哈工大电信院移动通信第二次作业(2)

2019-02-15 22:42

rab8PSK已知8QAM中个星座点间最小距离为A

则内圆半径a=

8QAM

2A?0.707A 2A3?A?1.366A 22外圆半径 b?(b)若8PSK中相邻星座点间距为A

则A?r(2?2cos22?4)得r?A222(1?)22?1.307A

(c)8PSK平均功率为: S8PSK?r?1.707A

8QAM平均功率为: S8QAM24a2?4b2??1.183A2

8

(d) 8-PSK可以,使用格雷码对星座点进行标号可以得到三位码。

由于8-QAM不是三位码,因而8-QAM不能保证相邻星座点表示的三比特中只差一比特。而

(e)符号速率为:RB=90/3?30Mb/s

第五章

5.1

{an}d(t)s(t)R(t)c(t)2cos[2p(f0-fd)t+fd]r(t)v(t)

扩频原理:将要传输的数字信号经调制之后得到带宽较窄的已调信号。再将它与码片速率很高的扩频码进行相乘(扩频调制),输出的信号的带宽被扩展,这个过程就是扩频。其中扩频信号在时间Tc内的取值是固定的1或者-1。扩频信号再经过射频调制发射出去。 解扩原理:在接收端,接收到的射频信号经过下变频后得到中频信号,通常中频信号是由N个发射信号和干扰及噪声组成的混合信号。它与和发射端同步的参考伪噪声码所调制的本地扩频码进行扩频解调(解扩),将宽带信号变为窄带信号,当这两个信号相关性很好时,得到最大的相关峰值。窄带信号经数据检测器恢复成原始信号。

5.2扩频信号能够有效的抑制窄带干扰的原因如下:接收机同时接收到窄带噪声和多径干扰和有用信号。窄带噪声和干扰信号与本地参考伪噪声码不相关,在进行相关处理时,其频带被扩展,也就是干扰信号的能量被扩展到整个传输频带之内,降低了干扰信号的电平(单位频率内的能量或功率)。但是由于有用信号和本地参考伪噪声码有良好的相关性,在通过相关处理后被压缩到中心频率为fIF、带宽为Bb的频带内,因为相关器后的中频滤波器通频带很窄,通常为Bb?2Rb,所以中频滤波器只输出被基带信号调制的中频信号和落在滤波器铜带内的那部分干扰信号和噪声,而绝大部分的干扰信号和噪声功率被中频滤波器滤除,这样就大大地改善了系统的输出信噪比。

5.6 跳变扩频系统抵抗宽带干扰和窄带干扰的物理机理为: 假设:

2fk?Bb?BIF 2

对于所有的k,上式都成立。上式的物理含义是,书上式(5-28)中的第二项(混频后的和频)的所有信号分量都远远地落在了中频滤波器的通带之外。因此第二项为0。Bb是信

息信号d(t)的带宽(单边)。由闸门函数的定义知:k?1

?gNTc(t?kTc?Td)???(t?mNTc)?1m????因而有:

vs(t)??Ad(??Td)cos(2?fIF?)h(t??)d????

从上式可看出,跳频信号已经被解扩(解跳)。由于d(t)的带宽为Bb。上式表明,只要

BIF?2Bb,解跳后的中频信号可以无失真地通过中频滤波器,经解调器解调后,即可恢复

出发射端传来的信息信号d(t-Td)。

5.7 RAKE接收机的工作原理:对接收机接到那些幅度明显大于噪声背景的多径分量取出,对它进行延时和相位校正,使之在某一时刻能够对齐,并按照某种方法合并,有效地利用多径分量,提高多径分集的效果,提高信号的信噪比。

5.8 分集接收技术的指导思想是在接收端把多径信号分离出来,使其互不相干,同时利用收到的M?M?2?个分集信号来减小衰落的影响。

5.9 用来对抗多径衰落的分集技术叫做微分集。用来对抗楼房等物体的阴影效应的分集叫做宏分集。在移动通信中常用的微分集有空间分集,极化分集和角度分集。

5.10合并方式有选择式合并、最大比值合并和等增益合并。最大比值合并方式能够获得最大的输出信噪比,最大比值合并方式的输出信噪比(SNR)等于各支路的SNR之和,所以,即使每路信号都比较差,没有一路信号可以单独解出来时,最大比值算法仍有可能合成一个达到SNR要求的可解调信号。因此,在所有已知的线性分集合并方法中,选择式合并方式的抗衰落行驶最好的。 附加题: 1.

2mr???r/2?N(?airi)i?1M2iM2?(?aiN?ri/N)2i?1M2?aNi?12?ai2Ni?1M

?(?aN)(?ri2/N)2ii?1i?1MM2?ai2Ni?1M??ri/2N???i

2i?1i?1MM当且仅当aiNri/N?C时等号成立

即ai?C此时

riN

22?M??M2??M2??N??/N?N?/Nkkk???k??kk???kk?Mrk2Mk=1k=1k=1???????mr===?=??k MMk=12Nkk=12??k2Nk2??k2Nkk=1k=12. (1)N=1时,r?ri?10dB?10,

Pb?0.2e?1.5?10/(4?1)?1.35?10?3(2)Pb?0.2e?1.5??/(4?1)

?10?6,所以??24,N=3

3. (1)RAKE接收机的工作原理:对接收机接到那些幅度明显大于噪声背景的多径分量取出,对它进行延时和相位校正,使之在某一时刻能够对齐,并按照某种方法合并,有效地利用多径分量,提高多径分集的效果,提高信号的信噪比。

(2)A-RAKE,(ALL-RAKE)是将所有的多径信号分别进行接收,也就是对所有的多径分量都充分利用。

S-RAKE,(选择式RAKE接收)选择到达接收端的所有多径分量中能量值最大的L个多径分量。

P-RAKE,只是选择到达接收端的前L个多径分量。 A-RAKE性能是最佳的,S-RAKE其次,P-RAKE最差。 关于性能方面:在相同支路和信噪比条件下,A-RAKE性能最好,S-RAKE次之,P-RAKE最差。但是由于接收机需要信道抽头上的功率估计,增加了接收机的复杂性,要使S-RAKE复杂性降低则是指接收机内分支数量减少,但由于选择过程,信道估值和信道跟踪过程的复杂性和理想接收机相同。最简单的方法师P-RAKE,它没有选择过程,只是考虑到达接收机的分量,但是从仿真结果也可以看出,在采用相同支路时,P-RAKE接收机的性能要比S-RAKE接收机性能低,比A-RAKE接收机性能更低。

4. 下行MIMO技术包括空间复用技术、波束赋形技术和传输分集技术。

空间复用技术:发射的高速数据被分成几个并行的低速数据流,在同一频带从多个天线同时发射出去。

波束赋形技术:其主要原理是利用空间的强相关性及波的干涉原理产生强方向性的辐射方向图,使辐射方向图的主瓣自适应的指向用户来波方向,从而提高性噪比,提高系统容量或者覆盖范围。

传输分集技术:在发射端使用多幅发射天线发射相同的信息,接收端获得比单天线高的信噪比。发射分集具体又分为循环延迟分集,空时发射分集和空频发射分集。 5

? 均衡器分为线性均衡器,非线性均衡器, 自适应均衡器 ? 线性均衡器分为横向均衡器和线性反馈均衡器。

? 非线性均衡器分为判决反馈均衡器和最大似然估计均衡器。

第六章

6.4远近效应在移动系统中会造成的影响及原因如下:由于电磁波传播损耗近似与传播距离的4次方成正比,因此移动台处于小区的不同位置时,其损耗会有非常大的差异,靠近基站的强信号功率会远远大于远离基站的弱信号功率,远近效应就是,当用户共享同一个信道时,强信号对弱信号有着明显的抑制作用,使得弱信号的接收性能很差,甚至根本无法通信。 为此,CDMA系统需要采用功率控制技术来克服远近效应。

6.5 空分多址就是利用天线波束将空间分割出互不重叠的多个逻辑信道,以满足同频、同时向多点通信的目的。一个通信区域内如果有几个地面站,则它们之间的站址识别还要借助 FDMA 或 TDMA 技术。所以在实际应用中,一般不单独使用 SDMA 方式,而是与其它多址方式相结合。

附加题

1. 能实现平面无缝覆盖的多边形只有正三角形、正方形和正六边形。在服务区面积一定的情况下,正六边形形状的小区最接近理想的圆形辐射模型,覆盖面积最大,重叠面积最小,可用最少数目的小区就能覆盖整个地理区域,因此用正六边形覆盖整个服务区所需要的基站数最少,无线频率个数最少。

2. 中心激励方式:基站位于无限区的中心,采用全向天线实现无线区的覆盖。

顶点激励方式:每个蜂房相间的三个顶角上设置基站,并采用三个互成120°扇形覆盖的定向天线来实现小区覆盖。

由于“顶点激励”方式采用定向天线,除了对消除障碍物阴影有利外,对来自120°主瓣之外的同信道干扰信号,天线方向性能提供一定的隔离度,降低了干扰,因而允许以较少的同频复用距离工作,构成单位小区簇的无线区N可以降低,对进一步提高频率利用率、简化设备、降低成本都有一定好处。

3.同频复用因子Q为同频复用距离与小区半径的比值,即Q=D=3NR。Q值越大,话音R质量就越好,因为此时的同频干扰越小;Q值越小,则容量越大,相同小区半径下同频干扰将越大。

SQn(3N)n??15dB,将n=4,i0=6代入上式 4. 由公式?Ii0i0得Q?3.71,N?5 5. 1

3 2

12 9 11

17 5 14 16

20 3 8 17 19

24 4 7 12 21 23

26 2 6 9 14 23 25

阵列中有相同的差值,因此不是无三阶互调波道组。

选用无三阶互调波道可以避免产生三阶互调干扰频率,从而提高通信质量。但是这样会

使占用频道数增加,从而降低频道利用率。


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