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现代移动通信 蔡跃明 第三版思考题与习题参考答案 chapter_8

归档日期:05-28       文本归类:反向信道      文章编辑:爱尚语录

  现代移动通信 蔡跃明 第三版思考题与习题参考答案 chapter_8_理学_高等教育_教育专区。第八章 思考题与习题 1. IS-95 系统中,为什么反向链路使用较低的工作频段? 反向链路是由移动台发送信息到基站,由于移动台功率较小,一般而言,电波传播频率 越高衰减越大,所以移动台到基站的反向链

  第八章 思考题与习题 1. IS-95 系统中,为什么反向链路使用较低的工作频段? 反向链路是由移动台发送信息到基站,由于移动台功率较小,一般而言,电波传播频率 越高衰减越大,所以移动台到基站的反向链路最好工作在较低频段。 2. IS-95 前/反向链路都包括哪些信道类型?各自的作用是什么? 前向信道,也称前向链路或下行链路,它包括前向控制信道和前向业务信道,其中控制 信道又分为导频信道、同步信道和寻呼信道。导频信道用来传送导频信息,由基站连续不断 地发送一种直接序列扩频信号, 供移动台从中获得信道的信息并提取相干载波以进行相干解 调,并可对导频信号电平进行检测,以比较相邻基站的信号强度和决定是否需要越区切换。 同步信道用于传输同步信息,在基站覆盖范围内,各移动台可利用这些信息进行同步捕获。 同步信道上载有系统时间和基站引导 PN 码的偏置系数,以实现移动台接收解调。寻呼信道 供基站在呼叫建立阶段传输控制信息。 业务信道载有编码的语音或其它业务数据, 除此之外, 还可以插入必需的随路信令,例如必须安排功率控制子信道,传输功率控制指令;又如在通 话过程中,发生越区切换时,必须插入越区切换指令等。 反向信道,也称作上行链路。反向信道中只包含接入信道和反向业务信道,其中接入信 道与前向信道中的寻呼信道相对应, 其作用是在移动台接续开始阶段提供通路, 即在移动台 没有占用业务信道之前, 提供由移动台至基站的传输通路, 供移动台发起呼叫或对基站的寻 呼进行响应,以及向基站发送登记注册的信息等。接入信道使用一种随机接入协议,允许多 个用户以竞争的方式占用。 每个业务信道用不同的用户长码序列加以识别。 在反向传输方向 上无导频信道。 3. IS-95 前反向链路各使用什么调制方式?两者有什么区别? 前向和反向链路都采用正交扩频调制。与前向链路不同的是,在反向信道中是利用沃尔 什函数用于数据调制。而在前向信道中沃尔什函数代表用于扩频的用户信道。 4. 简述 IS-95 前向业务信道的处理过程。 前向业务信道工作期间,基站在前向业务信道中的业务帧给移动台发送报文。前向业 务信道报文含有报文长度(8 比特)、报文体(16~1160 比特)、及 CRC(16 比特)。基 站发送的报文可在一个业务信道帧或多个业务信道帧中传送。 在多帧传送时, 以业务信道帧 的第一位 SOM(1bit 来标志报文的开始),即报文开头这一帧的 SOM 为“1”,其余帧的 SOM 为“0”,如果报文结束的那一帧有空余位时,将用“0”填充。 当无业务激活时,基站发送无业务信道数据给移动台,以保持联系,无业务信道数据的 传输率为 1.2kbps,在其帧结构中的 247 比特报文,由 16 个“1”跟着 8 个“0”组成。 5. 简述 IS-95 反向业务信道的处理过程。 反向业务信道工作期间,反向业务信道的前导(Preamble)由含有 192 个“0”的若干帧 组成。无业务的信道数据由 16 个“1”加 8 个“0”组成,以 1200bps 的速率传输。当移动 台无业务激活时,它发送 Null 业务信道数据,以保持移动台与基站的连接性。 6. 什么是远近效应?功率控制的主要作用是什么? 信号经过不同传播距离时,其损耗会有非常大的差异。系统中共用一个频率发送信号或 接收信号, 那么由于距离的关系, 近地强信号压制远地弱信号的的现象很容易发生, 称为 “远 近效应”。 功率控制的主要目的就是克服“远近效应”,同时还具有抗衰落,降低多址干扰,节省 发射功率等作用。 7. 什么是开环功率控制与闭环功率控制?两者的作用有何不同? 开环功率控制是指移动台根据接收的基站信号强度来调节移动台发射功率的过程。其目 的是使所有移动台到达基站的信号功率相等,以避免因“远近效应”影响扩频 CDMA 系统 对码分信号的接收。 闭环功率控制即由基站检测来自移动台的信号强度,并根据测得的结果形成功率控制调 整指令,通知移动台,使移动台根据此调整指令来调节发射功率。由于正向信道和反向信道 使用不同频率,不能认为两个信道的衰落特性一致,因此还需要进行闭环功率控制。 8. 在 IS-95 系统中,前向信道采用比率为 1/2 卷积编码,而在反向信道采用比率为 1/3 的 卷积编码,为什么这样做? 原因是反向信道的质量没有前向信道的质量好,所以要采用冗余的卷积码。 9. 简述 IS-95 反向闭环功率控制的过程。 IS-95 的反向闭环功率控制过程可以概括如下:基站测量所接收到的每一个移动台的信 噪比,并与一个门限相比较,决定发给移动台的功率控制指令是增大或减少它的发射功率。 移动台将接收到的功率控制指令与移动台的开环估计相结合, 来确定移动台闭环控制应发射 的功率值。在反向功率控制的闭环调节中,基站起主导作用。 10. 什么是系统切换?可以分为哪几类? 在 CDMA 蜂窝系统中,像模拟蜂窝系统和数字蜂窝系统一样,存在移动用户越区及漫 游的信道切换。信道切换可分为两大类:硬切换和软切换。 11. 软切换技术有什么样的优点与缺点?采用软切换技术的前提是什么? 软切换是指在引导信道的载波频率相同时小区之间的信道切换,这种软切换只是引导信 道 PN 序列偏移的转换,而载波频率不发生变化。软切换的优点是没有通信中断的现象,可 获得额外的空间分集增益,提高了通信质量。缺点是由多个基站支持,额外占用系统资源。 采用软切换的前提是只能在同一频率的 CDMA 信道中进行。 12. 简述 IS-95 中的软切换过程。 IS-95 的软切换过程可概括如下:移动用户处于小区边缘时,移动用户与原基站保持着 通信链路,并和新基站都建立通信链路,移动用户可同时与 2 个(或多个)基站通信,待新 链路稳定后,然后才断开与原基站的链路,保持与新基站的通信链路。 13. 请画出 IS-95 网络结构的示意图,并简述各个模块的功能。 U接口 Abis接口 全向 小区 移动台 发 基站收/发信机 (BTS) 收 基站控制器 (BSC) 移动交换中心 (MSC) 访问用户 寄存器 (VLR) 移动交换中心 (MSC) 访问用户 寄存器 (VLR) V接口 市 话 网 (PSTN/ ISDN) A接口 扇形 小区 发 收 基站收/发信机 (BTS) 发 收 操作管理中心 (OMC) 业务链路 本地用户位置 寄存(HLR) 控制及数据链路 IS-95 网络结构示意图 CDMA 系统的网络结构与系统接口如图所示,它与 TDMA 系统的网络相类似,主要由 网络子系统、基站子系统和移动台 3 大部分组成。上图已表明了各部分之间以及与市话网 (PSTN 或 ISDN)之间的接口关系。下面对各部分功能及主要组成作扼要说明。 (1)网络子系统 网络子系统处于市话网和基站控制器之间,它主要由移动交换中心(MSC),或称为移 动电话交换局 (MTSO) 组成。 此外, 还有原籍位置寄存器 (HLR) 、 访问位置寄存器 (VLR) 、 操作管理中心(OMC)及鉴权中心等设备。 移动交换中心(MSC)是蜂窝通信网络的核心,其主要功能是对位于本 MSC 控制区域 内的移动用户进行通信控制和管理。移动交换中心的其它功能与 GSM 的移动交换中心的功 能是类同的,主要有:信道的管理和分配;呼叫的处理和控制;越区切换与漫游的控制;用 户位置信息的登记与管理;用户号码和移动设备号码的登记与管理;服务类型的控制;对用 户实施鉴权;为系统连接别的 MSC 和为其它公用通信网络(如 PSTN、ISDN)提供链路接 口。 原籍位置寄存器(HLR)是一种用来存储本地用户位置信息的数据库。每个用户在当地 入网时都必须在相应的 HLR 中进行登记。 访问位置寄存器(VLR)是一个用于存储来访用户位置信息的数据库。 鉴权中心(AUC)的作用是可靠地识别用户的身份,只允许有权用户接入网络并获得服 务。 操作维护中心(OMC)的任务是对全网进行监控和操作,例如系统的报警与备用设备的 激活,系统的故障诊断与处理,话务量的统计和计费数据的记录与传递,以及各种资料的收 集分析与显示等。 (2)基站子系统 基站子系统(BSS)包括基站控制器(BSC)和基站收发信机(BTS)。 一个基站控制器(BSC)可以控制多个基站,每个基站含有多部收发信机。基站控制器 通过网络接口分别连接移动交换中心和基站收发信机(BTS)群以外,还与操作维护中心 (OMC)连接。 基站控制器主要为大量的 BTS 提供集中控制和管理, 如无线信道分配、 建立或拆除无线 链路、过境切换操作以及交换等功能。 (3)移动台 IS-95 规定的双模式移动台,必须与原有的模拟蜂窝系统(AMPS)兼容,以便使 CDMA 系统的移动台也能用于所有原来蜂窝系统的覆盖区,从而有利于发展 CDMA 蜂窝系统。这 一点非常有价值,也利于从模拟蜂窝平滑地过渡到数字蜂窝网。 双模式移动台与原有模拟蜂窝移动台之间的差别是其数字信号处理部分,在此不再详 述,需要指出的是,移动台并未采用空间天线分集,而且收发共用一副天线。

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