移动通信原理习题答案5章.docx
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移动通信原理习题答案5章
Chapter1
1为什么寻呼系统需要提供较低的数据传输速率？
较低的数据速率如何实现更好的覆盖？
答：
寻呼系统用来提供高度可靠地覆盖，甚至包括建筑物内部。
而建筑物能削弱无线信号
20-30dB。
因此我们希望在信号传输过程中提高信噪比。
发射功率是一定的，因此提高信噪
比要求降低接收端的噪声电平，因为噪声电平和射频带宽成正比，因此提高信噪比必然要求
我们减小射频带宽，射频带宽的减小导致较低的数据传输速率。
寻呼机的接收信噪比随着寻呼机与基站距离的增加而减小。
若将寻呼系统的覆盖范围用寻呼
机正确接收所需的最低信噪比门限来表示，那么为了得到更好的覆盖，可以通过降低噪声功
率来使得信噪比满足门限限制，即降低频带宽度（使得速率降低）。
2、假设蜂窝电话使用容量为1安培小时的电池。
假设蜂窝电话在空闲时耗电35mA，通话
时耗电250mA。
如果用户一直开机，并且每天通话3分钟，那么这个电池能用多久？
每天
通话6小时呢？
该电池最多能通话多久。
答：
每天通话三分钟，则每天耗电：
35*（24-3/60）+250*3/60=850.75mAh，故可用1000/850.75=1.175天=28.21小时
每天通话6小时，则每天耗电：
35*18+250*6=2130mAh>1000mAh，故一天不能通话6小时，最长通话时间为：
1000/250=4小时。
移动通信原理习题
Chapter3
2、一个FDD蜂窝电话系统分配有24MH乙总带宽，并使用两个30kHz信道来提供全双工语音和控制信道。
设每个小区电话用户的业务量为0.1Erlang。
假设使用ErlangB公式。
（a）计算在4小区复用系统中每个小区的信道数。
（b）设每个小区的信道能够达到90%的利用度（也就是说总有90%的信道在被用户使用）,计算当每个基站使用全向天线时，每个小区所支持的最大用户数目。
（c）如果按照（b）所计算出来的最大用户数同时发起呼叫，计算该系统的阻塞率。
（d）如果用每个新校区使用120°裂向来代替原基站的全向天线。
在到达与（c）中相同的
阻塞率时，每个小区所能支持的用户总数是多少。
（e）如果每个小区覆盖5kmf,在使用全向基站天线时，一个50km50km的城区环境可
以支持多少个用户。
（f）如果每个小区覆盖5km，在使用120°扇区天线时，一个50km50km的城区环境可以支持多少个用户。
答：
（a）总信道数：
24MHz400信道
2汉30kHz
每个小区信道数：
400/4=100信道每小区
（b）每个小区的信道能够达到90%的利用度，即总话务量A=uAu二90Erlang
=u=A/A,=90/0.仁900用户每小区
（c）查图3.6（p.54），当A=90Erlang，C=100信道时，GOS=0.03。
（d）每个扇区信道数为：
100/333信道每扇区，GOS=O.O3，查图3.6得，每个扇区
的话务量为A25Erlang，丄=A/代=25/0.1=250用户每扇区。
每小区用户数为，
uc=3比=750用户每小区。
50x50
（e）小区数：
Ncell500cells，用户数：
u二Ncell900二450000用户。
5
（f）用户数：
u=Nceii750=375000用户。
3、假设在只含有一个基站的移动无线系统中，每个用户平均每小时呼叫3次，每次呼叫平
均持续5分钟。
（a）每个用户的话务量强度？
（b）如果系统阻塞率为1%且只有1个信道可用，计算系统的用户数。
（c）如果系统阻塞率为1%且有5个信道可用，计算系统的用户数。
（d）如果系统中的用户数突然增大到（c）的结果的两倍，计算此时的系统阻塞率。
试问这样的性能能否被接受？
给出相应的证明。
答：
（a）每个用户的话务量强度：
Au二■H=35/60=0.25Erlang
（b）根据ErlangB公式，当C=1，阻塞率GOS=0.01时，有
AC
GOS=—C!
—k—0.01=A=0.01
CAk1+A
心订
系统能够容纳的用户数为：
A/Au=0.01/0.25=0.04用户，由于一个信道总能容纳一个用
户，故系统的用户数为1。
（c）根据ErlangB表，可得当GOS=0.01，C=5时，A=1.37,
所以系统能够容纳的用户数为：
A/代=1.37/0.25=5.48用户，故系统的用户数为5。
（d）系统中的用户数突增到10,提供的信道数仍为5，
系统中的话务量强度：
A=10，H=100.25=2.5Erlang，
由ErlangB表，可得：
系统的阻塞率为0.0697;通常情况2河下的GOS是可以接受的，此
时系统的阻塞率为6.97%，这样的性能是不能容忍的。
4、美国的AMPS系统使用800MHz内的50MHz频率，共有832个信道，其中42个作为信令信道。
前向信道频率比反向信道频率大45MHz>
（a）AMPS系统是单工的、半双工的、还是双工的？
每个信道带宽多少？
如何在基站和用户之间分配？
（b）假设一个基站在信道352上发送控制信令，频率为880.560MHz。
贝U信道352上的用户发射频率是多少？
（c）AMPS信道在A组和B组载频间平均分配，计算各自的控制信道数和话音信道数。
（d）假设你是一个7小区复用蜂窝系统的总工程师，要求在系统中平均为分布的用户设计
一个信道分配策略。
目前每个小区有3个控制信道（利用120°裂向），计算为每个控制信道
分配的话音信道数。
（e）对于理想的大小一致的六边形蜂窝小区的系统结构，7小区复用时两个最近的同频小区距离是多少？
4小区复用呢？
答：
（a）全双工。
每个信道带宽：
5010/832=60KHz
60KHz的全双工信道分为前向（基站到用户）信道和反向（用户到基站）信道，各30KHz,前者比后者频率高45MHz。
（b）880.560-45=835.560MHz
（c）总信道数832，控制信道数42,所以话音信道数为832-40=790,
则每组控制信道数42/2=21，话音信道数790/2=395。
（d）参考例3.3（p.50）
（e）根据同信道复用比（co-channelreuseratio）的定义可得对于六边形蜂窝：
Q=P=.3N，
R
故对于N=7小区，D=4.58R，其中R为小区半径；
对于N=4小区，D=3.46R
5、一个特定的区域被84个小区、簇大小为N的蜂窝无线系统覆盖，此系统可用的信道数为
300。
用户均匀分布，为每个用户提供的话务量为0.04Erlang。
假设阻塞呼叫被清除，阻塞
率为Fb=1%。
（a）在簇大小N=4寸，计算每个小区所承载的最大话务量。
当N=7,12时呢？
（b）当阻塞率为1%簇大小N=4寸，计算系统所支持的最大用户数。
当N=7,12时呢？
答：
（1）每个小区平均信道数为：
300/4=75
查表C=75,p=1%|A=60Erlang,同理可得当N=7,12时A勺为31Erlang,17Erlang。
（2）最大用户数为84*A/Au=126000,65100,35700。
移动通信原理习题答案
Chapter4
1、发射机的工作频率是50W假设接收机距发射机10km载频为6GHz,且为自由空间传播。
令Gt=1,Gr=1o
a）求接收机的功率。
b）接收机天线的电场幅度。
c）假设接收机天线具有纯实数阻抗50,且与接收机匹配，求用于接收机输入的rms电压（均
方根电压，即有效电压）。
答：
霁2=7.910,2W一-81dBm
（4兀）（10k）（6G）
c）Vr=.PRant=-7.910J250：
210^V
2、（a）在路径损耗分析中，解释双线地面模型的优点和缺点。
（b）在下列情况下，双线模型是否可以应用，解释原因。
ht=35m,hr=3m,d=250m
ht=30m,hr=1.5m,d=450m
（c）当蜂窝系统使用非常大的小区时，考虑双线传播模型提供的大尺度路径损耗的情况。
答：
（a）优点：
双线地面模型不仅考虑了直接路径，而且考虑了发射机和接收机之间的地面反射路径。
缺点：
未考虑发射机和接收机之间的地形、建筑物、植被等因素。
（b）—般地，当满足d10（hthr）时，可认为dL（hthr），此时可以应用双线模型。
当ht=35m,hr=3m,d=250m时，d:
:
:
10（^hr）=380m，不能应用双线模型。
当ht=30m,hr=1.5m,d=450m时，d10（hthr）=315m，可以应用双线模型。
（c）当蜂窝系统使用非常大的小区时，采用双线传播模型，认为接收功率随距离增大呈4
次方衰减，这比自由空间中的损耗要快得多，此时对于较大的d值，接收功率和路径损耗与
频率无关。
3、如果R=10W，Gt=10dB，Gr=3dB，L=1dB，频率为900MHz计算下图中刃形地
形的接收功率。
比较如果阻挡体不存在时理论上的自由空间接收功率。
在这种情况下，由绕射引起的损耗为多少？
*3kmx2km
答：
先计算自由空间中接收机的接收功率
Gt=10dB=10,Gr=3dB=2，L=1dB1.259
12
PGG210102（―）2
P=t七2r2=2234.4710二—53.5dBm
4二dL4二5k1.259
画出等效刃形绕射模型:
如图，W是555
Gd=20log41.4dBm
Iv丿
故绕射引起的损耗为Ross=41.4dBm，刃形地形的接收功率为
PyP-Ross--53.5-45.4--94.9dBm
4、假设在建筑物内进行局部平均信号强度的测试，发下测试数据呈对数正态分布，其均值
符合距离的指数函数。
假设均值功率定律为Rrd=d”.5。
如果距发射机d0=1m处的接
收信号为1mW，并且接收距离10m处,10%的测试高于-25dB，求解距离d=10m处路径损耗模型的标准差匚。
答：
路径损耗指数n=-3.5，以d。
=1m处的接收信号功率为参考，
1pl
P（d）=Pr（d0）+10nlog—（dBm）=0-35log（10）（dBm）=-35dBm2。
丿
-2535=10%=二他--7.75dB
\CTCT
Chapter5
1确定从一个静态发射机接收到的最大和最小频谱频率，该发射机的中心频率为
1950.000000MHz。
假设接收机的移动速度为（a）1km/h;（b）5km/h；c）100km/h；d）1000km/h。
答：
多普勒频移，最大和最小频率分别出现在接收机朝向和远离发射机运动的情况。
信号波长：
■
c3108
a_0.154m
f1950106
多普勒频移：
vvv
fdCOST=fdmax；-fdmax
⑻v=1km/h=0.278m/s时，fdma^1-8Hz，则最大和最小频谱频率为:
fmax二ffdmax=1950MHz1.8Hz=195
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