移动通信习题概要.docx
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移动通信习题概要
习题一移动通信的发展和分类
一．2G移动通信面临的问题有哪些？
网络利用空间日益狭小;收益增幅减缓;话音业务和低速数据业务不能满足用户需求,急需开发各种新型业务来吸引用户;网络漫游只限于国内及部分区域等。
二．小区制结构的特点是什么？
小区制结构的最大特点是:
采用信道复用技术,大大缓解了频率资源紧缺的问题,提高了频率利用率,增加了用户数目和系统容量。
所谓信道复用技术指的是:
相邻小区不使用相同的信道组,但相隔几个小区间隔的不相邻小区可以重复使用同一组信道,以充分利用频率资源。
不使用同一组信道的若干个相邻小区就组成了一个区群（图中的阴影区域即为一个区群）,即整个通信服务区也可看成是由若干个区群构成的。
小区制结构的另一特点是:
信道距离缩短,发射机功率降低,于是互调干扰亦减小。
三．双工通信的特点是什么？
双工通信的特点是:
同普通有线电话很相似,使用方便。
其缺点是:
在使用过程中,不管是否发话,发射机总是工作的,故电能消耗很大,这对以电池为能源的移动台是很不利的。
针对此问题的解决办法是:
要求移动台接收机始终保持在工作状态,而令发射机仅在发话时才工作。
这样构成的系统称为准双工系统,也可以和双工系统兼容。
这种准双工系统目前在移动通信系统中获得了广泛的应用。
四．一个基站区是否就为一个小区？
小区是采用基站识别码（BSIC）或全球小区识别码（CGIC）进行标识的无线覆盖区域。
在采用全向天线结构的模拟网中,小区即为基站区;在采用120°角天线结构的GSM数字蜂窝移动网中,小区是每个120°角的天线所覆盖的正六边形区域的三分之一。
基站区指的是一个基站所覆盖的区域。
一个基站区可包含一个或多个小区,故不是所有的小区都设有一个专有的基站,但必须为一个特定的基站所覆盖。
习题二移动通信系统组成和特点
一．基站和移动业务交换中心有何作用？
基地站是以多信道共用方式在移动通信中提供通信服务的关键设备,其中主要由收发信道盘等组成。
移动业务交换中心除具有一般市话交换机的功能之外,还有移动业务所需处理的越区切换、漫游等处理功能。
二．移动通信的干扰来源有哪些？
干扰的主要来源有由设备中器件的非线性特性引起的互调干扰,由移动台“远近效应”引起的邻道干扰及同频复用所引起的同频干扰等。
三．解决移动通信频率资源有限的措施的措施有哪些？
移动通信,特别是陆地移动通信的用户数量很大,为了缓和用户数量大与可利用的频率资源有限的矛盾,除了开发新频段之外,还要采取各种措施以图更加有效地利用频率资源,如压缩频带、缩小波道间隔、多波道共用等,即采用频谱和无限频道有效利用技术。
习题三移动通信的基本技术
一．什么是多径效应？
移动通信电波传播最具特色的现象是多径衰落,或称多径效应。
无线电波在传输过程中会受到地形、地物的影响而产生反射、绕射、散射等,从而使电波沿着各种不同的路径传播,这称为多径传播。
由于多径传播使得部分电波不能到达接收端,而接收端接收到的信号也是在幅度、相位、频率和到达时间上都不尽相同的多条路径上信号的合成信号,因而会产生信号的频率选择性衰落和时延扩展等现象,这些被称为多径衰落或多径效应。
二．什么是快衰落？
呈什么分布？
快衰落（也称短期衰落或多径衰落）指的是接收信号强度随机变化较快,具有几秒钟或几分钟的短衰落周期。
快衰落主要是由电波传播中的多径效应所引起的,具有莱斯分布或瑞利分布的统计特性。
当发射机和接收机之间有视距路径时一般服从莱斯分布,无视距路径时一般服从瑞利分布。
三．什么是ＦＥＣ技术？
前向纠错（FEC）。
发送端的信道编码器将信息码组编成具有一定纠错能力的码。
接收端信道译码器对接收码字进行译码,若传输中产生的差错数目在码的纠错能力之内时,译码器对差错进行定位并加以纠正。
四．GSM系统采用哪种调制技术？
GMSK在移动通信中有着广泛的应用,如GSM系统就采用这种方法。
GMSK信号的频谱特性的改善是通过降低误码率性能换来的。
前置滤波器的带宽越窄,输出功率谱就越紧凑,但误码率性能就变得越差。
五．π/4-QPSK的改进体现在哪些方面？
π/4-QPSK是QPSK的改进型,改进之一是将QPSK的最大相位跳变由±π降为±3/4π,从而减小了信号的包络起伏,改善了频谱特性。
π/4-QPSK对QPSK的改进之二是解调方式。
QPSK只能采用相干解调,而π/4-QPSK既可以采用相干解调,也可以采用非相干解调,如差分检测和鉴频器检测等。
六．试对三种多址技术应用进行比较．
三种多址技术相比较,CDMA技术的频谱利用率最高,所能提供的系统容量最大,它代表了多址技术的发展方向;其次是TDMA技术,目前技术比较成熟,应用比较广泛;FDMA技术由于频谱利用率低,将逐渐被TDMA和CDMA所取代,或者与后两种方式结合使用,组成TDMA/FDMA、CDMA/FDMA方式。
七．改善同频道干扰的措施有哪些？
（1）调整基站发动机功率或天线高度,使重叠区落在人烟稀少的地区,但实际操作很难把握
（2）使用频率偏置技术。
（3）使用黑噪声技术。
（4）采用时延均衡技术。
八．什么是邻道干扰？
所谓邻道干扰是指相邻的或邻近频道信号的相互干扰。
目前,移动通信系统广泛使用VHF、UHF,其都有一定的频道间隔,但是,调频信号的频谱是很宽的,理论上说,调频信号含有无穷多个边频分量,当其中某些边频分量落入邻道接收机的通带内,而邻道接收机的滤波性能不够好时,就会造成邻道干扰。
九．分集技术的基本思路是什么？
分集技术（DiversityTechniques）是一种利用多径信号来改善系统性能的技术。
其理论基础是认为不同支路的信号所受的干扰具有分散性,即各支路信号所受的干扰情况不同,因而,有可能从这些支路信号中挑选出受干扰最轻的信号或综合出高信噪比的信号来。
其基本思想是利用移动通信的多径传播特性,在接收端通过某种合并技术将多条符合要求的支路信号合并且输出,从而大大降低多径衰落的影响,改善传输的可靠性。
对这些支路信号的基本要求是:
传输相同信息、具有近似相等的平均信号强度和相互独立衰落特性。
十．对分散信号合并的方式有哪几种？
（1）最佳选择式:
从几个分散的信号中选择信噪比最好的一个作为接收信号。
（2）等增益相加式:
把几个分散信号以相同的支路增益直接相加的结果作为接收信号。
（3）最大比值合并:
控制各支路增益,使它们分别与本支路的信噪比成正比,即根据各支路的信噪比来设置增益值,然后再相加以获得接收信号。
习题四GSM系统结构
一．MSC有哪些功能？
MSC可从三种数据库（HLR、VLR和AUC）中获取处理用户位置登记和呼叫请求所需的全部数据。
反之,MSC也可根据其最新得到的用户请求信息（如位置更新,越区切换等）更新数据库的部分数据。
MSC作为网络的核心,应能完成位置登记、越区切换和自动漫游等移动管理工作。
同时具有电话号码存储编译、呼叫处理、路由选择、回波抵消、超负荷控制等功能。
MSC支持信道管理、数据传输及鉴权、信息加密、移动台设备识别等安全保密功能。
二．HLR中存有哪些信息？
HLR是GSM系统的中央数据库,主要存储着管理部门用于移动用户管理的相关数据,具体包括两类信息:
一是有关用户参数,即该用户的相关静态数据,包括移动用户识别号码、访问能力、用户类别和补充业务等;二是有关用户目前所处状态的信息,即用户的有关动态数据,如用户位置更新信息或漫游用户所在的MSC/VLR地址及分配给用户的补充业务等。
三．AUC里存有哪些参数？
作用是什么？
AUC也是一个数据库,保存着关于用户的三个参数（随机号码RAND、响应数SRES和密钥Kc）。
其作用是:
通过鉴权能够确定移动用户的身份是否合法,还能够进一步满足用户的保密性通信等要求。
四．SIM卡的作用是什么？
用户识别卡中存储着有关用户的个人信息和网络管理的一些信息以及加密、解密算法等,通过这些信息可以验证用户身份、防止非法盗用、提供特殊服务等,因又称为智能卡。
五．BSC的作用是什么？
BSC在BSS子系统内充当控制器和话务集中器,它主要负责管理BTS,而且当BSC与MSC之间的信道阻塞时,由它进行指示。
BSC同时具有对各种信道的资源管理、小区配置的数据管理、操作维护、观察测量和统计、功率控制、切换及定位等功能,是一个很强功能实体。
六．什么是物理信道，GSM的物理信道是指什么？
在FDMA中,信道是电磁信号的一个特定频率区域,称为频带;在TDMA中,信道指的是信号的一个特定时间片段,称为时隙;在CDMA中,一个信道针对着一个特定的编码序列,称为伪随机序列。
上述这些形式的信道都称为物理信道。
GSM系统采用的就是TDMA体制,其物理信道指的是对应1个载频上的TDMA的1个时隙（TS）。
因为GSM的1个TDMA中包含8个时隙,因而1个载频对应8个信道（依次称为信道0、信道1、…、信道7）。
七．GSM业务信道的速率是多少？
载有编码话音的业务信道分为全速率话音业务信道（TCH/FS）和半速率话音业务信道（TCH/HS）,两者的总速率分别为22.8kb/s和11.4kb/s。
对于全速率语音编码,话音帧长度为20ms,每帧含有260bit的话音信息,提供净速率为13kb/s。
八．RACH和AGCH信道的作用是什么？
随机接入信道（RACH）。
用于移动台向基站随时提出的入网申请,即请求分配一个独立专用控制信道（SDCCH）,或者用于传输移动台对基站对它的寻呼做出的响应信息。
属于上行信道、点对点传输方式。
准许接入信道（AGCH）。
用于基站对移动台的入网申请作出应答,即分配给移动台一个独立专用控制信道（SDCCH）。
属于下行信道、点对点传输方式。
九．GSM的无线载波发送采用什么方式？
GSM系统的无线载波发送采用间隙方式。
突发开始时,载波电平从最低值迅速升到预定值并维持一段时间,此时发送突发中的有用信息,然后又迅速降到最低值,结束一个突发的发送。
这里说的有用信息包括加密比特、训练序列及拖尾比特等。
此外,为了分隔相邻的突发,突发中还有保护部分。
保护部分不传输任何信息,它只对应于载波电平上升和下降的阶段。
十．为什么要进行位置更新？
位置更新指的是移动台向网络登记其新的位置区,以保证在有此移动台的呼叫时网络能够正常接续到该移动台处。
移动台的位置更新主要由另一种位置寄存器——访问位置寄存器（VLR）进行管理。
移动台每次一开机,就会收到来自于其所在位置区中的广播控制信道（BCCH）发出的位置区识别码（LAI）,它自动将该识别码与自身存储器中的位置区识别码（上次开机所处位置区的编码）相比较,若相同,则说明该移动台的位置未发生改变,无需位置更新;否则,认为移动台已由原来位置区移动到了一个新的位置区中,必须进行位置更新。
十一．说明同MSC/VLR中不同位置区的位置更新过程。
①移动台从cell旧移动到cell新中;
②通过检测由BTS4持续发送的广播信息,移动台发现新收到的LAI与目前存储并使用的LAI不同;
③移动台通过BTS4和BSCA向MSCA发送“我在这里”位置更新请求信息;
④MSCA分析出新位置区也属本业务区内的位置区,即通知VLRA修改移动台位置信息;⑤VLRA向MSCA发出反馈信息,通知位置信息已修改成功;
⑥MSCA通过BTS4把有关位置更新响应的信息传送给移动台,位置更新过程结束。
十二．什么是位置删除？
当移动台移动到一个新的位置区并且在该位置区的VLR中进行登记后,还要由其HLR通知原位置区中的VLR删除该移动台的相关信息,这叫做位置删除
十三．什么情况下要进行IMSI分离/附着？
移动台可处于激活（开机）和非激活（关机）两种状态。
当移动台由激活转换为非激活状态时,应启动IMSI分离进程,在相关的HLR和VLR中设置标志。
这就使得网络拒绝对该移动台的呼叫,不再浪费无线信道发送呼叫信息。
当移动台由非激活转换为激活状态时,应启动IMSI附着进程,以取消相应HLR和VLR中的标志,恢复正常
十四．什么意外情况要进行周期性登记？
意外情况如:
当移动台向网络发送“IMSI分离”信息时,由于无线信道中的信号衰落或受噪声干扰等原因,可能导致GSM系统不能正确译码,这就意味着系统仍认为该移动台处于附着状态。
再如,当移动台开着机移动到系统覆盖区以外的地方,即盲区之内时,GSM系统会认为该移动台仍处于附着状态。
十五．判断切换的准则是什么？
（1）按接收信号载波电平的测量值进行判断;
（2）按MS的载干比（即载波功率与干扰噪声的功率比,记为C/I）进行判断;
（3）按MS到BS的距离进行判断。
十六．什么情况下进行小区内部切换？
·当移动台处于小区边缘而信号强度低于某一门限值（如-100dB）时;
·当正在通信的物理信道受到干扰（如阴影区的屏蔽作用）,通话无法进行下去时;
·当因需要维护等原因,正在通信的物理信道或载频单元必须退出服务时。
十七．说明小区间切换的过程
MS不断将其所处小区周围的小区的相关信息报告给归属BTS,归属BTS再把这些信息传送给BSC,BSC以判断切换准则为基础,根据这些信息对周围小区进行比较排队,然后由BSC做出决定，是否要进行切换、在什么时候进行切换和切换到哪个小区中（BTS上）。
BSC先与该小区的BTS建立链路连接,在新小区内选择并保留出空闲的业务信道（TCH）,最后,BSC命令MS切换到该小区内保留的空闲业务信道上。
十八．MSC的切换分几种情况？
（1）基本切换过程。
呼叫从起始建立的那个MSCA切换到另一个MSCB。
（2）后续切换过程。
呼叫从起始建立的那个MSCA切换到另一个MSCB后,再从MSCB切换到第三个MSCC或切换回MSCA。
十九．简述鉴权的过程。
首先是网络方的MSC/VLR向移动台发出鉴权命令信息,其中包含鉴权算法所需的随机数（RAND）。
移动台的SIM卡在收到命令之后,先将RAND与自身存储的Ki,经A3算法得出一个响应数（SRES）,再通过鉴权响应信息,将SRES值传回网络方。
网络方在给移动台发出鉴权命令的同时,也采用同样的算法得到自己的一个响应数（SRES）。
若这两个SRES完全相同,则认为该用户是合法用户,鉴权成功;否则,认为是非法用户,拒绝用户的业务要求。
二十．GSM系统为什么要对用户数据进行加密？
如果不加密,会产生什么问题？
GSM系统中的加密是指为了在BTS和MS之间交换用户信息和用户参数时不被非法用户截获或监听而采取的措施。
因此,所有的语音和数据均需加密,并且所有有关用户参数也需要加密。
二十一．PIN码的功能？
PIN码存储在用户SIM卡中,其目的是为了防止用户账单上产生讹误计费,保证入局呼叫被正确传送。
PIN码由4～8位数字构成,其具体位数由用户自己决定。
只有用户输入了正确的PIN码,才能正常使用相应的移动台。
二十二．GSM体制有哪些缺陷？
1.系统容量有限2.编码质量不够高3.终端接入速率有限4.切换功能较差5.漫游能力有限
二十三．GSM具有开放的接口和通用的接口标准有什么好处？
在GSM体制的构建过程中,成立了专门的工作组——WP3。
该工作组的主要任务之一就是构建开放的网络接口、建立通用的接口标准。
因此,GSM是一个不仅空中接口,而且网络内部各个接口都高度标准化、接口优化的网络。
这就使它不仅能与目前的各种公用通信网（如PSTN、ISDN及B-ISDN）互连互通,而且能够适应未来数字化发展的需要,具有不断自我发展的能力。
习题五CDMA的基本原理和扩频通信系统
一.码分多址的基本原理？
CDMA则是靠编码的不同来区别不同的用户。
由于CDMA系统采用的是二进制编码技术,编码种类可以达到4.4亿,而且每个终端的编码还会随时发生变化,两部CDMA终端编码相同的可能性是“二百年一遇”,因此,在CDMA系统中进行盗码几乎不可能。
二．扩频通信系统与一般通信系统在组成上的区别？
一般的扩频通信系统都要进行三次调制和相应的解调。
一次调制为信息调制,二次调制为扩频调制,三次调制为射频调制,以及相应的信息解调、解扩和射频解调。
与一般通信系统比较,扩频通信多了扩频调制和解扩两个部分。
三．为什么说扩频通信系统比一般的窄带系统抗干扰能力强？
在接收端的解扩过程中,由于有用信号与扩频序列码的相关性,从而使其由宽带解扩为窄带信号,而由于干扰信号与扩频序列码的非相关性,使其由窄带信号扩展成了宽带信号,从而使信噪比大大提高,获得了扩频增益。
四.什么是频率跳变技术？
所谓跳频,简单来讲,就是用一定的码序列进行选择的多频率频移键控。
具体来讲,跳频就是给载波分配一个固定的宽频段并且把这个宽频段分成若干个频率间隙（称为频道或频隙）,然后用扩频码序列去进行频移键控调制,使载波频率在这个固定的频段中不断地发生跳变。
由于这个跳变的频段范围远大于要传送信息所占频谱宽度,故跳频技术也属于扩频。
五．UIM卡存储的信息？
CDMA系统在UIM卡中存储的信息可以分为三类:
（1）用户识别信息和鉴权信息。
主要是国际移动用户识别码（IMSI）和CDMA系统的专有的鉴权信息。
（2）业务信息。
CDMA系统中与业务有关的信息存储在原籍位置寄存器（HLR）中,这类信息在UIM卡中并不多,主要有短信息状态等信息。
（3）与移动台工作有关的信息。
包括优选的系统和频段,归属区标识（系统识别码（SID）、网络识别码（NID））等参数。
六．IMSI的结构与作用？
IMSI是在CDMA网中惟一地识别一个移动用户的号码,由移动国家码、移动网络码和移动用户识别码（MSIN）三部分组成,共15位号码。
中国的移动国家码为460,中国联通的移动网络码为03。
七.PN码的特点？
理想的地址码和扩频码应具有如下特性:
（1）有足够多的地址码码组;
（2）有尖锐的自相关特性;（3）有处处为零的互相关特性;（4）不同码元数平衡相等;（5）尽可能大的复杂度。
八．m序列如何产生的？
m序列是目前CDMA系统中采用的最基本的PN序列。
它是最长线性反馈移位寄存器序列的简称。
顾名思义,m序列发生器是由移位寄存器、线性反馈抽头和模2加法器组成的。
而且,m序列是其相应组成器件所能生成的最长的码序列。
九．IS-95系统中短PN码、Walsh码、长PN码的作用？
短PN码：
是用于QPSK的同相和正交支路的直接序列扩频码。
在CDMA中,该序列称为引导PN序列,其作用是给不同基站发出的信号赋予不同的特征。
Walsh码：
CDMA系统采用64阶正交Walsh函数。
对于正向链路,64种Walsh函数（W0～W63）被用来构成64条码分信道;对于反向链路,Walsh函数被用来调制信息符号,即每6位输入的码字符号调制后变成输出一个64码片的Walsh序列。
长PN码：
CDMA系统利用该码对数据进行扩频和扰码,为通信提供保密。
十．为什么称CDMA手机为“绿色手机”？
CDMA系统发射功率最高只有200毫瓦，普通通话功率可控制在零点几毫瓦，对人体健康没有不良影响。
手机发射功率的降低，将延长手机的通话时间，对环境起到了保护作用，故称之为“绿色手机”。
十一．为什么说CDMA系统的通话质量高？
CDMA系统的声码器可以动态地调整数据传输速率。
并根据适当的门限值选择不同的电平级发射。
同时门限值根据背景噪声的改变而变化，这样即使在背景噪声较大的情况下，也可以得到较好的通话质量。
十二．为什么CDMA系统的掉话率低？
软切换：
在CDMA系统中，由于所有的小区（或扇区）都可以使用相同的频率，小区（或扇区）之间是以码型的不同来区分的。
当移动用户从一个小区（或扇区）移动到另一个小区（或扇区）时，不需要移动台的收、发频率切换，只需在码序列作相应地调整。
软切换的主要优点是：
1）无缝切换，可保持通话的连续性。
2）减少掉话可能性。
习题六移动数据通信主要的承载技术
一．SMS采用了哪两大机制,以保证短信息传输的可靠性？
GSM系统的SMS技术包含两大机制:
存储转发机制和传递确认机制。
正是这两大机制保证了短信息传递的可靠性,也使得它与无线寻呼系统的文字寻呼相比显得更为优越。
二．GPRS系统向原有GSM网络中引入的三个网络组件是什么？
各有什么功能？
构建GPRS系统需要向原有GSM网络中引入的三个主要组件是:
GPRS服务支持节点（SGSN,ServingGPRSSupportingNode）、GPRS网关支持节点（GGSN,GatewayGPRSSupportNode）和分组控制单元（PCU,PacketControlUnit）。
SGSN的主要功能是负责MS的移动性及通信安全性管理,以及完成分组的路由寻址和转发,实现移动台和GGSN之间移动分组数据的发送和接收。
此外,SGSN还有以下的功能:
（1）身份验证,加密和差错校验。
（2）进行数据计费（ChargingData）。
（3）连接归属位置寄存器（HLR）、移动交换中心（MSC）和BSC。
GGSN是GSM网络与其他网络之间的网关,负责提供与其他GPRS网络及其他外部数据网络的接口。
其主要功能是存储GPRS网络中所有用户的IP地址,以便通过一条基于IP协议的逻辑链路与MS相通;把GSM网中的GPRS分组数据包进行协议转换（包括数据格式、信令协议和地址信息等的转换）,从而可以把这些分组数据包传送到远端的其他网络中;分组数据包传输路由的计算与更新。
三．简述IMT-2000所代表的含义。
1996年,3G由FLMTS更名为IMT-2000,其含义是2000年左右投入商用,核心工作频段为2000MHz以及多媒体业务最高运行速率第一阶段为2000kb/s。
四．WCDMA与GSM的关系？
WCDMA的核心网采取的是由GSM的核心网逐步演进的思路,即由最初的GSM的电路交换的一些实体,然后加入GPRS的分组交换的实体,再到最终演变成全IP的核心网。
这样可以保证业务的连续性和核心网络建设投资的节约化。
由于WCDMA的无线接入方式完全不同于GSM的TDMA的无线接入方式,因此,WCDMA的无线接入网是全新的,需要重新进行无线网络规划和布站。
五．什么是功率控制？
开环与闭环功率控制的用途是什么？
所谓功率控制就是要根据具体情况,动态调整发射机的功率。
这里的发射机可以指基站的发射机,也可以指移动台的发射机,但主要还是指后者。
开环功率控制:
开环功率控制用于确定初始发射功率,或接收功率发生突变时的发射功率的调节。
闭环功率控制：
精确随时根据信道情况调整发射功率。
六．什么是多用户检测？
3G系统中采用多用户检测的目的是什么？
多用户检测（MUD,MultiUserDetection）又称联合检测（JD,JointDetection）或干扰消除。
其基本思想是把所有用户的信号都当作有用信号,而不是当作干扰信号来对待
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