2024年6月15日发(作者:)

移动通信

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简答

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■移动通信体制(服务区域覆盖方式):

小容量的大区制、大容量的小区制。

大区制的优点是组成简单,投资少,见效快,主要用于专网或用于用户较少的地域。如在农村或

城镇,为节约初期工程投资,可按大区制设计考虑。但是,从远期规划来说,为了满足用户数量

增长的需要,提高频率的利用率,就需采用小区制的办法。

小区制由于小区分裂提高了信道的复用次数,因而使系统容量有了明显提高。采用小区制不仅提

高了频率的利用率,而且由于基站功率减小,也使相互间的干扰减少了。此外,无线小区的范围

还可根据实际用户数的多少灵活确定,具有组网的灵活性。采用小区制最大的优点使有效地解决

了频道数量有限和用户数增大之间地矛盾。但是,这种体制在移动台通话过程中,从一个小区转

入另一个小区时,移动台需要经常地更换工作频道。

■近端对远端的干扰: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到达基站的功率明显要大于距离基站远的移动台A的到达功率,若二者功率相近,则距基

站近的移动台B就会造成对接收距离距基站远的移动台A的有用信号的干扰或抑制,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的干扰。

克服措施:一是使两个移动台所用频道拉开必要的时间间隔;二是移动台端加自动功率控制,使所

有工作的移动台到达基站功率基本一致。

■块交织的主要作用是什么?GSM采用怎样的交织技术?

块交织通常作为计数器测量以抗空中接口的不可靠传输路径,特别是通过交织的处理抗瑞利衰落,

数据被扩充到无线路径中几个时隙,这样可以减小在一个语音帧中的被衰落的概率。

GSM采用的交织是一种既有块交织又有比特交织的交织技术。

●GSM移动通信系统中切换的执行。

一旦决定启动切换,最适合的新的小区应该得到认定,MS和网络进入切换执行阶段,与当前服

务的BTS连接中断,在新的小区与新的BTS建立新的连接。切换执行过程和所包含的信令一起

依赖于新小区的选择。如果新的小区由同一个BSC控制,那么切换被认为是BSC内部切换,信

令限制在BSC内部而不用包含MSC。如果新的BTS属同一MSC内不同的BSC,我们称之为

MSC内部切换。如果这两个BSC由不同的MSC控制,我们称之为MSC之间切换。

★GSM鉴权参数:RAND、SRES、KC;

■SGSN和GGSN网络设备的功能是什么?

SGSN主要负责传输GPRS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。

GGSN是GPRS网络连接外部因特网的一个网关,负责GPRS网络与外部因特网的数据交换。

■CDMA系统具有那几个特点?它比GSM系统有哪些突出的优点?

CDMA移动通信网是由扩频、多址接入、蜂窝组网和频率复用等几种技术结合而成,含有频域、

时域和码域三维信号处理的一种协作,因此它具有抗干扰性好,抗多径衰落,保密安全性高,同

频率可在多个小区内重复使用,容量和质量之间可做权衡取舍(软容量)等属性。与其他系统相比,

这些属性使CDMA具有更加明显的优势:系统容量大,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,"绿色手机",保密性强,通话不会被窃听,多种

形式的分集,CDMA的功率控制,话音激活。

■为什么说CDMA系统的容量是受限的?举例说明。

CDMA系统的容量主要受限于系统移动台间的相互干扰,所有用户之同使用同一频率,所以

"远近效应"问题突出。

增加容量方法:采用定向天线技术、功率控制、语音激活检测技术。

●简述shannon定理,并以GSM移动通信系统为例,说明如何提高通信系统的信道容量。

香农定理:C=Blog(1+S/N)其中C为信道容量,B为RF带宽,S/N为信噪比。

有香农定理可知,在信噪比一定的情况下,提高信号传输的带宽可提高系统的信道容量,带宽越

大,容量越大,但是抗干扰性能下降,所以也可提高信噪比性能。

●OFDM系统中为什么会产生峰均功率比过大的问题?

多载波系统的输出是多个子信道信号的叠加,因此,如果多个信号的相位一致,所得到的叠加信

号的瞬时功率就会远远高于信号的平均功率,导致出现假道德峰值平均功率比。

●简述移动通信电波传播过程中,Rayleigh衰落和Rician衰落的异同点。

瑞丽衰落:幅度服从瑞丽分布,相位服从均匀分布,可视为一个窄带过程。

赖斯衰落:瑞丽衰落是赖斯衰落的极端情况,存在起支配作用的直达波。

●请说明GSM移动通信系统中,BTS,BSC,MSC三者的含义及相互间的关系。

BTS:基站收/发信机;BSC:基站控制器;MSC:移动交换中心。

TCP/IP,OSI手机到BTS的空中接口(Um);

BTS→BSC的Abis接口;

BSC→MSC的A接口;

MSC之间的E接口;

■经过多径传输,接收信号的包络与相位各满足什么分布?当多径中存在一个起支配作用的直达

波时,接收端接收信号的包络满足什么分布?

接收信号的包络与相位分别满足瑞丽和均匀分布,当多径中存在一个起支配作用的直达波时,接

收端接收信号的包络满足赖斯分布。

■什么是GSM所谓的不连续发送,其作用是什么?

当GSM的话音编解码器检测到话音的间隙后,在间隙期不发送,这就

是所谓的GSM不连续发送。

用:发射总时间下降了,功率损耗的降低也延长了MS的电池寿命。

●请叙述GSM移动通信系统中MS开机后的初始化过程。

当MS开机后,它将在GSM网中对自己进行初始化。由于MS对自身的位置、小区配置、网络

情况,接入条件均不清楚,因此这些信息都要从网络中获得。为了获得这些必要的信息,MS首

先必须确定BCCH频率,以获得操作必需的系统参数。要确定BCCH须搜索和对所有这些频率

进行解码,这将花费许多时间。为了帮助MS完成这一任务,GSM允许在SIM中存储一张频率

表,这些频率是前一次小区登录上的BCCH频率,以及在该BCCH广播的邻近小区的频点,MS

上电后就开始搜索这些频率。GSM所有的BCCH均满功率工作,即BCCH不进行功率控制,BTS

在BCCH信道上所有的空闲时隙发空闲标志,这两点保证了BCCH频率有比小区其他频率有更

大的功率密度。MS搜索无线频率查找一个比其他功率大的频率较简单。在找到无线频点以后,

MS下一步要确定FCCH。使用同样的原理,由于FCCH功率密度大于BCCH频率,在找到FCCH

之后,MS通过解码使自身与系统的主频同步。一旦MS确定了FCCH并同步后,它可以正确地

确定时隙和帧的边界,至此,它便取得了时间同步。MS知道在相同的频率上FCCH的第8个时

隙后是同步信道SCH,它只需简单等待8个时隙,便可对SCH解码获得时间同步。至此,MS

已可对BCCH上的其他数据进行解码了。

■CDMA软容量是怎么回事?

在CDMA系统中,用户数和服务级别之间有着更灵活的关系,用户数的增加相当于背景噪声的

增加,造成话音质量的下降。如果能控制住用户的信号强度,在保持质量通话的同时,我们就可

以容纳更多的用户。体现软容量的另一种形式是小区呼吸功能。所谓小区呼吸功能是指各个小区

的覆盖大小是动态的。当相邻两小区负荷一轻一重时,负荷重的小区通过减小导频发射功率,使

本小区的边缘用户由于导频强度不足,切换到相邻小区,使负荷分担,即相当于增加了容量。

■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?

有三种主要的分集方式:时间分集,频率分集,空间分集。

CDMA系统综合采用了上述几种分集方式,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1.25MHz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

■工作频率150MHz,基站天线高度100m,移动台天线高2m,通信距离15km,用Egil求

传输衰耗。

LA(dB)=88+20lg150-20lg100-20lg2+40lg15=132.545dB

工作频率900MHz,基站天线高度100m,移动台天线高1.5m,通信距离10km,用Okumura、

Egil求传输衰耗。

用Okumura模型:Lbs(dB)=32.45+20lgd+20lgf=32.45+20lg10+20lg900=111.535dB;

表:Am(f,d)=Am(900,10)=30dB;Hb(hb,d)=Hb(100,10)=-6dB;Hm(hm,f)=Hm(15,900)=-2.

5dB;

LT=Lbs+Am(f,d)-Hb(hb,d)-Hm(hm,f)=150.035dB;因为实在郊区工作,所以Kmr=14dB;

LA=LT-Kmr=136dB。

用Egil公式:LA(dB)=88+20lgf(MHz)-20lghT(m)-20lghR(m)+40lgd(km);

LA(dB)=88+20lg900-20lg100-20lg1.5+40lg10=143.563dB。

■某通信网共有8个信道,每个用户忙时话务量为0.01Erl,服务等级B=0.1,若问采用专用呼

叫信道方式,该通信网能容纳多少用户?

采用专用呼叫信道方式,有一个信道专门用作呼叫。

B=0.1;n=7;查表知A=4.666;m=A/n*Aa=4.666/7*0.01=66。

系统能容纳的用户数:mn=462

■已知在999个信道上,平均每小时有2400次呼叫,平均每次呼叫时间为两分钟,求信道上

的话务量。

A=2400*2/60=80Erl。

■已知每天呼叫6次,每次的呼叫平均占用时间为120s,忙时集中度为10%(K=0.1),求每个

用户忙时的话务量。

Aa=CTK/3600=6*120*0.1/3600=0.02Erl。

★三种标准(W-CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA)的比较:

1.在CDMA技术的利用程度方面:W-CDMA、CDMA2000都采用了直接序列扩频、码分多址和

Rake接收等技术,在技术体制上属于同源。TD-SCDMA在充分利用CDMA方面较差。

2.在同步方式、功率控制、和支持高速能力方面:W-CDMA采用内插导频符号辅助相关接收技术,

CDMA2000需要GPS精确定时同步,W-CDMA、TD-SCDMA不需要小区之间的同步,

TD-SCDMA采用了消除对数正态衰落的功率控制,抗衰落的能力较强,支持较快移动通信。

3.在频谱利用率方面:TD-SCDMA有明显的优势,被认为是目前频谱利用率最高的技术。

4.在技术先进性方面:TD-SCDMA在许多方面非常符合移动通信未来的发展方向。

5.在市场前景方面:W-CDMA占有绝大多数市场。

■试说明MSISDN、MSRN、IMSI、TMSI的不同含义及各自的作用。

MSISDN:是用户为找到GSM用所拨打的号码。由国家代码(CC),国家目的代码(NDC)和用户码

(SN)组成。只在网络中关联,只在被呼叫时有效,只与用户发生作用,提供了用户可以接收呼叫

的号码。

MSRN:移动用户漫游号。它只在网络实体之间,没有用户可以访问它。更进一步说,与MSISDN

不同,它不是在性能上与一个用户有关,而只与特殊呼叫有关。

IMSI:国际移动用户识别码。在GSM系统中分配给每一个移动用户一个惟一代码,在国际上它可

以惟一识别每一个独立的移动用户。这个码驻留在SIM卡

中。它用于识别用户和用户与网络的预约关系。

TMSI:临时移动用户识别号。TMSI只有本地有效性(即在VLR控制的区域有效)。一旦移动台有

一个有效的TMSI,它就替代IMSI与网络进行通

信。

■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?

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,又不会对同一

信道的其他用户产生不应有的干扰。

■模拟蜂窝系统在通话期间靠什么连续监视无线传输质量?如何完成?在数字蜂窝GSM系统中

又是如何监视的?

1.在模拟蜂窝电话系统中设置监测音(SAT)信杂比和无线频率(RF)信号强度来反映通话质量。

信杂比是指当基站开始工作时,由话音信道单元连续发送的SAT,经移动台接收并环回

到基站后,与无线信道上的杂音的对比。在与MSC初始化规定的门限值比较后,话音信道控制

单元判断传输质量是否可以接受。如果信杂比低于SNH,就发出越区切换请求。有时由于某些

原因,没有执行越区切换,通话质量将持续恶化,结果迟早会达到呼叫释放门限值SNR,呼叫

就被释放。

射频(RF)信号强度:每个话音信道接收机连续地对它自己接收机的无线频率进行信号强度测试。

控制单元还将测量结果和信号强度门限值进行比较。为了避免产生邻道干扰,通常不希望移动台

输出功率过高,如果信号强度测量的结果高于SSD时,BS的控制单元就自动命令移动台降低它

的功率;如果信号强度低于SSI时,BS的控制单元接发出增加功率命令;当移动台输出功率已达到

最高,测量结果仍低于SSH时,BS的控制单元就向MSC发出越区切换请求,其过程将在后面

叙述;SSB只在话音信道空闲时使用。

3.在数字蜂窝GSM系统中,质量测量是由基站和移动台共同完成的。MS对当前服务小区进行

质量和接收信号强度的测量。对相邻小区进行接收信号强度测量,并将它的报告给服务的BTS。

质量测量是当前服务下行信道的低比特误码率将它转换成0—7的一个值。由服务BTS完成上行

信道测量,它包括质量和接收信号强度测验量服务BTS跟接收到的MS测量结果一起把它送给

BSC。