移动通信复习大纲.docx
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移动通信复习大纲.docx
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移动通信复习大纲
{个人根据老师上课所讲,把大纲中的题分为3等级(重重之中(***),重点(*),理解(没标记)),把我认为不太准确的地方用红色字体修改了一下,仅供参考!
王莹}
移动通信复习大纲-整理后2.5版
●快衰落,慢衰落的概念
快衰落:
移动台附近的散射体(地形,地物和移动体等)引起的多径传播信号在接收点相叠加,造成接收信号快速起伏的现象。
-----此条来自XX百科,因为课件上暂时没找到答案。
慢衰落:
信号中值电平随时间作缓慢变化的现象称为慢衰落,近似服从对数正态分布。
●单工,双工通信的概念
单工:
通信双方交替地进行收信和发信。
(正确的理解应该是只能实现单方向传递消息的工作方式)
双工:
通信双方可同时传输消息的工作方式,亦称全双工通信。
●区群概念
区群:
若干相邻的小区按一定数目构成的小区组合。
●同频干扰概念
同频干扰:
是指两个相同频率的不同信号产生的干扰
●交织概念,作用
交织:
交织的实质是将突发的连续错误分散开来,交织的主要作用是抗快衰落。
(补充交织的概念将要传输数据码重新排序,重新排序的结果使得突发差错时产生的成串错误的比特位来自交织前信道编码不同的位置。
当在接收端去交织后,数据编码恢复了原来的顺序,从而连续的突发差错就变成了离散的随机差错,)
●*扩频通信概念,常用扩频方法?
扩频通信:
即扩展频谱通信技术,利用不同码型实现用户间地址码的区分,以扩频信号为基础。
扩频过程是一种宽带技术;主要用于无线通信中。
根据扩展频谱的方式不同,扩频通信系统可分为:
直接序列扩频(DS)、跳频(FH)、跳时(TH)、线性调频、以及以上几种方法的组合。
●***自由空间传播损耗公式为?
●***GSM中文全称?
GSM网络包括哪几大部分,基站子系统又包括哪几部分?
GSM中文全称是全球移动通信系统;
GSM包括网络子系统(MS)(MS改为NSS)、基站子系统(BBS改为BSS)、运营支持子系统(NSS改为OSS)、移动台(MS);
基站子系统(BBS改为BSS)由可以在小区内建立无线电覆盖、并与MS通信的基站收发信机(BTS)和基站控制器设备(BSC)组成。
***GSM系统多址方式?
(频分多址和时分多址)双工方式?
(频分双工)上下行频段是?
(上行:
890-915MHZ,下行:
935-960MHZ)收发频段?
(基站的收是上行频段,发是下行频段,移动台则收发相反)频道间隔?
(200K)复帧包括多少帧?
(有两种,一种是26帧的复帧,另一种是51帧的复帧)每帧包括几个时隙(8个时隙),每帧时长?
(4.615ms)每时隙包括的bit数为?
(不确定,可能为114,它指的是有效信息数)每时隙时长?
(4.615/8ms自己算)单载频数据传输速率为多少?
(270.833kbps)语音编码方式为?
(RPE-LTP(规则脉冲激励长期预测编码))语音编码后速率为?
(13kbps)信道编码方式为?
(具有交织脉冲检错和1/2编码率卷积码)信道编码后速率为?
切换控制方式是什么?
(移动台辅助切换)交织深度为?
(8)系统在900MHz频段可同时包含多少个时隙?
(不确定是124还是992)--------详细内容见第四章课件GSM系统的主要规格参数表(已附在最后一页)
收发频率间隔:
GSM900:
45MHz;DCS1800:
95MHz
频道间隔200kHz。
每个载频含8个时隙,这相同频率的8个时隙被称为一个TDMA帧。
用户在某一时隙发送被称为突发时隙(burst)。
一个突发时隙长度为577μS,一帧为4.615ms。
共992(GSM900)个物理信道。
●*GSM网络子系统包含几部分,各部分作用是什么?
GSM网络子系统(NSS)主要完成交换功能、移动性管理、安全性管理功能。
网络子系统(NSS)由多个功能实体构成,彼此之间信令传输符合SS7信令:
移动交换中心MSC:
移动交换中心是网络的核心,它主要提供交换功能、网络资源管理、通过网关MSC(GMSC)实现与其它网络的互通;从三种数据库,即HLR、VLR和AUC获取有关处理用户位置登记和呼叫请求等所需的全部数据;支持位置登记和更新、越区切换和漫游服务等功能。
(2)原籍用户位置寄存器(HLR):
存储该HLR灌下去的所有移动用户的有关数据
(3)访问用户位置寄存器(VLR):
存储进入其控制区域内来访移动用户的有关数据
(4)鉴权中心(AUC):
通过IMSI对移动用户鉴权;空中接口数据的保密;产生和额存储鉴权信息的加密的处理。
(5)移动设备识别寄存器(EIR):
存储移动设备的国际移动设备识别码(IMEI);存储GSM用户的权利:
是否准许使用;完成对移动设备的识别、监视功能,对偷窃或伪造的非法移动台锁死或定位。
(6)操作与维护中心(OMC):
负责对全网进行监控与操作;通过它实现对GSM网内各种部件功能的监视、状态报告、故障诊断登功能。
●*GSM逻辑信道分为哪两类?
各信道作用?
逻辑信道分为业务信道和控制信道:
业务信道TCH主要完成传输数字语音或数据,其次还有少量的随路控制信令;控制信道CCH用于传送信令和同步信号。
●***GSM系统和IS-95系统中都采用了哪些调制方式?
GSM系统采用GMSK调制方式;IS-95系统基站采用QPSK调制方式,移动台采用OQPSK调制方式。
●***构成GPRS系统的方法在GSM系统中首先引入3个主要组件,分别为?
采用的交换技术为?
引入的3个主要组件分别为:
GPRS服务支持结点(SGSN,ServingGPRSSupportingNode)、GPRS网关支持结点(GGSN,GatewayGPRSSupportNode)和分组控制单元(PCU,packetcontrolunit)。
GPRS采用分组交换技术。
●*组成蜂窝区群是区群中小区数应符合的条件?
同频小区的确定方法?
区群中的小区数N应满足:
,N又称为频率复用因子。
确定同频小区的方法:
先沿垂线跨j个小区,再左(或右)转60。
,再跨i个小区,便到同频小区。
●GSM终端SIM卡中包含哪些信息?
存有认证用户身份所需的信息(用户识别号、位置信息和有关保密数据(如密钥)、禁止GSM网络和参考语言).
●***IS-95系统上下频段为?
语音编码方式为?
采用信道编码方法?
信道编码码率为?
扩频方式为?
越区切换方式为?
前向逻辑信道配置方法?
频段:
下行频段:
869MHz~894MHz(基站发射)、下行频段:
824MHz~849MHz(移动台发射)
语音编码方式:
语音编码方式为可变速率CELP
信道编码方式:
卷积编码,在下行链路中采用编码率R =1/2,约束长度为K = 9;在上行链路中采用编码率R =1/3,约束长度K = 9。
扩频方式:
采用直接序列扩频(DS)技术
越区切换:
---暂时没找到,更倾向于软切换(确定为软切换)
前向逻辑信道配置方法:
前次昂CDMA信道可使用的码分信道最多为64个。
一种典型的配置方式是:
1个导频信道,1个同步信道,7个寻呼信道(允许的最多值)和55个业务信道。
信道配置并不是固定的,其中导频信道一定要有,其余的码分信道可根据情况配置。
●***WCDMA系统包括哪几部分?
无线接入系统包括哪几部分?
系统帧长?
WCDMA系统包括用户终端设备(UserEquipmentUE)、接入网(UTRAN)、核心网(CN);无线接入网由一组通过Iu连到核心网(CN)的无线网络子系统(RNS)组成;系统系统帧长为10ms。
(无线接入网由多个无线网络子系统(RNS)组成,每个无线网络子系统又包括NodeB和RNC)
●***TD-SCDMA系统无线帧长为?
包含几个子帧?
每一子帧包含几个主时隙?
前两个时隙如何分配的上下行?
TD-SCDMA一个超帧长为720ms,共72个无线帧组成,每个无线帧长10ms;TD-SCDMA将每个无线帧划分为两个5ms的子帧;每个子帧由长度675us的7个主时隙和3个特殊时隙:
下行导频时隙(DwPTS,75us)、上行导频时隙(UpPTS,125us)和保护时隙(G,75us)构成;7个主时隙的分配:
Ts0总是分配给下行链路,Ts1总是分配给上行链路,其他实习随机可做上行链路的时隙,也可做下行链路的时隙。
●***TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000-1X、CDMA2000-3X系统的载频间隔为?
TD-SCDMA系统载频间隔为1.6MHz;WCDMA系统载频间隔为5MHz;CDMA2000-1X系统载频间隔为(1.25M)(真的木有找到)、CDMA2000-3X系统的载频间隔为(饶了我吧..)。
(3*1.25MHZ)
●LTE支持哪些带宽配置?
LTE系统中无论是FDD还是TDD它的基本时间单位Ts=?
LTE支持两种双工模式:
FDD和TDD,支持多种频段:
700MHz到2.6GHz,支持多种带宽配置,协议规定一下贷款配置:
1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz;TDD和FDD的基本时间单元Ts=1/(1024*15000)秒
●*MIMO技术可分为哪几种主要技术?
MIMO技术可以分为:
空间复用、传输分集技术(以空时编码为代表)、波束赋形。
●***中文全称:
QAM,GPRS,OFDM,GSM,IMSI,AUC,HLR,VLR,CWTS,IEEE,TIA,LTE,SAE
QAM:
振幅和相位联合调制或正交振幅调制(QuadratureAmplitudeModulation)
GPRS:
通用分组无线业务(GeneralPacketRadioService)
OFDM:
正交频分复用调制(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)
GSM:
全球移动通信系统(GlobalsystemforMobilecommunications)
IMSI:
国际移动用户识别码(InternationalMobileSubscriberIdentificationNumber)
AUC:
鉴权中心(AuthenticationCentre)
HLR:
原籍用户位置寄存器(HomeLocationRegister)
VLR:
访问用户位置寄存器(VisitorLocationRegister)
CWTS:
中国无线通信标准研究组(ChinaWirelessTelecommunicationsStandardsgroup)
IEEE:
电气和电子工程师协会(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers)
TIA:
美国电信工业协会(TelecommunicationsIndustryAssociation)
LTE:
长期演进(LongTermEvolution)
SAE:
系统架构演进(SystemArchitectureEvolution)
(1)*移动通信相对固定通信方式其主要特点是什么?
a)必须利用无线电波传输信息,传播特性差、安全性差;
b)工作于复杂的干扰环境(外部、内部);
c)可利用的频谱资源有限,而通信业务量的需求与日俱增;
d)网络结构多样,管理复杂;
e)对通信终端设备的要求较高。
(2)*什么是分集接收技术?
常用的分集方式分为哪几类?
分集技术对信号的处理包含两个过程,分别是什么?
简要说明。
分集合并的方式有哪些?
所谓分集接收是指接收端对它收到的多个衰落特性互相独立(携带同一信息)的信号进行特定的处理,以降低信号电平起伏的办法。
“宏分集(marodiversity)”:
用位于不同地点的多个接收机和发射机进行处理,也称为“多基站”分集。
宏分集用于消除遮挡效应(慢衰落)。
“微分集(microdiversity)”:
只用一个接收机实现。
用于抗瑞利衰落。
两个过程主要包括:
1、分散传输:
使接收端能获得多个统计独立携带同一信息的衰落信号。
2、集中处理:
接收机把收到的多个统计独立的信号进行合并以降低衰落影响。
分集合并的方式包括选择与组合。
(3)***越区切换的过程控制方式有哪些,并举出一个使用其方式的系统。
a)移动台控制的越区切换——由移动台监测基站的信号强度和质量(PACS、DECT)
b)网络控制的越区切换——网络要求基站检测移动台的信号,并根据结果选择新基站。
(TACS)
c)移动台辅助的越区切换——网络要求移动台检测基站的信号,当前基站根据结果选择新基站(IS-95、GSM)
(4)均衡的原理是什么?
设发射机、信道、接收机滤波器三者为等效传输信道,等效冲激响应为f(t);均衡器的输入信号表示为:
设均衡器的冲激响应为heq(t),则均衡器输出为:
假定系统中没有噪声,即nb(t)=0,则理想情况下,应有
,在这种情况下没有任何码间干扰。
为使上式成立,g(t)必须满足
该式就是均衡器要达到的目标。
在频域中上式表示为
**因此,均衡器实际上就是等效基带信道滤波器的逆滤波器。
(5)多载波调制的关键是子载波频率的分配,子载波的选取方式主要有三种,对其三种方法简要说明一下。
子载波的选取主要有下面三种:
第1种——是传统的频分复用FDM;
第2种——是各载波在频谱上有部分重叠,如采用偏置QAM(SQAM)技术,在3dB处载波频谱重叠,其复合谱是平坦的,子载波的正交性通过交错同相或正交子载波的数据得到(即将数据波形偏移半个周期)。
第3种——是各子载波之间满足正交性。
(6)叙述蜂窝无线网络规划流程
第一阶段是业务量与覆盖分析。
需要获得如下信息:
成本、容量、覆盖、质量、服务等级(GoS)、可用频段、系统容量增长情况、人口分布、收入分布、固定电话使用情况等。
第二阶段是仿真。
仿真即借助规划软件对一定区域内的用户分布进行站点规划,目的是为了确保区域内的覆盖和容量并避免干扰。
第三阶段是勘测。
按照第二阶段仿真获得的理想站址,进行实地查看、测量,根据各种建站条件(包括电源条件、传输条件、电磁环境、征地情况等)将可能的站址记录下来,再综合其偏离理想站址的范围、对将来小区分裂的影响、经济效益、覆盖区预测等各方面进行考虑,推荐合适的站址方案,并确定基站附近的电磁干扰环境。
第四阶段是系统设计。
根据实际基站分布和基站类型,确定系统的频率复用方案,确定各小区的运行参数。
第五阶段是安装调测。
按照设计数据进行系统的安装和调测,使系统正常运行。
第六阶段是优化。
随着用户的增加,网络需要不断地进行优化调整。
当业务量增长到一定阶段时,网络需要扩容;于是又回到了话务覆盖分析阶段。
(7)简要说明切换的三个阶段。
切换控制的目的是什么?
切换控制要完成哪些功能?
一次切换进程可以分为三个过程:
预切换过程、切换执行过程、切换以后的过程。
⏹预切换过程阶段网络为做切换决定收集所需的数据。
如果切换被认为需要的,则选择哪个适合小区做切换小区。
⏹在切换执行阶段执行实际的切换。
MS被连接到新的BTS上。
⏹在切换以后过程,所有的不再需要的网络资源被释放,系统返回稳定阶段。
切换控制的目的:
越区切换通常发生在移动台从一个基站覆盖的小区进入到另一个基站覆盖的小区的情况下,为了保持通信的连续性,将移动台与当前基站之间的链路转移到移动台与新基站之间的链路。
•切换控制要完成的功能:
通话进行当中允许用户移动
•恶劣的无线传输条件下恢复并保持通信,避免链路中断
•平衡各小区间的业务负荷
•遇到干扰时能保持可接受的通信质量
•优化频率资源的使用
•减小MS的功率消耗和全局干扰电平
(8)*CDMA系统软容量是指什么?
如何实现?
CDMA系统是一个自干扰系统,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,在保持高质量通话的同时,我们就可以容纳更多的用户。
下面这段话取自现代通信网:
在CDMA系统中,信道数是靠不同的码字来划分的,其标准的信道数是以一定的输入输出信噪比为条件的,当系统增加一个通话的用户时,所有用户的输入输出信噪比都有所下降,但不会出现因没有信道而不能通话的现象。
这种现象被称为软容量。
(9)***cdma系统前向功率控制的目的是什么?
正向功率控制也称下行链路功率控制。
其要求是调整基站向移动台发射的功率,使任一移动台无论处于小区中的任何位置上,收到基站的信号电平都刚刚达到信干比所要求的门限值。
(10)叙述IS-95系统的反向开环功率控制过程、闭环功率控制过程。
反向开环功率控制:
•CDMA系统的每一个移动台都一直在计算从基站到移动台的路径衰耗。
•当移动台接收到的信号很强时,这时移动台可降低它的发射功率,而基站依然可以正常接收。
•相反当移动台接收的来自基站的信号很弱时,它就增加发射功率,以抵消衰耗。
•开环功率控制的目的是试图使所有移动台发出的信号在到达基站时都有相同的标称功率,它完全是移动台自己进行的功率控制。
反向闭环功率控制:
•CDMA系统的前向、反向信道分别占用不同的频段,收、发间隔为45MHz,这使得这两个频道衰减的相关性很弱,在整个测试过程中,两个信道衰减的平均值应该相等,但在具体某一时刻,则很可能不等。
这就需要基站根据目前所需信噪比与实际接收的信噪比之差随时命令移动台调整发射功率(即闭环调整)。
基站目前所需的信噪比是根据初始设定的误帧率随时调整的(即外环调整)。
•CDMA系统的前向、反向信道衰减的平均值很可能不等。
•此时需要基站根据目前所需信噪比与实际接收的信噪比之差随时命令移动台调整发射功率(即闭环调整)。
•基站目前所需的信噪比是根据初始设定的误帧率随时调整的(即外环调整)。
(11)
a)接口管理:
b)BTS与BSC之间的地面信道管理
c)无线参数及无线资源管理
d)无线链路测量与话务量统计:
e)控制小区切换
f)支持呼叫控制
g)操作与维护
GSM系统的BSC主要完成哪些功能?
*对一个或多个BTS进行控制
功能(如右):
(12)***越区切换的定义是什么?
叙述硬切换,软切换的概念,即它们的优缺点
定义:
在通话期间,当移动台从一个小区进入另一个小区时,把移动台从原小区所用的信道切换到新小区的某一信道,并保证通话不间断(用户无感觉)。
硬切换:
在新的连接建立以前,先中断旧的连接。
•优点:
在同一时刻,移动台只使用一个无线信道
•缺点:
1)通信过程中会出现短时的传输中断
2)切换参数由MS来测量时,数据都要经无线接口接入网络加重了无线接口的负荷
软切换:
既维持旧的连接,又同时建立新的连接,并利用新旧链路的分集合并来改善通信质量,当与新基站建立可靠连接之后再中断旧链路。
优点:
保证了较高的通信质量
缺点:
加重了网络的负荷,系统必须同时处理接连路
(13)简述GSM系统的加密、鉴权过程
加密过程:
-----暂时没有找到
鉴权过程:
⏹鉴权算法驻留在网络侧的AUC和MS侧的SIM卡中,AUC对应各用户,选择一个随机数并连同用户的鉴权键Ki将它输入A3算法,输出是SRES。
⏹一旦VLR不得不完成鉴权,它通过SDCCH送一个鉴权请求给MS。
这一信息包含随机询问(即RAND)。
VLR询问MS是为了证明它要求是什么。
⏹MS在SIM卡的帮助下产生一个响应SRES,把它送给VLR,VLR收到SRES与内部存贮的值进行比较,如果匹配,用户被认为是合法的。
(14)GSM系统通信安全采取了哪些措施?
接入控制/鉴权:
对SIM卡的有效用户鉴权。
►机密性:
♦在成功鉴权后,话音和信令在无线网络上加密;BTS和MS对话音、数据和信令加密。
►匿名:
♦临时身份识别TMSI
♦在每次位置更新(LUP)时指派新的TMSI
♦加密传输
♦VLR可在任何时间改变TMSI
(15)*GSM采取了那些抗干扰措施?
利用信道编码进行检错和纠错的技术,包括前向纠错和请求重传;
分集技术(包括空间分集、时间分集、频率分集、以及Rake接收技术)、自适应均衡技术等;
其他抗干扰技术(如抗码间干扰的技术、抗时延扩展的技术、扩频和调频技术等)。
(16)简述GSM系统中信道编码过程,编码之后速率为多少?
从语音编解码器来的260bit数据块按照重要性和作用被分成三类。
重要的信息进行重点保护,非重要的进行非重点保护。
三类信息分别分为Ⅰa、Ⅰb和Ⅱ类。
Ⅰa类是最重要的,Ⅰb类第二重要,II类不重要(78bits)末受到任何保护。
用户数据速率=456bits/20ms=22.8kbps(13kbps原始数据+9.8kbps奇偶校验和信道编码)
(17)IS-95系统前向链路结构主要包括几部分?
---木有造到。
。
。
(语音编码,卷积编码,符号重复,符号抽取,块交织,数据扰码,功率控制子信道,正交信道扩频和四相扩频调制)
(18)什么是隧道技术?
•隧道是在公用IP网中建立逻辑点到点连接的一种方法,是一个叠加在IP网上的传送通道。
•一个IP隧道连接两个GSN站点。
•在隧道中通过的业务流与下层的IP网协议要求无关,也就是说,隧道内可传输IP、IPX、AppleTalk或其他协议的数据包,均是通过协议的封装来完成的。
封装技术是隧道技术的基本技术,根据隧道在OSI的第二层还是第三层中实现的机理,可分为第二层隧道技术与第三层隧道技术。
当前网络既采用第二层隧道技术,也采用第三层隧道技术。
(19)***WCDMA系统中UTRAN包含哪几部分,各部分主要功能是什么?
UTRAN包括多个无线网络子系统RNS,(RNS包括NodeB和RNC)通过Iu接口与核心网络子系统CN连接。
(20)***TD-SCDMA系统中采用的接力切换方式的设计思想是什么?
设计思想:
当用户终端从一个小区或扇区移动到另一个小区或扇区时,利用智能天线和上行同步等技术对UE的距离和方位进行定位,根据UE方位和距离信息作为切换的辅助信息,如果UE进入切换区,则RNC通知另一基站做好切换的准备,从而达到快速、可靠和高效切换的目的。
这个过程就象是田径比赛中的接力赛跑传递接力棒一样,因而我们形象地称之为接力切换。
(21)***TD-SCDMA系统中每一子帧包含哪些时隙,信息传递时各时隙如何分配?
每个子帧由长度675us的7个主时隙和3个特殊时隙:
下行导频时隙(DwPTS,75us)、上行导频时隙(UpPTS,125us)和保护时隙(G,75us)构成。
(22)***TD-SCDMA系统中采用的关键技术有哪些?
智能天线:
降低多径、多址干扰
联合检测:
降低多址干扰
上行同步:
减少码间串扰
动态信道分配:
在时域、频域、码域实现以降低干扰
(23)***3G演进方案R99相比于2G网络有何区别,R4,R5标准相对于R99又有何区别。
网络结构上继承了GSM/GPRS核心网的结构。
与GSM不同的是,在无线接入网部分引入了全新的无线接口WCDMA
在接口方面引入了基于ATM和IP方式(个人觉得可以简化为核心网分为电路域和分组域,R4电路域实现了IP传输。
电路域引入了承载于呼叫控制分离的概念、R5
接入网中主要引入IPUTRAN和HSPDA的概念。
核心网和无线接入网均采用IP传输
)
相对于R99,R4无线接入网网络结构没有改变,改变的只是一些接口协议的特性和功能的增强。
而核心网电路域变化较大,主要体现在网络由TDM中心节点交换型演进为典型的分组话音分布式体系结构;网络采用开放式结构,业务逻辑与底层承载相分离,话音
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