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現(xiàn)代移動通信 蔡躍明 第三版思考題與習題參考答案 chapter_3
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第三章 思考題與習題
1. 組網技術包括哪些主要問題？
答：（1）干擾對系統(tǒng)性能的影響；
（2）區(qū)域覆蓋對系統(tǒng)性能的影響；
（3）支撐網絡有序運行的要素；
（4）越區(qū)切換和位置管理；
（5）無線資源的有效共享。
2. 為何會存在同頻干擾？同頻干擾會帶來什么樣的問題？
答：同頻干擾是指所有落在接收機通帶內的與有用信號頻率相同的無用信號的干擾，這些無用信號和有用信號一樣，在超外差接收機經放大、變頻而落在中頻通
2、帶內，接收系統(tǒng)無法濾出無用信號，從而產生同頻干擾。
同頻干擾會帶來的問題：影響鏈路性能、頻率復用方案的選擇和系統(tǒng)的容量限制等問題
3. 什么叫同頻復用？同頻復用系數(shù)取決于哪些因素？
答：在移動通信系統(tǒng)中，為了提高頻率利用率，在相隔一定距離以外，可以使用同的頻率，這稱為同頻復用。
影響同頻復用系數(shù)的因素有：一個區(qū)群（簇）中小區(qū)的個數(shù)（區(qū)群的大?。?，小區(qū)的大小，形狀等。
4. 為何說最佳的小區(qū)形狀是正六邊形？
答：小區(qū)形狀的設計要求：小區(qū)無空隙、無重疊的覆蓋整個服務區(qū)域。
全向天線輻射的覆蓋區(qū)為圓形，不能無空隙、無重疊的覆蓋整個區(qū)域。在考慮交疊之后，實際上每個輻射區(qū)的有效覆蓋區(qū)
3、是一個多邊形。滿足無空隙、無重疊條件的小區(qū)形狀有三種：正三角形、正方形和正六邊形。而在服務區(qū)面積一定的情況下，正六邊形小區(qū)的形狀最接近理想的圓形，用它覆蓋整個服務區(qū)所需的基站數(shù)最少，也就最經濟。
5. 證明對于六邊形系統(tǒng)，同頻復用系數(shù)為。
證明：同頻復用系數(shù)的定義為在同頻些小區(qū)距離與小區(qū)半徑的比值。
同頻小區(qū)的距離也就是兩個同頻小區(qū)的中心距離，對于正六邊形系統(tǒng)它是這樣確定的，從一個小區(qū)的中心出發(fā)，沿著一邊的中垂線數(shù)個小區(qū)，在向順時針轉再向前數(shù)個小區(qū)，起點和終點的兩個小區(qū)的距離就是同頻小區(qū)的距離。由余弦定理可得，又因為 所以即得證。
6. 設某小區(qū)移動通信網，每個區(qū)群有4個小
4、區(qū)，每個小區(qū)有5個信道。試用分區(qū)分組配置法完成群內小區(qū)的信道配置？（見書上15，16頁和6頁）
答：根據分區(qū)分組配置法進行信道配置要滿足無三階互調干擾的要求，利用無三階互調干擾的原理可知道只需在無三階互調干擾的信道組中初選一組信道組，將初選的信道組進行平移就可以得到。在這里我們選用1，2，5，11，13，利用上述思想可以得到
第一組 1，2，5，11，13
第二組 8，9，12，18，20
第三組 3，4，7，15，17
第四組 6，10，16，22，23
7. 什么叫中心激勵？什么叫頂點激勵？采用頂點激勵方式有什么好處？兩者在信道的配置上有何不同？
答：所謂的“中心激勵”方式是
5、指在每個小區(qū)中，基站可以設在小區(qū)的中央，用全向天線形成圓形覆蓋區(qū)。
所謂的“頂點激勵”方式是指將基站設計在每個小區(qū)六邊形的三個頂點上，每個基站采用3副扇形輻射的定向天線，分別覆蓋3個相鄰小區(qū)的各三分之一區(qū)域，每個小區(qū)由3副扇形天線共同覆蓋。
采用頂點激勵方式的好處：（1）減小系統(tǒng)的同信道干擾；（2）在不同的地點采用多副定向天線可消除小區(qū)內障礙物的陰影區(qū)
中心激勵采用的是全向天線來形成圓形覆蓋區(qū)，在信道配置式每個基站只需配置一組信道；頂點激勵采用的是3副扇形輻射的定向天線，在信道配置時每個基站要配置三組信道。
8. 試繪出單位無線區(qū)群的小區(qū)個數(shù)N＝4時，3個單位區(qū)群彼此鄰接時的
6、結構圖形，假定小區(qū)半徑為r，鄰近的無線區(qū)群的同頻小區(qū)的中心間距如何確定？
鄰近的無線區(qū)群的同頻小區(qū)的中心間距為。
9. 設某蜂窩移動通信網的小區(qū)輻射半徑為8km，根據同頻干擾抑制的要求，同頻小區(qū)之間的距離應大于40 km。問該網的區(qū)群應如何組成？試畫出區(qū)群的構成圖、群內各小區(qū)的信道配置以及相鄰同信道小區(qū)的分布圖。
答：因為，，所以有即，又因為且N應取最小的，所以有N=3。
該網的區(qū)群是由三個六邊形的小區(qū)構成的，如右圖
采用頂點激勵，每個基站配置三組信道，向三個方向輻射，則每個
區(qū)群需要9個信道組，群內各小區(qū)的信道配置以及相鄰同信道小區(qū)
的分布圖如下圖：
10. 移動通信網
7、的某個小區(qū)共有100個用戶，平均每用戶C＝5次/天，＝180秒/次，K＝15％。問為保證呼損率小于5％，需共用的信道數(shù)是幾個？若允許呼損率達20％，共用信道數(shù)可節(jié)省幾個？
解：每個用戶忙時話務量為：
這個小區(qū)的總的話務量為
查Erl呼損表可得公用的信道數(shù)為8個，若允許的呼損率達，通過查表可得所需的信道數(shù)為5個，由此可以節(jié)省三個信道。
11. 某基站共有10個信道，現(xiàn)容納300個用戶，每用戶忙時話務量為0.03Erl，問此時的呼損率為多少？如用戶數(shù)及忙時話務量不變，使呼損率降為5％，求所增加的信道數(shù)？
解：該基站總的話務量為，由于共有10個信道，由Erl公式可得此時的呼損率為，如用戶數(shù)
8、及忙時話務量不變，使呼損率降為5％，查表可得所需的信道數(shù)為14，增加了4個信道。
12. 什么叫信令？信令的功能是什么？
答：信令是與通信有關的一系列控制信號；信令可以指導終端、交換系統(tǒng)及傳輸系統(tǒng)協(xié)同運行，在指定的終端之間建立臨時通信信道，并維護網絡本身正常運行。
13. 7號信令的協(xié)議體系包括哪些協(xié)議？7號信令網絡包括哪些主要部分？
答：7號信令系統(tǒng)的協(xié)議體系包括MTP、SCCP、TCAP、MAP、OMAP和ISDN-UP等部分
7號信令網絡是與現(xiàn)行PSTN平行的一個獨立網絡。它由三個部分組成：信令點（SP）、信令鏈路和信令轉移點（STP）。
14. 通信網中交換的作用是什么？
9、移動通信中的交換與有線通信網中的交換有何不同？
答：交換網絡的作用是在控制系統(tǒng)的控制下，將任一輸入線與輸出線接通。
移動通信中的交換具有有線通信網中的交換的三個階段，即呼叫建立、消息傳輸和釋放。移動通信網絡中使用的交換機與有線網絡中的交換機的主要不同是除了要完成常規(guī)交換機的所有功能外，它還負責移動性管理和無線資源管理(包括越區(qū)切換、漫游、用戶位置登記管理等)。
15. 什么叫越區(qū)切換？越區(qū)切換包括哪些問題？軟切換和硬切換的差別是什么？
答：越區(qū)切換是指將當前正在進行的移動臺與基站之間的通信鏈路從當前基站轉移到另一個基站的過程。該過程也稱為自動鏈路轉移。
越區(qū)切換包括三個方面的問題：
10、越區(qū)切換的準則，也就是何時需要進行越區(qū)切換；
越區(qū)切換如何控制；
越區(qū)切換時信道分配；
硬切換是指在新的鏈路建立之前，先中斷舊的鏈路。而軟切換是指既維持舊的鏈路，又同時建立新的鏈路，并利用新舊鏈路的分集合并來改善通信質量，并于新基站建立可靠連接之后再中斷舊鏈路。
16. 假設稱為“Radio Knob”的小區(qū)有57個信道，每個基站的有效輻射功率為32W，小區(qū)半徑為10km，呼損率5%。假設平均呼叫的時間為2分鐘，每個用戶每小時平均有2次呼叫。而且，假設小區(qū)已經達到了最大容量，必須分裂為4個新的微小區(qū)以提供同區(qū)域內的4倍容量。
（a）“Radio Knob”的當前容量為多少？
（b）新小區(qū)的半徑和發(fā)射功率為多少？
（c）為了保持系統(tǒng)內的同頻復用不變，每個新小區(qū)需要多少信道？
解：由題中給出的，n=57 ，通過查Erl 表可以得到總的話務量為50Erl；
因為C=2次/小時，T=2分/次，由此可以得到每個用戶話務量為
所以總的用戶數(shù)為
（a）“Radio Knob”的當前容量為
(b) 舊的小區(qū)的半徑為10km
小區(qū)的面積為
新的小區(qū)的面積為
新的小區(qū)的半徑為
發(fā)射機功率 P1=Po/16=2W （取n=4）
（c）若保持不變，則每個新小區(qū)仍有57個信道。
現(xiàn)代移動通信 蔡躍明 第三版思考題與習題參考答案 chapter_3
