無線通信課程簡答題答案,你能解釋幾個?

1、什麼是無線通信?什麼是移動通信?什麼是蜂窩移動通信?說明這三者之間的關係。

  1. 無線通信技術是通過無線電波傳播信號的技術。
  2. 移動通信是通信中的一方或雙方處於運動中的通信。
  3. 蜂窩移動通信是採用蜂窩無線組網方式,在終端和網絡設備之間通過無線通道連接起來,進而實現用戶在活動中的可相互通信。其主要特徵是終端的移動性,並具有越區切換和跨本地網自動漫遊功能。

    移動通信雖屬於無線通信,但其實際上是無線與有線的結合體;蜂窩移動通信系統屬於移動通信。

 

2、無線通信的最高目標是什麼?

任何人(whoever)在任何時候(whenever)、任何地方(wherever)以任何方式(Whatever)任何人(whomever)進行通信,即通信的“5W”,這便是無線通信的最高目標。

 

3、對於地面上的遠距離微波通信,簡述採用中繼方式的直接原因。

(1)微波類似於光性,電波近似直線傳播,而地球表面是個曲面,若在兩地間直接通信,因天線架高有限,當通信距離超過一定數值時,電磁波傳播將受到地面的阻擋。

(2)微波的傳輸損耗大,因此,遠距離通信時有必要採用中繼方式對信號逐段接收、放大和發送。

 

4、簡述無線電磁波頻率與波長的關係,並舉例說明長波、中波、短波和微波的應用。

波長和頻率成反比。

  • 長波:主要是靠地面波和天空波來進行傳播,其傳播距離一般不超過3000公里。主要用作無線電導航,標準頻率和時間的廣播以及電報通信等。
  • 中波:靠地面波和天空波進行傳播。傳播過程中,地面波和天空波同時存在,有時會給接收造成困難,故傳輸距離不會很遠,一般爲幾百公里。主要用於近距離本地無線電廣播、海上通信、無線電導航及飛機上的通信等。
  • 短波:主要靠天空波來進行傳播,它能以很小的功率藉助天空波傳輸很遠的距離。主要應用於遠距離國際無線電廣播、遠距離無線電話及電報通信、無線電傳真、海上和航空通信等。
  • 微波:主要是直射波傳播。微波的天線輻射波束可做得很窄,因而天線的增益較高,有利於定向傳播;又因頻率高,信道容量大,其應用的範圍很廣。主要用於定點及移動通信、導航、雷達定位測速、衛星通信、中繼通信、氣象以及射電天文學等方面。

 

5、在無線電波傳播時,收到的干擾有哪些類型?

無線電波傳播時,可能會收到:互調幹擾、鄰道干擾、同頻干擾。

1、互調幹擾,是由無線電子設備的非線性導致的;

2、同頻干擾,可通過組網規劃來控制;

3、鄰道干擾,通過使用好的濾波器可有效減少此干擾;

 

 

6、試比較FDMATDMACDMA三種多址復接方法。

FDMA:將給定的頻譜資源劃分爲若干個等間隔的頻道,供不同的用戶使用。

TDMA:把時間分割成周期性的幀,每一幀再分割成若干個時隙。

CDMA:以擴頻信號爲基礎,利用不同碼型實現不同用戶的信息傳輸。

7、TDDFDD的區別?

TDD在同一頻率信道的不同時隙中分別發射和接收信號,彼此之間採用一定的保證時間予以分離。

FDD採用兩個對稱的頻率信道分別發射和接收信號,發射和接收信道之間存在着一定的頻段保護間隔。

8、智能天線的工作原理是什麼?

通過調節各陣元信號的加權幅度和相位來改變陣列天線的方向圖,從而抑制干擾、提高信幹比,最終實現天線和傳播環境之間、用戶和基站之間的最佳匹配。

 

9、什麼是信道切換,切換的依據有哪些?

1)信道切換:當一個移動臺在通話的過程中從一個基站移動到另一個基站時,MSC(移動交換中心)自動地將呼叫轉移到新基站的信道上。

2)切換的依據:接收信號強度、信幹比/載幹比等。

 

10、硬切換、軟切換、接力切換的概念?

硬切換:在新的連接建立前,先中斷舊的連接。

軟切換:既維持舊的連接,又同時建立新的連接,並利用新舊鏈路的分集-合併來改善通信質量,當與新基站建立可靠連接後再中斷舊鏈路。

接力切換:使用上行預同步技術,預先取得與目標小區同步的參數,再通過開環方式保持與目標小區的同步,一旦網絡判決切換,移動臺可迅速由原小區切換到目標小區。

 

11、什麼是大區制?什麼是小區制?並簡述其主要特點。

大區制:在一個比較大的區域中,僅用一個基站覆蓋全區域的移動通信覆蓋方式。

特點:用戶數有限,無法滿足大容量的要求;但設備需求少,成本低,網絡結構簡單,維護方便。

小區制:將要覆蓋的移動通信網絡地區劃分爲若干個小區,每個小區的半徑可視用戶的分佈密度設置,最後在每個小區設立一個基站爲本小區範圍內的用戶服務。

特點:實現服務區的無縫覆蓋,服務範圍廣,系統容量大且不同小區間可使用相同頻率;但設備投資大、技術複雜、維護困難。

 

12、大區制組網和小區制組網的區別是什麼?爲何蜂窩移動系統需要採用小區制組網?

大區制組網:指在一個比較大的區域中,只用一個基站覆蓋全地區,這種組網方式爲“大區制組網”。特點:大區制組網只有一個基站,服務面積大,因此所需的發射功率也較大,多用於專用網或小城市的公共網。但是,由於只有一個基站,其信道數有限,一般只能容納數百至數千個用戶。

小區制組網:相對於系統容量不高的大區制而言的,小區制組網適合大城市或更大區域的服務,在有限的頻譜條件下,能達到大容量的目的。

爲何蜂窩移動系統需要採用小區制組網:小區制組網下,每一個小區和其他小區可頻率再用,且隔遠了,同信道干擾能降至可以接受的程度,因此,用有限的頻率數就可以服務多個小區。用這種組網可以構成大區域、大容量的移動通信系統,還可以形成全省、全國甚至更大的系統。因此,蜂窩移動系統需要採用小區制組網。

 

13、位置更新過程

1. 移動臺位置登記;

2. 當移動臺從一個位置區域進入一個新的位置區域時,移動系統進行通常意義下的位置更新;

3. 在一定的特定時間內,網絡與移動臺沒有發生聯繫時,移動臺自動地、週期地與網絡取得聯繫,並覈對數據。

 

14、越區切換流程

當移動臺從一個基站覆蓋的小區進入到另一個基站覆蓋的小區時,爲了保持通信的連續性,會將移動臺與當前基站之間的鏈路轉移到移動臺與新基站之間的鏈路。

 

15、漫遊和切換的區別是什麼?

漫遊:MS(移動臺)離開本位置區到達新的位置區,且新的位置區也能爲MS提供的服務稱漫遊;

切換:網絡在忙時或通話狀態下的信道間切換。它包括:信道間的切換、小區間的切換、同BSC(基站控制器)不同小區間的切換、同MSC間的不同BSC的切換、不同MSC間的切換等。

它們的區別與聯繫是:不同MSC(移動交換中心)間的切換即是漫遊。

 

16、快衰落與慢衰落的區別是什麼?

快衰落:主要是由多徑傳播產生的衰落以及由移動體周圍的散射、反射和折射體引起信號的多徑傳輸而導致到達信號之間相互疊加,其合成信號幅度表現爲快速的起伏變化,其變化率比慢衰落快;

慢衰落:由於移動臺不斷移動,電波傳播路徑地形地貌不斷變化所造成的衰落比多徑效應引起的快衰落慢的多。

 

17、什麼是LTE?

LTE,Long Time Evolution,是3G的演進,是從3G到4G技術之間的一個過渡,是3.9G全球標準,它改進並增強了3G的空中接入技術,採用OFDM和MIMO作爲其無線網絡的唯一標準。與3G相比,它具有高數據速率、分組傳送、降低延遲和廣域覆蓋等優勢,被視爲3G向4G演進的主流技術。

 

18、如何能夠有效地緩解未來無線通信頻譜短缺問題?

科學配置頻譜資源、對頻譜規劃進行經濟化操作。比如:提倡運營商等用頻單位公用頻譜,儘量減少專用頻段。

 

19、什麼是多徑效應?

電波傳播信道中的多徑傳輸現象所引起的干涉延時效應。在實際的無線電波傳播信道中,常有許多時延不同的傳輸路徑,每條傳播路徑會隨時間變化,合成波場也會隨機變化,進而形成總接收場的衰落。

 

20、什麼是信號的小尺度衰落?大尺度衰落?這兩種衰落與信號的頻率有什麼關係?

1)小尺度衰落:指當移動臺移動一個較小距離時,接收信號在短期內的快速波動。包括多普勒頻移引起的時間選擇性衰落與多徑引起的頻率選擇性衰落。

2)大尺度衰落:移動臺和基站之間以及無線電波傳播過程中受到建築物阻擋,引起發射機與接收機之間長距離上的信號場強變化,波動發生在大約10個波長範圍內;

這兩種衰落與信號頻率的關係:

1)信號的小尺度衰落與頻率的關係:信號頻率的變化對小尺度衰落影響很大。信號頻率變大,波長變小,在一定範圍內,幅度變化會很劇烈。

2)信號的大尺度衰落與頻率的關係:信號頻率對陰影衰落影響不是很大;但是,當信號在陰影區與非陰影區過渡時,信號頻率變大,波長變小,繞射係數變大,繞射能力增強,繞射會變得強烈,有一個更加陡峭的變化。

 

21、什麼是多普勒效應?

在電波傳播過程中,由於移動臺或相互作用體的運動所造成的接收頻率與發射頻率出現差異的現象。

 

22、信道的多普勒擴展?信號什麼條件下是平衰落/頻率選擇性衰落/快衰落/慢衰落?

多普勒擴展 移動臺和基站的相對運動造成的,在多徑情況下,由於單音信號經過不同的時變信道到達接收端,每一個時變信道都會產生不同的多普勒頻移,接收端會展現出多普勒擴展,它是移動無線信道的時變速率引起的頻譜展寬程度的度量值。

  1. 平衰落:無線信道的相關帶寬大於發送信號的帶寬,且在帶寬範圍內具有恆定增益及線性相位,則接收信號就會經歷平坦衰落。衰落狀況與頻率無關;各頻率成分衰落一致,衰落信號的波形不失真。
  2. 頻率選擇性衰落:如果無線信道的相關帶寬小於發送信號帶寬,那麼該信道特性導致接收信號產生頻率選擇性衰落。衰落狀況與頻率有關;不同頻率成分衰落不一致,衰落信號波形將產生失真。
  3. 快衰落:信道衝激響應在符號週期內變化很快,即信道的相干時間小於發送信號的信號週期。
  4. 慢衰落:信道衝激響應變化率比發送的基帶信號變化率低的多,即信道的相干時間遠大於發送信號的信號週期。

23、什麼是遠近效應?功率控制的主要作用是?

遠近效應:由於接收用戶的隨機移動性,移動用戶與基站之間的距離也在隨機變化,若移動用戶發射信號功率都一樣,那麼到達基站時信號的強弱將不同:離基站近者信號強,離基站遠者信號弱,且通信系統中的非線性將進一步加重信號強弱的不平衡性,甚至出現以強壓弱的現象,並使弱者產生掉話現象,通常稱這一現象爲遠近效應。

功率控制的作用:

① 克服反向鏈路的遠近效應;

② 在保證接收機的解調性能情況下,儘量降低發射功率,減少對其他用戶的干擾,增加系統容量。

 

24、從實現方法、頻譜特性等方面闡述跳頻和直接序列擴頻技術的區別? 碼分多址屬於其中?

1)跳頻:本質上就是一種按照收發雙方約定的、對第三者保密的、規律不斷變換地發射頻率的技術。在調頻頻段內分佈着若干個信道,每個信道帶寬都和窄帶信號寬帶相同;傳輸時,在每個固定間隔,信號在這些信道之間隨機跳躍。它具有躲避式抗瞄準干擾能力,尤其是抗窄帶干擾信號能力強,有良好的遠近特性,不會引起同頻阻塞干擾。缺點是其信號隱蔽性較差。

2)直接序列擴頻技術:利用擴展碼,每個輸入信號在傳輸信號中被k個比特表示,擴頻碼展寬信號頻譜的帶寬和k成正比。它具有良好的抗噪、抗多經效應、抗竊聽能力。

碼分多址屬於直接序列擴頻技術實現方法:每個移動臺(站點)被指定一個唯一的m位代碼,且都必須兩兩正交。當發送比特1時,站點就發送其碼片序列;發送比特0時,站點就發送其碼片序列的反碼。

 

25、天線的特徵?信號衰減衰落的原因?移動通信中爲何使用蜂窩模式?如何控制蜂窩大小?

1)天線的特徵:

1.每一種天線都有其頻率範圍;

2.長度:波長越長天線尺寸越大;

3.形狀:全向天線和定向天線形狀不同,理想的天線是在空間的一個點向四周均勻發射信號,但通常的天線都是有方向性的;

4.增益:天線在某方向的增益就是該方向發射的功率與理想天線在該方向的功率之比 ;

(2)導致信號衰減衰落的原因:

1.射頻信號在自由空間衰減;

2.反射和透射;

3.繞射;

4.與其他的射頻信號源互相干擾造成衰減;

5.多經衰落。

(3)使用蜂窩模式的原因:

1. 蜂窩模式下,每一個蜂窩可使用一組頻道,且如果兩個蜂窩相隔夠遠,則可使用同一組頻道,大大提高了信道的利用率。

2. 鑑於信號隨距離快速衰落,將一塊大的區域劃分爲多個小的蜂窩,使用多個小功率發射器代替一個大功率發射機,可以獲得更好的信號、降低發射功率、節約成本。

(4)控制蜂窩大小的方法:蜂窩的大小取決於發射機的有效發射距離,六邊形蜂窩要在發射機的有效發射距離覆蓋範圍之內,而兩個七小區羣的中心的距離要超過有效發射距離的兩倍。

 

26、無線系統的分集起什麼作用?有哪些分集方式?是如何具體實現的?

分集的作用:在獨立的衰落路徑上發送相同的數據,由於獨立路徑在同一時刻經歷深衰落的概率很小,因此經過適當的合併後,接收信號的衰落程度就會被減小。

分集方式:空間分集、頻率分集

空間分集:使用多個發送天線或接收天線,也就是使用天線陣列,陣元之間有一定的空間距離。

頻率分集:用不同的載波發送相同的窄帶信號,載波的間隔是信道的相干帶寬。

 

27、什麼是無線傳感器網絡?

大量的靜止或移動的傳感器以自組織和多跳的方式構成的無線網絡,它能協作地感知、採集、處理和傳輸網絡覆蓋區域內的被感知對象的信息,並最終將這些信息發送給網絡的所有者。

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