4、
（1）尾比特和保护期的作用？
尾比特：
用于设置起始时间和结束时间。
保护期:
为了防止不同移动台按时隙突发的信号因传播时延不同而在基站中发生前后交叠现象。
（2）训练序列的作用是什么？
请说出训练序列在中间的优点。
如果放在帧开始或结尾有什么影响？
消除多径效应产生的码间干扰。
考虑到信道会快速发生变化，将训练序列放在中间，可以使前后两部分信息比特和训练序列所受信道变化的影响不会有太大的差别。
可能产生码间干扰。
5、TDMA蜂窝系统为什么要采用移动台辅助过区切换（MAHO）？
FDMA蜂窝系统是否也可以这样做？
（1）GSM系统采用的过区切换办法称之为移动台辅助切换（MAHO）法。
其主要指导思想是把过区切换的检测和处理等功能部分地分散到各个移动台，即由移动台来测量本基站和周围基站的信号强度，把测得结果送给MSC进行分析和处理，从而作出有关过区切换的决策。
TDMA技术给移动台辅助过去切换法提供了条件。
（2）不能，GSM系统在一帧的8个时隙中，移动台最多占用两个时隙分别进行发射和接受，在其余的时隙内，可以对周围基站的广播控制信道几次那个信号强度的测量。
而FDMA不符合MAHO的要求。
6、GSM系统在通信安全方面采取了那些措施?
鉴权加密设备识别用户识别码保密
7、GSM采取了那些抗干扰措施?
采用自适应均衡抵抗多径效应造成的时散现象,采用卷积编码纠随机干扰,采用交织编码抗突发干扰,采用跳频技术躲避干扰.采用间断传输技术。
8、GPRS系统在GSM系统的基础上增加了那些功能单元？
基于电路交换的GSM网络与基于分组交换的GPRS网络传输用户信息的过程有什么不同？
增加了SGSN（GPRS服务支持节点）和GGSN（GPRS网关支持节点）两个主要单元.GPRS仅在实际传送和接收时才使用无线资源,在一个小区内上百个用户可以分享同一带宽,多个用户共享一条无线信道,多个用户将数据分组打包在信道中传送.在GSM中将每个人的信息以帧的形式传输.
第八章码分多址
1.说明CDMA蜂窝系统能比TDMA蜂窝系统获得更大通信容量的原因和条件。
CDMA蜂窝系统的全部用户共用一个无线信道，用户信号的区分只靠所用码型的不同，因此，当蜂窝系统负荷满载时，另外增加少数用户只会引起话音质量的轻微下降，而不会出现阻塞现象。
在TDMA中，在全部频道或时隙被沾满以后，一个用户也不能增加了。
CDMA蜂窝系统还可以利用人类对活动的不连
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