教學(xué)指南、習(xí)題答案)移動(dòng)通信

1、移動(dòng)通信技術(shù)教學(xué)指南本教材系全國五年制高職電子與信息類專業(yè)規(guī)劃教材，全書共分五章，內(nèi)容包括移動(dòng)通信概論、GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)、GPRS技術(shù)、CDMA數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)、通信電源系統(tǒng)簡(jiǎn)介。移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，需要大量的高級(jí)和中級(jí)技術(shù)人才，高、中等職業(yè)學(xué)校和行業(yè)崗位培訓(xùn)擔(dān)負(fù)起培訓(xùn)移動(dòng)通信領(lǐng)域中、高級(jí)技術(shù)工人的任務(wù)。培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)思考、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，良好的職業(yè)道德，以及系統(tǒng)分析問題和解決問題的能力。其任務(wù)是使學(xué)生具備從事通信技術(shù)相關(guān)工作的高素質(zhì)勞動(dòng)者和中初級(jí)專門人才所必需的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)和專業(yè)技能。為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和全面素質(zhì)打下良好的基礎(chǔ)?？紤]移動(dòng)通信技術(shù)所涉及的深度與廣度，本書作為高

2、等、中等職業(yè)學(xué)校及崗位培訓(xùn)教材，重點(diǎn)介紹GSM數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)，適當(dāng)介紹GPRS、CDMA系統(tǒng)，盡量做到通俗易懂，結(jié)合實(shí)際，避免繁瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。全書總參考教學(xué)時(shí)數(shù)為50學(xué)時(shí)（分配如下）：第1章 移動(dòng)通信概論(8學(xué)時(shí))本章知識(shí)要點(diǎn)：1. 了解移動(dòng)通信發(fā)展簡(jiǎn)史、移動(dòng)通信中蜂窩的基本概念（三種蜂窩小區(qū)的應(yīng)用）、了解移動(dòng)通信切換、漫游的概念和應(yīng)用以及常用的多址技術(shù)。2. 初步了解陸地移動(dòng)通信的特性（電波傳播的特點(diǎn)、干擾和噪聲）。3. 初步了解和掌握移動(dòng)通信系統(tǒng)蜂窩無線區(qū)域的基本組成方法和系統(tǒng)規(guī)劃。第2章 GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)(18學(xué)時(shí))本章知識(shí)要點(diǎn)：1. 著重了解GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成及各網(wǎng)絡(luò)單

3、元的作用、基本工作原理。2. 了解GSM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接口3. 了解GSM系統(tǒng)的空間無線接口（頻率配置、邏輯信道類型及作用）4. 針對(duì)第一章陸地移動(dòng)通信的特性，了解GSM系統(tǒng)所采用的關(guān)鍵技術(shù)（如多址技術(shù)、分集接收、話音編碼技術(shù)、信道編碼等）。5. 了解GSM系統(tǒng)的網(wǎng)路結(jié)構(gòu)（含信令網(wǎng)絡(luò)）6. 編號(hào)計(jì)劃及呼叫處理的一般過程第3章 GPRS技術(shù)(8學(xué)時(shí))本章知識(shí)要點(diǎn)：1. 了解GPRS技術(shù)產(chǎn)生的背景和技術(shù)特點(diǎn)。2. 了解GPRS的總體結(jié)構(gòu)（網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、邏輯結(jié)構(gòu)及主要實(shí)體）。3. 了解GPRS系統(tǒng)的無線部分結(jié)構(gòu)（無線區(qū)域組成、空間接口）4. 了解GPRS系統(tǒng)的局限性與未來發(fā)展前景第4章 CDMA 數(shù)字移動(dòng)通

4、信系統(tǒng)(10學(xué)時(shí))本章知識(shí)要點(diǎn)：1. 了解CDMA系統(tǒng)的基本工作原理（擴(kuò)頻通信、擴(kuò)頻方式）。2. 了解CDMA通信系統(tǒng)的特點(diǎn)、DS-CDMA基本單元的工作原理。3. 同樣針對(duì)第一章陸地移動(dòng)通信的特性，了解CDMA系統(tǒng)所采用的關(guān)鍵技術(shù)。4. 了解CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及未來發(fā)展前景第5章 通信電源系統(tǒng)簡(jiǎn)介(6學(xué)時(shí))本章知識(shí)要點(diǎn)：1. 了解通信局站直流供電系統(tǒng)的組成。2. 了解通信局站直流供電系統(tǒng)工作原理。3. 了解通信用二次模塊電源的應(yīng)用。課程的教學(xué)方法與手段：（一）在理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)中，要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)，要積極采用CAI等現(xiàn)代化教學(xué)手段，努力進(jìn)行教學(xué)方法改革。（二）必須安排適當(dāng)

5、的習(xí)題，其中應(yīng)包括一部分綜合性習(xí)題，讓學(xué)生在綜合運(yùn)用中提高自己的能力。（三）為了達(dá)到能力培養(yǎng)的目的，進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)時(shí)應(yīng)注重過程，注意培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)和良好的職業(yè)道德。（四）要積極組織學(xué)生開展課外實(shí)踐活動(dòng)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的綜合運(yùn)用能力、創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)能力。因受編委會(huì)要求15萬字篇幅所限，本書內(nèi)容略顯單薄，關(guān)于移動(dòng)通信設(shè)備方面的有關(guān)內(nèi)容，可以參考有關(guān)的技術(shù)資料，并結(jié)合實(shí)際，可安排24學(xué)時(shí)組織學(xué)員參觀一些實(shí)際的移動(dòng)通信系統(tǒng)與設(shè)備，這對(duì)學(xué)好本課程會(huì)有很大的幫助。雖然本書的編者多年在職教領(lǐng)域從事通信專業(yè)的教研工作，但通信技術(shù)發(fā)展之迅速，令人目不暇接。對(duì)書中有些內(nèi)容的認(rèn)識(shí)和理解難免出現(xiàn)偏差，希望廣大讀

6、者批評(píng)指正，以便在未來本書再版時(shí)修正。主編：丁雄 Email: ncdingx 郵編：330013通信地址：江西南昌昌北楓林大街3號(hào) 江西財(cái)經(jīng)大學(xué)電子信息學(xué)院移動(dòng)通信技術(shù)習(xí)題參考答案習(xí)題一一、 填空題1. 移動(dòng)通信系統(tǒng)一般由 移動(dòng)交換局（MSC）、 基站（BS）和 移動(dòng)手機(jī)（MS）組成。2. 移動(dòng)通信網(wǎng)的服務(wù)區(qū)域覆蓋方式可分為 大區(qū) 制和 小區(qū) 制兩種。 小區(qū)制就是將一個(gè)服務(wù)區(qū)劃分為覆蓋半徑為 110 公里的若干小區(qū)，每個(gè)小區(qū) 設(shè)基站 ，負(fù)責(zé)與小區(qū)內(nèi)的 手機(jī) 進(jìn)行聯(lián)系。3. 移動(dòng)通信中無線電波傳播的三個(gè)效應(yīng)是 陰影效應(yīng)、 遠(yuǎn)近效應(yīng)和 多普勒效應(yīng)。二、 問答題1. 移動(dòng)通信網(wǎng)采用蜂窩小區(qū)制覆蓋的

7、目的是什么？從同一小區(qū)發(fā)出的同時(shí)通信的信道由于設(shè)備原因是有限的，特別是可用頻率有限。為了充分利用頻譜，應(yīng)使相距足夠遠(yuǎn)的小區(qū)使用同一頻率，即頻率復(fù)用，并且不產(chǎn)生干擾。由于實(shí)現(xiàn)了頻率再用，大大提高了系統(tǒng)容量。2. 移動(dòng)通信信道有哪些特點(diǎn)？1、電波傳播的開放性。2、用戶接收點(diǎn)地理環(huán)境的復(fù)雜性與多樣性3、通信用戶的隨機(jī)移動(dòng)性3. 簡(jiǎn)述移動(dòng)通信電波傳播的特點(diǎn)。1 直射波：它是指在視距覆蓋區(qū)內(nèi)無遮擋的傳播，直射波傳播的信號(hào)最強(qiáng)。2 多徑反射波：指從不同建筑物或其他物體反射后到達(dá)接收點(diǎn)的傳播信號(hào)，其信號(hào)強(qiáng)度次之。3 繞射波：從較大的山丘或建筑物繞射后到達(dá)接收點(diǎn)的傳播信號(hào)，其強(qiáng)度與反射波相當(dāng)。4. 由于移動(dòng)通

8、信傳播的開放性，外部噪聲和干擾是影響通信性能指標(biāo)的重要因素。影響移動(dòng)通信性能指標(biāo)的外部噪聲和干擾主要有哪些？在常用的移動(dòng)通信頻率范圍內(nèi)，最主要的外部噪聲源是人為噪聲(主要指電氣設(shè)備的噪聲，如電力線噪聲、工業(yè)電氣噪聲、汽車或其它發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火噪聲等)。在移動(dòng)通信中，由于各種無線電通信設(shè)備同時(shí)發(fā)射電磁波，往往會(huì)在接收機(jī)處形成干擾，考慮較多的是互調(diào)干擾、鄰道干擾、同頻干擾和多址干擾等。5. 比較基站天線激勵(lì)兩種方式的優(yōu)劣。通常中心激勵(lì)方式采用全向天線，主要應(yīng)用在郊區(qū)、鄉(xiāng)村，以信號(hào)覆蓋為主。頂點(diǎn)激勵(lì)方式采用的是定向天線，主要應(yīng)用在城鎮(zhèn)，以吸收話務(wù)量為主。頂點(diǎn)激勵(lì)方式對(duì)來自定向天線之外的同頻干擾信號(hào)，有一

9、定的抑制作用，從而降低了干擾，允許以較小距離進(jìn)行頻率復(fù)用，提高了頻率利用率。與全向天線覆蓋相比，定向天線可以方便地調(diào)整俯仰角更好地控制覆蓋。同時(shí)由于基站數(shù)目的減少而降低了移動(dòng)運(yùn)營商的站址租用和維護(hù)費(fèi)用。6. 蜂窩小區(qū)規(guī)劃時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？蜂窩小區(qū)規(guī)劃需要預(yù)計(jì)到小區(qū)話務(wù)量變化和小區(qū)的頻率復(fù)用群。還應(yīng)考慮到每個(gè)小區(qū)電路的路由選擇，其大小還要依據(jù)預(yù)計(jì)的話務(wù)量情況來確定。在估計(jì)市場(chǎng)需求時(shí)，要考慮：1. 人口密度和居民購買力，用來估計(jì)服務(wù)的深度和廣度；2. 經(jīng)濟(jì)活力決定了時(shí)間、地點(diǎn)和話務(wù)量密度。習(xí)題二一、 填空題1 GSM系統(tǒng)采用雙頻雙工的通信方式，基站的發(fā)射（下行）頻率為 935960 MHz,手機(jī)的

10、發(fā)射（上行）頻率為 890915 MHz，雙工間隔為 45 MHz。2 在GSM系統(tǒng)中，業(yè)務(wù)信道用于傳送 數(shù)字語音信號(hào)和數(shù)據(jù) ，控制信道用于傳送基站和手機(jī)之間的 信令與同步數(shù)據(jù) 。3 信道編碼的目的是 為了提高信息傳輸?shù)目煽啃?，信道編碼就是在信息碼中添加 校驗(yàn)碼 ，以供接收端檢測(cè)和糾正 受噪聲干擾造成的錯(cuò)碼 。4 數(shù)字手機(jī)采用交織技術(shù)的目的是 抗信號(hào)在傳輸過程中受到的連續(xù)性干擾 。所謂“交織”就是在發(fā)送端將信息碼 排列次序打亂，從新排列組合 ，使不同幀的信息碼相互 穿插交織 后再發(fā)送到信道中去。在接收端只要將數(shù)據(jù) 去交織 ，恢復(fù)原來的數(shù)據(jù) 序列 ，這樣就將突發(fā)性錯(cuò)碼，可用 應(yīng)對(duì)隨機(jī)性錯(cuò)碼的方

11、法 加以糾正。二、問答題1. GSM系統(tǒng)中的主要功能實(shí)體有哪些？GSM系統(tǒng)主要由移動(dòng)臺(tái)(MS)、無線基站子系統(tǒng)(BSS)、交換網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(NSS)和操作維護(hù)子系統(tǒng)（OSS）四部分功能實(shí)體組成。2. SIM卡的使用有哪些特點(diǎn)？任何一個(gè)移動(dòng)用戶用自己的SIM卡可以使用不同的GSM手機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)卡分離的構(gòu)想。SIM卡中存有許多用于用戶身份認(rèn)證所需的重要信息，如號(hào)碼、密鑰、呼叫限制信息等等，SIM卡還存儲(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)和用戶有關(guān)的管理數(shù)據(jù)(這些信息只能由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商存取)，能使系統(tǒng)執(zhí)行一些與安全保密有關(guān)的操作，以防止非法用戶入網(wǎng)。仿造兩張同樣的SIM卡是幾乎不可能的，所以手機(jī)一般情況下不易被盜用，這是數(shù)字移

12、動(dòng)電話的突出特點(diǎn)3. 什么是PIN碼？PIN碼即個(gè)人身份識(shí)別碼，用于控制對(duì)SIM卡的使用，只有PIN碼認(rèn)證通過，移動(dòng)設(shè)備才能對(duì)SIM卡進(jìn)行存取，讀出相關(guān)數(shù)據(jù)，并可以進(jìn)網(wǎng)。每次呼叫結(jié)束或移動(dòng)設(shè)備正常切斷時(shí)，所有的臨時(shí)數(shù)據(jù)都會(huì)從移動(dòng)設(shè)備傳送到SIM卡中，再次打開移動(dòng)設(shè)備時(shí)要重新進(jìn)行PIN碼校驗(yàn)。4. 根據(jù)GSM移動(dòng)臺(tái)的電路原理圖，簡(jiǎn)述數(shù)字手機(jī)電路的基本組成。移動(dòng)臺(tái)的電原理方框圖如圖所示。數(shù)字式移動(dòng)臺(tái)是由收發(fā)信部分、基帶信號(hào)處理和控制部分、終端接口部分三大部分組成。收發(fā)信部分包括天線系統(tǒng)、發(fā)送、接收、調(diào)制解調(diào)和振蕩器等高頻系統(tǒng)。發(fā)送部分由高頻功率放大器、帶通濾波器組成。接收部分由高頻濾波、高頻放大、

13、混頻、中頻濾波、中頻放大器組成。調(diào)制解調(diào)器采用GMSK方式。振蕩器為頻率合成器控制的壓控振蕩器（VCO），為收、發(fā)信單元提供混頻所必須的本振信號(hào)。基帶信號(hào)處理和控制部分包括發(fā)送和接收通道處理和控制。發(fā)送通道的處理包括語音編碼、信道編碼、加密、TDMA幀形成。其中信道編碼包括分組編碼、卷積編碼和交織。接收通道的處理包括自適應(yīng)均衡、信道分離、解密、信道解碼和語音解碼?？刂撇糠质怯晌⑻幚砥鱽韺?shí)現(xiàn)，對(duì)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行控制和管理，包括定時(shí)、收發(fā)信、基帶信號(hào)處理、終端接口等的控制。若采用跳頻，還應(yīng)包括對(duì)跳頻的控制。終端接口部分包括模擬語音接口(A/D、D/A變換，話筒、揚(yáng)聲器)、數(shù)字接口(數(shù)字終端適配器)和人機(jī)

14、接口(顯示器、鍵盤、SIM卡)。5. 數(shù)字移動(dòng)電話網(wǎng)的接口及主要作用是什么？GSM系統(tǒng)遵循CCITT建議的公用陸地移動(dòng)通信網(wǎng)（PLMN）接口標(biāo)準(zhǔn)，采用7號(hào)信令支持PLMN接口進(jìn)行所需的數(shù)據(jù)傳輸。如圖所示。各接口的作用如下：1、 MSC與BSS之間的接口(A接口)A接口定義為移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心(MSC)與基站子系統(tǒng)(BSS)之間的通信接口。此接口主要傳遞移動(dòng)臺(tái)管理、基站管理、移動(dòng)性管理、接續(xù)管理等信息。另外當(dāng)BTS(不與BSC處于同一位置)與BSC之間采取遠(yuǎn)端互連方式時(shí)，BTS與BSC之間的接口用Abis表示，并支持對(duì)BTS無線設(shè)備的控制和無線頻率的分配。2、 MSC與VLR之間的接口(B接口)B

15、接口定義為MSC與訪問位置寄存器（VLR）之間的接口。用于MSC向VLR詢問有關(guān)MS當(dāng)前位置信息或通知VLR有關(guān)MS的位置更新信息等。3、 MSC與HLR之間的接口(C接口)C接口用于傳遞路由選擇和管理信息。4、 HLR與VLR之間的接口(D接口) 這個(gè)接口用于交換有關(guān)移動(dòng)用戶的位置數(shù)據(jù)和管理用戶數(shù)據(jù)。5、 MSC之間的接口(E接口)E接口定義為控制相鄰區(qū)域的不同移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心(MSC)之間的接口，主要用于交換移動(dòng)用戶在MSC之間進(jìn)行越局切換時(shí)的有關(guān)信息。6、 MSC與EIR之間的接口(F接口)F接口用于MSC和設(shè)備識(shí)別寄存器(EIR)之間的信令交換，用于交換相關(guān)的國際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼管理信息

16、。7、 VLR之間的接口(G接口)當(dāng)一個(gè)移動(dòng)用戶使用臨時(shí)移動(dòng)用戶識(shí)別號(hào)(TMSI)在新的VLR中登記時(shí)，用此接口在VLR之間傳送有關(guān)信息。8、 BSS與MS之間的空中接口(Um接口)Um接口(空中接口)定義為移動(dòng)臺(tái)與基站子系統(tǒng)（BSS）之間的接口，實(shí)際上是MS與基站收發(fā)信臺(tái)(BTS)之間的無線通信接口9、 用戶與網(wǎng)絡(luò)之間的接口(Sm接口)Sm接口是人機(jī)接口，它是移動(dòng)用戶與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)間的接口。6. 基站和移動(dòng)臺(tái)間的時(shí)間是如何調(diào)整的？GSM蜂窩系統(tǒng)規(guī)定上行傳輸（MS到BTS）所用的幀號(hào)和下行傳輸（BTS到MS）所用的幀號(hào)相同，但上行幀(相同號(hào)碼)比下行幀，在時(shí)間上推后3個(gè)時(shí)隙，如圖所示。這樣規(guī)定的目

17、的是允許移動(dòng)臺(tái)在這3個(gè)時(shí)隙的時(shí)間內(nèi)，進(jìn)行幀調(diào)整和對(duì)收發(fā)信機(jī)的調(diào)諧和轉(zhuǎn)換。 從圖可見，收發(fā)之間間隔3個(gè)時(shí)隙。假如某移動(dòng)臺(tái)用時(shí)隙2（TS2）與基站進(jìn)行通信，且它在通信期間向遠(yuǎn)離基站方向移動(dòng)，因此從基站發(fā)出的信息，將會(huì)越來越遲地到達(dá)移動(dòng)臺(tái)。與此同時(shí)移動(dòng)臺(tái)的應(yīng)答信息，也會(huì)越來越遲地到達(dá)基站。如果不采取措施，時(shí)延就會(huì)使該移動(dòng)臺(tái)在TS2發(fā)送的信息與基站在TS3接受到的另一個(gè)呼叫信息重迭起來。所以，在通信過程中，必須監(jiān)視信息到達(dá)基站的時(shí)間，并由系統(tǒng)向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送指令，隨著移動(dòng)臺(tái)離開基站的距離而逐步指示移動(dòng)臺(tái)提前發(fā)送信息的時(shí)間，這就是時(shí)間的調(diào)整。7. 簡(jiǎn)述GSM時(shí)幀結(jié)構(gòu)。GSM幀結(jié)構(gòu)有超高幀、超幀、復(fù)

18、幀、TDMA幀和時(shí)隙5個(gè)層次。GSM時(shí)幀結(jié)構(gòu)如圖所示。1個(gè)時(shí)隙=156.25bits，時(shí)隙長(zhǎng)為0.577ms 。相當(dāng)1bit的持續(xù)時(shí)間約為3.69s 。相應(yīng)的比特速率為156.25/0.577=270.833kbit/s。1個(gè)TDMA幀有8個(gè)時(shí)隙組成，TDMA幀長(zhǎng)為4.615ms。1個(gè)51幀的控制信道復(fù)幀=51個(gè)TDMA幀，時(shí)長(zhǎng)為235.38ms。這種復(fù)幀用于廣播控制信道和公共控制信道。26個(gè)這樣的復(fù)幀組成一個(gè)超幀。1個(gè)26幀的業(yè)務(wù)信道復(fù)幀=26個(gè)TDMA幀，時(shí)長(zhǎng)為120ms。在120ms的26幀中，24幀為用戶信息，另外兩幀傳送系統(tǒng)控制信息。這種復(fù)幀用于業(yè)務(wù)信道、慢速隨路控制信道和快速隨路控

19、制信道。51個(gè)這樣的復(fù)幀組成一個(gè)超幀。1超幀=1326個(gè)TDMA幀，超幀時(shí)長(zhǎng)為6.12s。每個(gè)超幀又是由復(fù)幀組成，復(fù)幀有兩種結(jié)構(gòu)：一種是由26個(gè)TDMA幀構(gòu)成的復(fù)幀，用于業(yè)務(wù)信道；一種是由51個(gè)TDMA幀構(gòu)成的復(fù)幀，用于控制信道。1超高幀=2048個(gè)超幀=2715648個(gè)TDMA幀，超高幀時(shí)長(zhǎng)為3小時(shí)28分53秒760毫秒。TDMA幀號(hào)是以超高幀時(shí)長(zhǎng)為周期循環(huán)編號(hào)的，從0到2715647。有了TDMA幀號(hào)，移動(dòng)臺(tái)就可根據(jù)這個(gè)號(hào)判斷控制信道TS0上傳送的是哪一類邏輯信道。另外，超高幀周期與加密及跳頻有關(guān)，每經(jīng)過3小時(shí)28分53秒760毫秒重新啟動(dòng)密碼和跳頻算法。8. 何謂分集技術(shù)？移動(dòng)通信系統(tǒng)通

20、常使用哪幾種分集技術(shù)？分集技術(shù)就是研究如何利用多徑信號(hào)來改善系統(tǒng)的性能。它利用多條具有近似相等的平均信號(hào)強(qiáng)度和相互獨(dú)立衰落特性的信號(hào)路徑來傳輸相同信息，并在接收端對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喜⒁员愦蟠蠼档投鄰剿ヂ涞挠绊?，從而改善傳輸?shù)目煽啃?。移?dòng)通信系統(tǒng)通常使用分集方法有空間分集，時(shí)間分集和頻率分集等。9. 什么是信道編碼？GSM系統(tǒng)話音的信道編碼是如何實(shí)現(xiàn)的？信道編碼，即在話音碼元中插入一些校驗(yàn)碼，利用插入的校驗(yàn)碼對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)進(jìn)行差錯(cuò)控制。GSM系統(tǒng)首先將話音分成20ms的音段，這20ms的音段通過話音編碼器被數(shù)字化，產(chǎn)生260個(gè)bit的話音編碼幀，并按對(duì)傳輸誤差的敏感程度，把260個(gè)話音比特分

21、成3部分:50個(gè)最重要比特（a類）、132個(gè)重要比特（b類）和78個(gè)不重要比特（類）。50個(gè)最重要比特添加3個(gè)奇偶校驗(yàn)比特（分組編碼），這53個(gè)比特連同132個(gè)重要比特與4個(gè)尾比特一起共189個(gè)比特被l/2速率卷積編碼保護(hù)，共得378bit。它和不加差錯(cuò)保護(hù)的78個(gè)不重要比特合在一起共有456bit。因此，話音信號(hào)的信道編碼速率為456/20=22.8kbit/s，如圖所示。10. 采用跳頻的目的是什么？由于移動(dòng)通信電波傳播多徑效應(yīng)引起的瑞利衰落與載波頻率有關(guān)，衰落谷點(diǎn)將因頻率的不同而發(fā)生在不同的地點(diǎn)。如果在通話期間載波頻率在幾個(gè)頻點(diǎn)上變化，則可以認(rèn)為在一個(gè)頻率上有一個(gè)衰落谷點(diǎn)，那么僅會(huì)損失信

22、息的一小部分，即可以改善由衰落造成的誤碼特性。因此為了提高通信系統(tǒng)的抗干擾能力和減少多徑衰落對(duì)傳輸?shù)挠绊懀?1. 臨時(shí)移動(dòng)用戶識(shí)別碼（TMSI）有何作用？為了對(duì)移動(dòng)用戶識(shí)別碼保密， MSC/VLR可給每個(gè)來訪的移動(dòng)用戶分配一個(gè)臨時(shí)移動(dòng)用戶識(shí)別碼（TMSI）（僅限在本MSC/VLR業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)使用），每個(gè)移動(dòng)用戶的IMSI和TMSI可按一定算法轉(zhuǎn)換。TMSI的作用是保證用戶除了起始在網(wǎng)絡(luò)中登記時(shí)要使用IMSI外，在后續(xù)的呼叫中，可以避免通過無線信道發(fā)送其IMSI，即空中接口傳遞的識(shí)別碼采用TMSI代替IMSI，從而防止竊聽者檢測(cè)特定用戶的通信內(nèi)容，或者盜用合法用戶的識(shí)別碼。12. 簡(jiǎn)述手機(jī)開機(jī)信號(hào)接

23、續(xù)過程。(1)開機(jī)后，手機(jī)搜索并接收廣播信道的載波，找到最強(qiáng)的一個(gè)，通過讀取廣播信道中的頻率校正信道，協(xié)調(diào)自己的頻率合成器與載波完成同步。(2)手機(jī)在此頻率上讀取同步信道中的信息，接收并解調(diào)出基站收發(fā)信臺(tái)的基站識(shí)別碼，并同步到超高幀TDMA的幀號(hào)上，此時(shí)手機(jī)就與系統(tǒng)在時(shí)間上同步了。(3)在呼叫前手機(jī)必須知道大量的信息，例如：附近小區(qū)的頻率、基站的識(shí)別碼、現(xiàn)在小區(qū)使用的頻率、小區(qū)是否禁止使用、移動(dòng)網(wǎng)國家代號(hào)及網(wǎng)絡(luò)號(hào)等等。手機(jī)可以通過接收廣播控制信道的信息了解這些情況。(4)登記接入。手機(jī)在隨機(jī)接入信道上發(fā)送登記接入請(qǐng)求信息。然后，系統(tǒng)通過準(zhǔn)許接人信道為手機(jī)分配一個(gè)獨(dú)立控制信道。(5)手機(jī)在獨(dú)立控

24、制信道上完成登錄，也就是位置更新。在慢速隨機(jī)控制信道上發(fā)送控制功率大小和時(shí)間提前量的信令。至此，手機(jī)才作好應(yīng)答呼叫或發(fā)起呼叫的準(zhǔn)備，手機(jī)處于空閑等候狀態(tài)，同時(shí)能監(jiān)聽廣播信道和公共控制信道。習(xí)題三1. GPRS是什么？     GPRS（General Packet Radio Service，通用無線分組業(yè)務(wù)）作為第二代移動(dòng)通信技術(shù)GSM向第三代移動(dòng)通信（3G）的過渡技術(shù)，是一種基于GSM的移動(dòng)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，面向用戶提供移動(dòng)分組的IP或者X.25連接。2. GPRS技術(shù)產(chǎn)生的背景是什么？1、 IP技術(shù)已成為未來通信的發(fā)展方向2、 移動(dòng)數(shù)據(jù)通信市場(chǎng)的巨大需

25、求3、 向第三代移動(dòng)通信邁進(jìn)3. 畫出GPRS系統(tǒng)的簡(jiǎn)化模型BG 邊界網(wǎng)關(guān) CG 收費(fèi)網(wǎng)關(guān)DNS 域名服務(wù)器 DHCP 動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議GIN GPRS截獲節(jié)點(diǎn) MFS 多功能服務(wù)器TC 碼型變換器 WAP 無線應(yīng)用協(xié)議4. GPRS的GSN（支持節(jié)點(diǎn)）的作用是什么？GPRS是基于現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的，需要在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)中增加一些支持節(jié)點(diǎn)(GSN)，包含了支持GPRS所需的功能。GSN具有移動(dòng)路由管理功能，可以連接各種類型的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，并可以連到GPRS寄存器。GSN有兩種類型：SGSN和GGSN。網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)GGSN（Gateway GPRS Supporting Node）、服

26、務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)SGSN(Serving GPRS Supporting Node)。GGSN在GPRS網(wǎng)絡(luò)和公用數(shù)據(jù)網(wǎng)之間起關(guān)口站的作用，它可以和多種不同的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接，如ISDN和LAN等。SGSN記錄移動(dòng)臺(tái)的當(dāng)前位置信息，并在移動(dòng)臺(tái)和各種數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間完成移動(dòng)分組數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，為服務(wù)區(qū)內(nèi)所有用戶提供雙向的分組路由。5. 與GSM比較GPRS有何技術(shù)優(yōu)勢(shì)？GPRS只是一項(xiàng)移動(dòng)通信技術(shù)，將它應(yīng)用于今天的GSM網(wǎng)絡(luò)，只是對(duì)GSM網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)升級(jí)。GPRS采用分組交換方式，僅在實(shí)際傳送和接收數(shù)據(jù)時(shí)才占用無線資源。使用GPRS，在一個(gè)小區(qū)內(nèi)，多個(gè)用戶可以共享一條無線信道，同時(shí)進(jìn)行通信，大大提高了

27、信道的利用率。GPRS能夠提供比現(xiàn)有GSM網(wǎng)9.6kbits更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，通過“時(shí)隙捆綁”最高可達(dá)171.2kbits。GPRS可提供種類繁多、功能強(qiáng)大的以GPRS承載業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用業(yè)務(wù)。GPRS是GSM向3G系統(tǒng)演進(jìn)的重要一環(huán)，它既考慮了向第三代系統(tǒng)的平滑過渡，同時(shí)又兼顧了現(xiàn)有的第二代系統(tǒng)。6. 目前GPRS技術(shù)的局限性有哪些？1、小區(qū)總?cè)萘坑邢?，GPRS并不能增加網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)存小區(qū)的總?cè)萘浚簿褪钦f，GPRS不能創(chuàng)造資源，它只能更有效的使用現(xiàn)有的資源。2、實(shí)際傳輸速率和理論值之間存在著較大的差距3、GPRS使用的調(diào)制方式還有待改進(jìn)4、存在轉(zhuǎn)接時(shí)延 。7. GPRS與2代、3

28、代移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)系？GPRS是GSM移動(dòng)電話系統(tǒng)向第三代移動(dòng)通信邁進(jìn)的一個(gè)重要步驟，GPRS從試驗(yàn)到投入商用后，分為兩個(gè)發(fā)展階段，第一階段可以向用戶提供電子郵件、因特網(wǎng)瀏覽等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；第二階段是EDGE的GPRS，簡(jiǎn)稱E-GPRS，它通過改變GSM調(diào)制方法，應(yīng)用8個(gè)信道，使每一個(gè)無線信道的速率達(dá)到48kbit/s，既可以分別使用，也可以合起來使用。例如，用一個(gè)信道可以通IP電話，用兩個(gè)信道可以上網(wǎng)瀏覽，用48個(gè)信道可以開電視會(huì)議等等。8個(gè)信道合起來可使一個(gè)收發(fā)機(jī)支持384kbits。它是向第三代移動(dòng)通信WCDMA(寬帶碼分多址)過渡的臺(tái)階。8. 簡(jiǎn)述空間接口的信道構(gòu)成。GPRS中接口標(biāo)準(zhǔn)遵循

29、GSM系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。與GSM系統(tǒng)相同，在GPRS系統(tǒng)的空中接口中，一個(gè)TDMA幀分為8個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)陳發(fā)送的信息稱為一個(gè)"突發(fā)脈沖串(Burst)，每個(gè)TDMA幀的一個(gè)時(shí)隙構(gòu)成一個(gè)物理信道。物理信道被定義成不同的邏輯信道。與GSM系統(tǒng)不同，在GPRS系統(tǒng)中，一個(gè)物理信道既可以定義為一個(gè)邏輯信道，也可以定義為一個(gè)邏輯信道的一部分，即一個(gè)邏輯信道可以由一個(gè)或幾個(gè)物理信道構(gòu)成。MS與BTS之間需要傳送大量的用戶數(shù)據(jù)和控制信令，不同種類的信息由不同的邏輯信道傳送，邏輯信道映射到物理信道上。習(xí)題四1. 什么是CDMA？CDMA 就是碼分多址的英文縮寫，與GSM一樣，它也是移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)中的一種

30、。它根據(jù)信道共享的思想，利用擴(kuò)頻通信技術(shù)發(fā)展而來的目前最新的無線通信技術(shù)。2. 簡(jiǎn)述移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程及各階段通信系統(tǒng)的基本技術(shù)?，F(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展始于上世紀(jì)20年代，從70年代中期至80年代中期。這是移動(dòng)通信蓬勃發(fā)展時(shí)期。1978年底，美國貝爾試驗(yàn)室研制成功AMPS (先進(jìn)移動(dòng)電話系統(tǒng)) 系統(tǒng)，建成了蜂窩狀移動(dòng)通信網(wǎng)，大大提高了系統(tǒng)容量。移動(dòng)通信大發(fā)展的原因，除了用戶要求迅猛增加這一主要推動(dòng)力之外，還有幾方面技術(shù)進(jìn)展所提供的條件。首先，微電子技術(shù)在這一時(shí)期得到長(zhǎng)足發(fā)展，這使得通信設(shè)備的小型化、微型化有了可能性，各種輕便電臺(tái)被不斷地推出。其次，提出并形成了移動(dòng)通信新體制。隨著用戶數(shù)量增

31、加，大區(qū)制所能提供的容量很快飽和，這就必須探索新體制。在這方面最重要的突破是貝爾試驗(yàn)室在70年代提出的蜂窩網(wǎng)的概念。蜂窩網(wǎng)，即所謂小區(qū)制，由于實(shí)現(xiàn)了頻率再用，大大提高了系統(tǒng)容量?？梢哉f，蜂窩概念真正解決了公用移動(dòng)通信系統(tǒng)要求容量大與頻率資源有限的矛盾。第三方面的進(jìn)展是隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展而出現(xiàn)的微處理器技術(shù)日趨成熟以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，從而為大型通信網(wǎng)管理與控制提供了技術(shù)手段。從80年代中、后期開始，是數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展和成熟時(shí)期。以AMPS和TACS（全接入通信系統(tǒng)）為代表的第一代蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)是模擬系統(tǒng)。模擬蜂窩網(wǎng)雖然取得了很大成功，但也暴露了一些問題。例如，頻譜利用率低，移動(dòng)設(shè)

32、備復(fù)雜，費(fèi)用較貴，業(yè)務(wù)種類受限制以及通話易被竊聽等，最主要的問題是其容量已不能滿足日益增長(zhǎng)的移動(dòng)用戶需求。解決這些問題的方法是開發(fā)新一代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。數(shù)字無線傳輸?shù)念l譜利用率高，可大大提高系統(tǒng)容量。另外，數(shù)字網(wǎng)能提供語音、數(shù)據(jù)多種業(yè)務(wù)服務(wù)，并與ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))等兼容。實(shí)際上，早在70年代末期，當(dāng)模擬蜂窩系統(tǒng)還處于開發(fā)階段時(shí)，一些發(fā)達(dá)國家就著手?jǐn)?shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的研究。到80年代中期，歐洲首先推出了泛歐數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)(GSM)的體系。隨后，美國和日本也制定了各自的數(shù)字移動(dòng)通信體制。泛歐網(wǎng)GSM已于1991年7月開始投入商用。1995年香港和記電訊開通了全球第一個(gè)CDMA（碼分

33、多址）商用系統(tǒng)，CDMA技術(shù)理論上的諸多優(yōu)勢(shì)在實(shí)踐中得到了檢驗(yàn)，從而在北美、南美和亞洲等地得到了迅速推廣和應(yīng)用。3. 簡(jiǎn)述CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的特點(diǎn)及其原因。CDMA是一個(gè)利用擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)的數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，它還采用了軟切換和功率控制等技術(shù)。有效地提高了系統(tǒng)的頻率利用率，提高了系統(tǒng)容量，降低了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本該系統(tǒng)還具有話音質(zhì)量好、不易掉話、保密性好等特點(diǎn)。 1、強(qiáng)抗干擾能力擴(kuò)頻通信中采用偽隨機(jī)序列作為PN碼對(duì)信息信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制，使調(diào)制后經(jīng)過頻譜搬移的射頻信號(hào)帶寬極大地展寬，具有近似于噪聲的頻譜特性。從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。2、系統(tǒng)容量大，接通率高CDMA系統(tǒng)的信號(hào)由于使用偽隨機(jī)序列做地

34、址碼進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制，保證了系統(tǒng)可以在同一頻段上采用碼分多址方式，信號(hào)頻譜占用整個(gè)頻段，幾乎是普通窄帶調(diào)制效率的7倍。 3、系統(tǒng)容量的配置靈活由于CDMA系統(tǒng)是一個(gè)自擾系統(tǒng)，其所有的移動(dòng)用戶都占用相同的帶寬和頻率，只是用于他們信號(hào)調(diào)制的地址碼即PN碼不同而已。只要地址碼組的可選碼序列數(shù)量足夠，則可容納的用戶數(shù)量就能增加，CDMA系統(tǒng)對(duì)用戶數(shù)量沒有明確的固定限制，操作者可以在系統(tǒng)容量與話音質(zhì)量之間進(jìn)行折衷考慮。4、語音質(zhì)量更佳CDMA采用了先進(jìn)的數(shù)字話音編碼技術(shù)，并使用多個(gè)接收機(jī)同時(shí)接收不同方向的信號(hào)，使聲音信號(hào)得到了極大的豐富，系統(tǒng)的聲碼器可以動(dòng)態(tài)地調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸速率，并根據(jù)適當(dāng)?shù)拈T限值選擇不同的電

35、平級(jí)發(fā)射，門限值還可根據(jù)背景噪聲的改變而改變。即使在背景噪聲較大的情況下，也可以得到較好的通話質(zhì)量。5、不易掉話CDMA系統(tǒng)采用軟切換技術(shù)，"先連接再斷開"，這樣便克服了以前的移動(dòng)通信系統(tǒng)由于采用硬切換技術(shù)導(dǎo)致容易掉話的缺點(diǎn)。6、頻率規(guī)劃簡(jiǎn)單用戶按不同的序列碼區(qū)分，所以相同的CDMA載波可在相鄰的小區(qū)內(nèi)使用，因此網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃十分靈活，擴(kuò)展簡(jiǎn)單。 7、延長(zhǎng)手機(jī)電池壽命普通GSM手機(jī)或模擬手機(jī)的功率一般控制在600毫瓦以下，而CDMA系統(tǒng)采用功率控制技術(shù)，發(fā)射功率最高只有200毫瓦，普通通話功率可控制在零點(diǎn)幾毫瓦，基站和手機(jī)發(fā)射功率的降低。 8、建網(wǎng)費(fèi)用低CDMA系統(tǒng)容量高，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大，故其建網(wǎng)所需基站少，進(jìn)而降低了建網(wǎng)成本。 9、低攔截概率LPI要竊聽通話，首先必須捕獲信號(hào)，其次則必須要解碼。由于信號(hào)頻譜被極大地?cái)U(kuò)展，信號(hào)的功率譜密度大大降低，甚至明顯低于環(huán)境噪聲及干擾電平，故信號(hào)難以被檢測(cè)到。10、話音激活采用可變速率的碼激勵(lì)線性編碼預(yù)測(cè)技術(shù)，最高通話傳輸速率為9.6Kbit/s，而不通話時(shí)傳輸速率最低：僅為1.2Kbit/s，這就大大減輕了對(duì)周圍其他用戶的干擾。4. 試畫出DS-CDMA通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。5. 分析前向功率控制和反向功率控制的異同。功率控制分為前向功率控制和反向功率控制，反向功率控制又可分為僅由移動(dòng)臺(tái)參與的開環(huán)功率控制和移動(dòng)臺(tái)