杭电移动通信重点整理.docx

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杭电移动通信重点整理

郭锐：

计算题：

（第二，三章）话务量计算，奥村模型

简答题：

软容量，软中断……基本概念

GSM30分，CDMA30分，移动通信基本知识10分，LTE10分

CDMA2000协议，带宽……架构图要画

交织方式：

比特交织，块交织

CDMA三个标准→WCDMA网络架构图→GMS

协议架构图

帧结构图

肖明波：

填空20*1’

选择题10*2’（单选或多选）

问答题6*7’

计算题2*9'

第一章

1.移动通信的基本特点P1

（1）．电波传播条件恶劣

（2）．具有多普勒频移效应，会导致附加调频噪声

（3）．干扰严重

（4）．接收设备动态范围大

（5）．需要采用位置登记、过境切换等移动性管理技术

（6）．综合了各种技术

（7）．对设备要求苛刻

（2005=2006）已知移动台运动速度v、工作频率f及电波到达角0，则多普勒频移为（fd=（vf/c）cos0）

（2011=2013）由于移动台的运动而产生的多普勒效应，其多普勒频移值

与移动台运动速度、电波到达角和工作频率有关。

2.移动通信使用的频段P5

移动通信使用VHF（甚高频）和UHF（特高频）频段，主要原因：

（课后题1）

⑴　VHF/UHF频段较适合移动通信，其传播范围在视距范围内。

　⑵　天线较短便于携带和移动。

　⑶　抗干扰能力强

3.移动通信系统中的均衡、分集、信道编码（信道编码郭锐说不用看）P9

（1）均衡技术可以补偿时分信道中由于多径效应产生的符号间干扰（ISI）

接收机的均衡器可对信道中的幅度和相位进行补偿.由于无线信道的时变性,均衡器往往需要自适应的.

自适应均衡器一般包括两种工作方式:

训练模式和跟踪模式.

注：

（2013）移动通信系统中，采用均衡器的目的是为了对抗无线多径信道所引起的（ISI）

（2）分集技术是另外一种用来补偿信道衰落的技术，它通常使用两个或多个接收天线来实现。

注：

（2013）（2011）（2008）（2007）常用的分集技术包括：

空间分集，时间分集，频率分集，极化分集

（2013）下列技术可以用来抑制信道衰落影响的是（B，C）。

A、均衡技术B、分集技术

C、交织和信道编码技术D、信源编码技术

（3）信道编码：

在传输数据中引入冗余度来纠错和检错,提高传输的可靠性.冗余比特的引入增加了原始信号的传输速率.

第二章

1.移动通信中的干扰P30

无线电干扰一般分为同频道干扰、邻频道干扰、互调干扰、阻塞干扰和近端对远端的干扰等。

近端对远端的干扰：

概念：

当基站同时接收从两个距离不同的移动台发来的信号时，距基站近的移动台B（距离d2）到达基站的功率明显要大于距离基站远的移动台A（距离ｄ１，ｄ２＜＜ｄ１）的到达功率，若二者频率相近，则距基站近的移动台B就会造成对接收距离站远的移动台A的有用信号的干扰或仰制，甚至将移动台A的有用信号淹没。

这种现象称为近端对远端干扰。

解决措施：

⒈使两个移动台所用频道拉开必要间隔；

⒉移动台端加自动（发射）功率控制（APC），使所有工作的移动台到达基站功率基本一致。

注：

（2007）（2013）移动通信系统中的干扰主要包括：

（A,B,C,D）

A、同频干扰B、互调干扰

C、阻塞干扰D、远近干扰

（2007）下列哪些技术不会减少无线信号之间的干扰。

（C）

B.调频C.调制D.功控

2.话务量与呼损P40（郭锐：

例题重点！

）

（⒈）呼叫话务量（2005,2007=2008）

☆概念：

指单位时间内（1小时）进行的平均电话交换量。

☆公式表示：

A=Ct0

C——每小时平均呼叫次数（包括呼叫成功和呼叫失败的次数）；

t0——每次呼叫平均占用信道的时间（包括接续时间和通话时间）。

如果t0以小时为单位，则话务量A的单位是爱尔兰（Erl）。

例：

设在100个信道上，平均每小时有2100次呼叫，平均每次呼叫时间为2分钟，求这些信道上的呼叫话务量。

解：

A=2100×2/60=70Erl

（⒉）呼损率（服务等级或业务等级）

☆概念：

在一个通信系统中，造成呼叫失败的概率称为呼叫失败概率，简称为呼损率（B）。

如已知呼损率B，则可计算出A和n（信道数）的对应数量关系。

详见表2-6（考试要会查表，表给出）。

（3.）每个用户忙时话务量（Aa）（2006，2007）

☆公式：

Aa=CTK/3600

其中C为每一用户每天平均呼叫次数，T为每次呼叫平均占用信道的时间（单位为秒），K为忙时集中度。

（4）当每个用户忙时的话务量确定后，每个信道所能容纳的用户数m可由下式决定：

例：

（2006,2007,2008,2013年大题与这道书上例题类似）某移动通信系统，每天每个用户平均呼叫10次，每次占用信道平均时间为80秒，呼损率要求10%，忙时集中率为。

问给定8个信道（1个控制信道，7个话音信道）能容纳多少用户？

解：

⑴n=7，B=10%查表求得A=.

⑵求每个用户的忙时话务量Aa；C=10，T=80s，K=

Aa=CTK/3600=用户

⑶求每个信道能容纳的用户数m:

m=

=24

⑷系统所容纳的用户数:

mn=168用户

3.移动通信系统中的移动性管理P44

移动性管理包括两个方面：

位置管理和切换管理。

其中，位置管理确保了移动台在移动过程中能被通信网络有效地寻呼到。

位置管理分成两个部分,即位置更新和寻呼

（2007）移动台可以任意移动但不需要进行位置更新的区域称为（C）。

C：

位置区

4.切换P58

所谓的“软切换”就是在上述切换中，当移动台开始与一个新的基站联系时，并不立即中断与原基站的通信，而是先与新基站（可能不止1个）取得联系，在保证业务切换成功后，才中断与原基站的通信，即所谓的“断前通（makebeforebreak）”

软切换的优点是：

信道转换平滑。

新BS渐渐接入，在MS从原小区走向新小区前就已经开始了。

当原小区的信号功率比新小区弱很多时，MS根据收到的引导信号强弱或者由原小区采取行动让MS完成切换。

为避免在小区边界附近的频繁切换，软切换在新小区信号比原小区足够高时启动，先建立新链路，稳定后再拆除原连接。

由于在软切换过程中，有一段时间同时保留2条以上链路，因此软切换明显地加大了蜂窝系统的负荷。

3.移动通信系统的无线资源管理技术P63

无线资源管理的研究内容主要包括：

功率控制、

接入控制、

负载（拥塞）控制、

信道分配、

分组调度。

6.信道自动选择方式P65

专用呼叫信道方式，循环定位方式，循环不定位方式，循环分散定位方式

（学姐：

专用呼叫信道方式适合于大容量的通信系统，其余适合于小容量通信系统）

第三章

1.移动通信的电波传播方式P68

（2011，学姐）移动通信的电波传播方式主要有（直射波）（反射波）（地表面波）。

（2005）在考虑移动通信的电波传播影响时，通常纵向街道上损耗较横向街道的（小）；波长越短，穿透能力越（强）。

2.多径衰落P71

（2005）移动通信由于（多径）传播造成（瑞利）衰落，使其电波传输条件恶劣，接收电平幅度起伏深度达（30）dB以上。

（2006=2013）经过多径传输之后，接受信号的包络满足（瑞利）分布，相位满足（均匀）分布，当多径中存在一个起支配作用的直达波时，接受信号的包络满足（莱斯）分布。

（2008）采取下列哪些技术能减少无线多径传播带来的影响（ACD）

A.跳频B.加密C.分集D.交织

3.奥村模型P75（各种修正、影响趋势）重点！

（2005=2006=2007=2008=2013大题）

任意地形的信号中值预测：

⑴计算自由空间的传播衰耗

根据式（3-1），自由空间的传播衰耗Lbs为：

⑵计算准平滑地形市区的信号中值

查表：

基本衰耗中值Am（f,d）

若基地站天线有效高度不是200m，修正因子Hb（hb，d）

若移动台天线高度不等于3m时，修正因子Hm（hm，f）

⑶计算任意地形地物情况下的信号中值

KT为地形地物修正因子

第四章

1.数字调制技术的性能指标P86

⑴功率有效性（越小越好）

⑵带宽有效性（η越大越好）

香农定理

例：

（2005大题类似，2006=2008，2007填空）对于GSM系统，B=200kHz，SNR=10dB，则其带宽有效性？

解：

SNR=10dB=10lgS/N，S/N=10

2.QPSK、OQPSK、π/4-QPSK的原理与性能P93

（2005=2006=2007=2008=2013）OQPSK信号在实际信道中的频谱特性优于QPSK信号的主要原因是，OQPSK的最大相位变化为__±π/2_，而QPSK最大相位变化为__±π___。

（2011）QPSK,OQPSK,π/4-QPSK的最大相位变化分别限制在（±π）（±π/2）（±3π/4）。

3.恒包络调制P99

恒包络调制：

不管调制信号的变化，保证载波振幅恒定，即所谓的恒包络调制。

（2013）以下调制方式属于恒包络调制技术的有（A，B，D（不确定））。

A、QPSKB、GMSK

C、QAMD、MPSK

（学姐：

简答题）为什么小功率系统数字调制采用π/4-QPSK？

大功率采用恒包络调制？

答：

实践证明，π/4-QPSK信号具有频谱特性好，功率效率高，抗干扰能力强等特点。

可以在25kHz带宽内传输32kb/s数字信息，从而有效地提高频谱利用率，增大系统容量。

对于大功率系统，易进入非线性，从而破坏线性调制的特征。

而采用恒包络调制正好能解决此问题。

4.GMSK的基本原理与解调方式P108

GMSK的基本原理：

GMSK调制，是在MSK调制间加入一个基带信号预处理滤波器，即高斯低通滤波器（GLPF），由于这种滤波器能将基带信号变换成高斯脉冲信号，其包络无陡峭边沿和拐点，可达到改善MSK信号频带特性的目的。

GMSK信号的解调可以采用MSK信号的正交相干解调电路，也可以采用非相干解调电路

相干检测往往比较困难；而使用非相干检测技术，可以避免因载波恢复而带来的复杂问题；（2008）GMSK信号的频谱特性优于MSK的原因是GMSK信号在码元转换时刻的相位（连续且平滑）

特点P126

（学姐）OFDM系统中的关键技术：

时域和频域同步，信道估计，信道编码和交织，降低峰值平均功率比（PAPR）

第五章

网络结构P144~148

图5-2GSM网络结构

（2006简答题）画出蜂窝移动通信系统基本结构，并分析各个功能实体的具体功能

答：

各功能块的作用为：

MSC：

协调去或来自GSM用户的呼叫。

由交换机及支持呼叫建立所需的几个数据库组成。

MSC还完成由MSC负责区域或移动用户所有的交换和信令功能。

除了支持BSC之外，MSC还处理BSC/MSC内部的切换和相互之间的呼叫。

MSC具有无线资源管理和移动性管理等性能，例如移动台位置登记与更新、越区切换等。

BSC：

一个BSC监视和控制几个基站。

BSC的主要任务是频率管理、BTS的控制和交换功能。

BTS:

移动台到网络的接口。

一个BTS由无线收发信机及多块用于无线电接口的信号处理模块组成。

在朝BSC测，BTS区分与移动台有关的话音和控制信令，并通过各自信道传给BSC。

在朝MS测，BTS将信令和语音合在一个载波上。

HLR：

用于移动客户管理的数据库。

VLR：

包含所有当前在服务MSC中的移动用户的有关数据，通常每一个移动交换区有一个VLR。

一个VLR可以负责一个或若干个MSC区域。

AuC：

鉴权中心是认证移动客户的身份以及产生相应认证参数参数的功能实体。

EIR：

是存储有关移动台设备参数的数据库。

OMC：

操作维护中心是网络操作维护人员对全网进行监控和操作的功能实体

（2007）GSM基站子系统由（BSC）和（BTS）组成，它通过（Um）接口直接与移动台相连。

（2007）=（2011）GSM系统对全网进行监控和操作的功能实体是（D）

（2007）GSM系统中对全网频率资源进行管理的功能实体是（B）

2.GSM主要网络接口P150

空中接口（Um）:

BTS和移动台间的无线接口称为空中接口

A-bis接口:

A-bis接口是BTS和BSC之间的接口

A接口:

是移动交换中心（MSC）与基站控制器（BSC）之间的互连接口

PSTN接口

移动应用部分（MAP）

（2008）=（2011）=（2013）在GSM系统中，基站（BTS）与手机（MS）之间的接口是（C）。

C：

Um接口

3.GSM的编号P153

GSM中不同的编号方式和识别参数

IMSI?

国际移动用户识别码?

它是作为惟一的用户识别码，?

但不是可拨打的号码?

TMSI?

临时移动用户识别号?

由VLR分配使用在空中接口，?

是出于安全意图。

?

它确保用户的保密性?

（2006）在GSM系统中，存储在移动台和SIM卡中的号码包括（国际移动用户识别码（IMSI））（临时移动用户识别码（TMSI））（国际移动台设备识别码（IMEI））

系统的鉴权和加密P157

鉴权过程：

（2006简答题：

简述GSM鉴权过程）

答：

GSM中鉴权过程建立在唯一询问响应基础上。

一旦网络要对移动用户进行鉴权它需要做几件事，它需要有用户的密钥（Ki），鉴权算法（A3）和一系列询问响应对。

询问是一个由网络产生的随机数（RAND）用它与Ki一起作为输入A3算法，算法的输出作为响应。

在GSM定义中称为鉴权响应（SRES）。

另一方面、移动台同样有一个唯一的Ki和所有移动台一样的A3算法。

网络为了对移动台鉴权，从一张与该移动台有关的表中取出一个随机数（RAND）送给移动台。

移动台在收到随机数（询问）后，计算鉴权响应值（SRES），并送给网络。

网络用计算的SRES与收到的SRES进行比较，如果它们匹配就允许提供业务给用户，否则予以拒绝。

、CDMA系统的频段使用与语音编码P159P196

GSM：

是TDMA/FDMA系统。

GSM900系统使用900MHz频段，收发频差45MHz。

每个射频（RF）信道频道宽度为200KHz，共有8个时隙信道。

每个RF信道由上行和下行频率对，这种方式称为频分双工（FDD）。

CDMA：

使用的频段是800MHz频段（XX）

语音编码：

（2006）移动通信系统中收发频差450MHz频段为（10MHz），900MHz频段为（45MHz）

（2007）GMS900系统的双工收发频差间隔为（45MHz）,载频间隔为（200KHz），使用的调制方式为（GMSK）

（2006）GSM系统的信道间隔为（C）。

C：

200KHz

（2013）GSM系统每个射频信道的带宽为（A）。

A、200kHzB、25kHz

C、D、5MHz

交织P161

交织：

将编码后的语音数据放入TDMA时隙并通过空中接口发送的过程

交织的处理可以抗瑞利衰落，数据被扩充到无线路径中的几个时隙，这样可以减小在一个语音帧中被衰落的概率

（2005=2006=2008）块交织的主要作用是（抗瑞利衰落），GSM采用既有（块交织）又有（比特）交织的交织技术。

控制信道及其功能P162

公共控制信道（CCCH）:

CCCH是一种双向控制信道，用于呼叫接续阶段传输链路连接所需要的控制信令。

其中又分为：

随机接入信道（RACH）这是一个上行信道，用于移动台随机提出的入网请求，即请求分配一个独立专用控制信道（SDCCH）;寻呼信道（PCH）传输基站寻呼移动台的信息;准许接入信道（AGCH）这是一个下行信道，用于基站对移动台的入网申请作出应答，即分配一个独立专用控制信道。

（2005）GSM的公共控制信道（CCCH）支持MS和BS之间专用信道路径的建立，它有三种类型：

（随机接入信道（RACH））（寻呼信道（PCH））（准许接入信道（AGCH））

（2007）以下（A,B,D）可作为GSM的控制信道

ABCCHBCCCH

CTCHDDCCH

的定时前置P165

如果在任何距离上所有移动台同时发送信息，这些信息到达的BTS时间由于距离上的变化而有轻微的变化；如在所有移动台均用同样的功率发射，接近BTS的MS要比在小区边缘的MS在BTS上的接收要强；定时前置和功率控制在GSM的应用就是通过这些参数的控制使所有发送时隙在时间和功率上在BTS的接收端保持同步。

（2006=2007=2008简答题）GSM系统中为什么要进行定时前置和功率控制?

答：

在任何小区，MS可能在小区的边缘，远离BTS也可能离BTS很近，有些用户可能在小区的中部。

如果在任何距离上所有移动台同时发送信息，这些信息到达BTS的时间由于距离上的变化而有轻微的变化。

假设两个MS，一个接近BTS，另一个远离BTS，它们在同一个TDMA帧相邻的时隙上发送，它们发送的时隙由于传送时延不同会在BTS接收端重叠。

对发射功率也同样，如果所有移动台均用同样的功率发射，接近BTS的MS要比在小区边缘的MS在BTS上的接收要强。

定时前置和功率控制在GSM的应用就是通过这些参数的控制使所有发送时隙在时间和功率上在BTS的接收端保持同步。

（我感觉用上面的一段就够了）

9.GSM的呼叫过程P170

（2011）下号码中属于移动用户被呼叫时，主叫用户为找到GSM用户所拨的号码为（A）

A：

MSISDN

（2008）主叫号码显示属于（C）补充业务。

C：

号码识别类

（2007）目前GSM系统均采用专用信道呼叫方式，其优点是处理呼叫速度快，用户等待时间短。

网络结构、SGSN和GGSN的功能P179

（学姐，简答）SGSN和GGSN网络设备的功能是？

答：

SGSN主要负责传输GPSR网络内的数据分组，它扮演的角色类似通信网络内的路由器，将BSC送出的数据分组路由到其他的SGSN，或是由GGSN将分组传递到外部的因特网，除此之外，SGSN还包括所有管理数据传输有关的功能。

（2006=2007=2008=2011=2013）GPRS网络是在现有的GSM网络的基础上增加了（关口GPRS支持节点（GGSN））（业务GPRS支持节点（SGSN））两种数据交换节点设备。

（2011=2013）GPRS蜂窝移动通信系统中采用的调制方式为（GMSK）

的鉴权和加密P180

与GSM相比，鉴权过程相同，加密稍有不同

网络内AuC仍然要预先计算出Kc,RAND，SRES这三个数值，称为鉴权三元组，存储在HLR中

鉴权：

与GSM基本相同，区别在于SGSN代替了GSM网络内VLR的角色

判决过程在SGSN中进行

加密：

过程：

MS将Kc与链路帧内的参数结合，经过GEA算法产生一连串的加密位，加密位对数据信息进行异或运算来加密，SGSN接收到来自MS的加密数据后，用加密位与加密数据进行异或运算来解密

（2013简答）：

简述GPRS系统中加密过程

（学姐,简答）GPRS中，网络如何完成对MS鉴权的？

答：

当MS向GPRS网络登录，进行SGSN路由区域RA更新时，网络都必须对MS的身份进行鉴权。

鉴权时用到的标识码为国际用户识别码IMSI及鉴权密钥（Ki），IMSI及Ki同时储存在MS及系统内，GPRS网络内的SGSN替代了GSM网络内VLR的角色。

当SGSN需要对MS进行鉴权时，会向HLR送出MS的IMSI并提出鉴权的请求，HLR命令AUC提供验证需要的数据，AUC提供验证需要的数据，AUC接到HLR的命令后随机产生随机数变量RAND，RAND与Ki经A3算法计算出签名响应SRES。

RAND、SRES这些和验证有关的数据，会传回并储存在HLR数据库内，HLR并将RAND送至MS上，MS也是用Kj与RAND以同样的A3算法计算出SRES。

若MS产生的SRES和系统的SRES相同，则认为鉴权成功。

第六章

1.CDMA系统的特点P192（学姐资料简答题）

CDMA系统容量大

CGMA软容量

通话质量更佳

移动台辅助软切换

频率规划简单

建网成本低

多种形式的分集（分集的主要形式：

时间分集，频率分集和空间分集）

CDMA功率控制

话音激活

（2007，判断）CDMA采用了码分多址技术，支持同频复用，提高了频谱利用率

（2007，判断）CDMA为干扰受限系统，当系统中增加一个通话用户时，所有用户的信噪比都会下降。

（2005=学姐）简述CDMA软切换的优缺点

（2013）简述CDMA系统中软容量的概念

（2005=2006=2007=2008=2013=学姐，简答题）分集是对付多径衰落很好的办法，试问主要有哪三种分级方法？

在CDMA系统中这三种方法是如何完成的？

答：

主要有三种分集方式：

时间分集，频率分集，空间分集。

CDMA综合采用了这三种分集方式，使性能大为改善。

时间分集—采用了符号交织，检错和纠错编码等方法。

频率分集—本身是宽带的信号，起到了频率分集的作用。

空间分集—基站使用两副接收天线，基站和移动台都采用了Rake接收机技术，软切换也起到了空间分集的作用。

系统前向信道和反向信道划分P196P205

CDMA前向信道（也可称为下行信道）用于控制的广播信道和用于携带用户信息的业务信道组成。

（2005）CDMA的前向信道由（广播）信道和（业务）信道组成。

（2008）前向CDMA信道可使用的码分信道最多为（B）个。

B：

64

（2013）CDMA系统中的前向信道用于一个移动台向一个或多个基站传送用户数据及信令。

（?

错）

系统数据扰码P199

数据扰码只用于寻呼信道和前向业务信道，反向信道没有数据扰码，主要是提供安全性和保密性

前向和反向信道中的正交扩频、四相扩频、基带滤波P200~202

正交信道扩频

为了使正向传输的各个信道之间具有正交性，在正向CDMA信道中传输的所有信号都要用64进制的WALSH函数进行扩展。

四相扩频调制

在正交扩展之后，各种信号都要进行四相扩展。

四相扩展所用的序列称为引导序列（短码）

（2013）速率为20kbps的数据经过周期为64Chip的Wlash码进行直接序列扩频，该扩频系统的扩频增益为（）

数据突发随机化、长PN码在前向和反向信道中的作用P211

数据突发随机化算法

为了均匀地在每个20ms帧上扩频数据，要使用一个数据突发随机数发生器产生一个“0”和“1”的屏蔽模式，它可以随机地屏蔽掉由码重复产生的冗余数据。

屏蔽模式与帧数据速率有关

长PN码：

加扰前向CDMA信道，在反向，与MS提供的掩码（ESN）共同形成用户识别码，来区分出不同的MS。

6.CDMA系统前向信道和反向信道采用的调制方案P196P208

图6-3CDMA前向业务信道各功能模块的作用

系统功率控制原理（反向、前向）P213~217

CDMA系统中，功率控制被认为是所有关键技术的核心。

如小区中所有用户均以相同功率发射，则靠近基站的移动台到达基站的信号强，远离基站的移动台到达基站的信号弱，导致强信号掩盖弱信号，这就是移动通信中的“远近效应”问题。

因CDMA是一个自干扰系统，所有用户共同使用同一个频率，所以“远近效应”更加突出。

CDMA功率控制的目的就是克服远近效应，使系统既能维持高质量通信，又不对占用同一信道的其它用户产生不应有的干扰。

（2006=2008=学姐，简答题）：

在CDMA系统中，为什么功率控制被认为是所有关键技术的核心？

答：

因为CDMA是一个自干扰系统，所有用户共同使用同一频率，“远近效应”问题更加突出。

CDMA功率控制的目的就是克服远近效应，使系统既能维持高质量通信