移动通信复习题
1.80
2.11协议栈
802.11协议栈包括两层：物理层和MAC层，其中802.11 物理层由三部分组成：PLCP（物理层汇聚协议）,PMD（物理媒介依赖层）和物理层管理层。物理层采⽤的技术：
（1）跳频技术FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) –（2）直接序列扩频DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) –802.11b
（3）正交频分复⽤OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) – 802.11a
（4）红外线技术InfraRed
802.11有常⽤的⼏个标准，802.11a标准采⽤5 GHz的频段，最⼤传输数据速率为54Mb/s；802.11b标准采⽤2.4 GHz的频段，最⼤数据传输速率为11 Mb/s，数据带宽较窄，常⽤的⽆线局域⽹都是基于802.11b标准，常称为Wi-Fi（Wireless Fidelity）；802.11g标准使⽤2.4GHz频段，最⼤数据传输速率为54Mb/s；最近的802.11n标准是采⽤双频⼯作⽅式，具有300Mb/s-600
Mb/s 的数据传输速率，带宽越来越宽。
2.802.11定义了两种组⽹模式
1）Ad Hoc模式
不需要接⼊点的⽀持，站点间就可以实现通信
2）Infrastructure
(1)基本服务集合BSS
站点间不能直接通信，必须依赖AP进⾏数据传输。
AP提供到有线⽹络的连接，并为站点提供数据中继功能。（2）扩展服务集合ESS
⼀组通过分布式系统（DS）互连的具有相同SSID的BSS。
⾪属于同⼀个ESS的⼯作站可以相互通信。
3.什么是隐藏终端和暴露终端及解决办法
隐藏终端问题：基于竞争机制协议的问题。当两个节点向同⼀节点发送数据时，如果在接收点发⽣冲突就认为这两个节点相互隐藏（即相互不在对⽅的信号范围之内），
隐藏终端问题的解决办法：为了避免冲突，所有接收结点的邻居需要得到信道将被占⽤的通知。通过使⽤控制信息可以让节点预先留出信道，即使⽤握⼿协议。RTS(请求发送)分组可以⽤来表⽰节点请求发送数据。如果接收节点允许发送，就⽤
CTS(同意发送)分组表⽰同意。由于消息的⼴播特性，发送者和接收者的所有邻居都被通知信道要被占⽤，这样就可以实现禁⽌它们发送，避免了冲突。
暴露终端问题：如果⼀个节点听到邻居节点在进⾏数据发送，它就⾃动禁⽌向其它节点发送数据。这就是暴露终端问题。暴露终端问题导致了系统的“过激”反映，即引⼊了不必要的禁⽌接⼊。⼀个暴露终端即⼀个节点在发射机的范围之内，在接收机的范围之外。
暴露终端问题的解决办法：暴露终端问题降低了⽹络的可⽤性和系统的吞吐量。解决暴露终端问题可以使⽤信道和数据信道分离的⽅法和使⽤定向天线的⽅法。双忙⾳多址接⼊协议（DBTMA）是其中⽐较好的⼀种协议，该协议将信道划分为两个⼦信道：数据信道和控制信道。数据报⽂在数据信道上传输，控制报⽂（RTS 和CTS）在控制信道上传输，如此可避免控制
报⽂和数据报⽂的冲突，此协议的忙⾳是窄带信号，需要增加额外的硬件设备。为了降低暴露终端问题对整个⽹络吞吐量的影响，提出采⽤定向天线的⽅法，该⽅法可以⼤⼤降低暴露终端问题的影响，但同时⼜产⽣新的问题，即控制帧频繁冲突的问题，也即隐藏终端的问题。
4.IEEE802.11的⼯作模式
（1）分布式协调功能(Distributed coordinated function：DCF) （2）中⼼协调功能(Point coordination function，PCF)，它们的区别在于“distribution，分布式”和“Point，中⼼”。对于DCF的“distribution，分布式”，分布式⽹络也就是由许多同等实体组成的⼀个⽹络系统，这⾥是很多同等的移动站组成的⼀个系统，它们依托分布式协调⽅式公平地竞争资源，采⽤有竞争的信道
共享⽅式(CSMA/CA)。⽽PCF为依托中⼼节点协调⽆线资源分配的⼀种⽅式，必须要有⼀个节点担任“中央控制节点”的⾓⾊，也就是接⼊点AP。PCF采⽤轮询的⽅式来分配信道的使⽤，因此它是没有冲突的；这种⽅式可以使⽤在⼀些有延时要求的场合中，⽐⽅说语⾳、多媒体等。由于PCF采⽤轮询的⽅式，增加了开销，所以带宽利⽤率较DCF低。具体来说，在数据业务负载⽐较低的时候，PCF如果需要在发送站点和接收站点之间进⾏对话，AP先通过发送“POLL分组”询问是否有移动站要求发送数据，移动站应答“NULL分组”或“DATA Packet”后，AP再发送“ACK分组”确认。显然，Poll分组的引⼊使开销增⼤。其次，从⽹络的鲁
棒性来说，集中控制⽅式下，⼀旦AP站点损坏，则整个⽹络将⽆法⼯作；⽽在DCF情况下，即使AP损坏，⽹络还可以以Ad Hoc 的⽅式运作。
5.为什么蜂窝系统的⽹络结构能提⾼系统容量
传统的蜂窝移动通信⽹络通常采⽤宏蜂窝(Macro-Cell)⼩区
⾯向lkm⼀25km范围内快速移动和⼤范围内信号传输为移动业务传输提供基本保障、微蜂窝⼩区(Micl0-CeU)⾯向30m～50m 范围内话务量较⼤的地区和较低移动速度的业务和微微蜂(Pico-CeU)⼩区⽤于⾯向10m⼀30m范围内移动业务和局部业务热点业务传
输的三层蜂窝⽹络构架⽅法扩⼤⽆线信号⽆缝覆盖范围和提⾼
系统容量．⽆线⽹络拓扑结构的改进⽅法主要⾯向两个⽅⾯，⼀是为适应地理环境⽽采⽤⾮六边形⼩区结构，⼆是通过改变蜂窝结构的⽅法扩展⽹络容量，如将⼩区分裂成更⼩的⼩区以提⾼⼩区信道数量的⼩区分裂、使⽤定向天线限定覆盖⼩区⼀部分以减⼩信号⼲扰⽐的划分扇区(Sectoring)等⽅法.
6.WIMAX的关键技术有哪些？
（1）MIMO技术：多输⼊多输出(MIM0)技术是发送端和接收端采⽤多根天线同时处理多路信号的技术，
根据收发两端的天线数分为多输⼊多输出系统MIMO、单输⼊多输出系统SIMO和多输⼊单输出系统MISO。此技术利⽤空间中增加的通道，在发送端和接收端采⽤多天线旧时发送信号，由于各发射天线同时发送的信号占⽤同⼀个频带，未增加带宽，因此能够成倍地提⾼系统的容量和频
带利⽤率。MIMO技术核⼼是空时处理．即利⽤空间中存在多个天线将时间域和空间域结合起来进⾏信号处理。
（2）⾃适应调制编码：宽带⽆线接⼊标准采⽤了⾃适应调制编码技术作为主要链路⾃适应技术来克服⽆线佶道的时变性。AMC 根据⽆线信道的变化，选择合适的下⾏链路调制和编码⽅式。⽹络则根据⽤户瞬时信道质量的状况和⽬前的资源，选择最合适的下⾏链路调制和编码⽅式，使⽤户尽可能地获得较⼈的数据存吐量。
(3)⾃动请求重传：ARQ机制的接收端在上E确接收到发送端发束的数据包以后，发送确认信息(ACK)，否则发送否认信息(NACK)。发送端对未能正确接收的数据包进⾏重传，重传导致系统总吞吐吐量的下降，但保证了数据包的正确接收。
7．为什么802.16e采⽤省电模式（休眠模式）？
移动宽带⽆线接⼊的终端设备使⽤电池作为能源，这就要求移动台的能量消耗应该最⼩化，且在空闲雪纳瑞性格
时刻不消耗功率，IEEE 802.16e 为降低功耗，就引⼊了休眠模式，即移动台处在不发送和接收PDU的状态，在休眠模式时，移动台可能会关掉电源。
休眠模式有两个参数：休眠间隔和监听间隔。移动台向基站请求认证后，移动台就可以进⼊休眠模式，进⼊休眠状态的移动台重新回到⼯作模式是由休眠间隔来决定，在⼯作模式和监听间隔内，移动台会向基站发出请求指令，检查基站是否有PDU 等待发送，如果有等待发送的PDU，移动台就回到⼯作状态，否则，
移动台继续休眠。
8．简述移动通信有哪些切换技术，并简述这些切换技术的切换过程。
切换从⽅式上⼀般可分为硬切换和软切换两种。
1）硬切换
硬切换是不同频率的基站或⼩区之间的切换，在切换过程中，移动台必须在⼀指定时问内，先中断与原基站的联系，调谐到新的频率上，再与新基站取得联系。因此，硬切换是“先断开，后切换”切换时，要在原话⾳信道上送切换指令，移动台需要暂时停⽌通话，然后调谐到新的信道频率上。学习讲话心得体会
2）软切换
软切换是同⼀频率不同基站之间的切换，在切换过程中，移动台同时与原基站和颉基站都保持着通信链路，⼀直到进⼊新基站并测量到新基站的传输质量满⾜指标要求后，才断开与原基站的连接。因此，软切换是“先切换，后断开”，在切换过程中，移动台并不中断与原基站的联系，真正实现了“⽆缝”切换。3）更软切换
更软切换（Softer Handover）是在导频信道的载波频率相同时，同⼀⼩区内不同扇区间的软切换，或称为同⼀⼩区的两条不同的信道之间进⾏的切换。
9.Ad Hoc分级结构⽹络，⽹络被划分为簇（cluster），每个簇由⼀个簇头和多个簇成员组成。根据你的理解这些簇头如何通过正式介绍
⾃组织选择产⽣。
⾃组织是指⽹络的布设或展开⽆需依赖于任何预设的⽹络设施，结点通过分层协议和分布式算法协调各⾃的⾏为，结点开机后就可以快速、⾃动地组成⼀个独⽴的⽹络。在Ad Hoc⽹络的分级结构中，簇头结点负责簇间数据的转发。簇头可以预先指定，也可以由结点使⽤算法⾃动选举产⽣。为了实现簇头之间的通信，要有⽹关结点（同时属于两个簇的结点）的⽀持。在两级⽹络中，簇头结点有两个频率。频率1⽤于簇头与簇成员的通信。⽽频率2⽤于簇头之间的通信。分级⽹络的每个结点都可以成为簇头，所以需要适当的簇头选举算法，算法要能根据⽹络拓扑的变化重新分簇。
10.Ad Hoc⽹络的关键技术包括哪些？
（1）信道接⼊技术
Ad-hoc⽹络的⽆线信道是多跳共享的多点信道，所以不同于普通⽹络的共享⼴播信道、点对点⽆线信道和蜂窝移动通信系统中由基站控制的⽆线信道。该技术控制节点如何接⼊⽆线信道（2）⽹络体系结构
⽹络主要是为数据业务设计的，没有对体系结构做过多考虑，但是当Ad-hoc⽹络需要提供多种业务并⽀持⼀定的服务质量时，应当考虑选择最为合适的体系结构，并需要对原有协议栈重新进⾏设计。
（3）路由协议
Ad-hoc路由⾯临的主要挑战是传统的保存在结点中的分布式路由数据库如何适应⽹络拓扑的动态变化。Ad-hoc⽹络中多跳路由是由普通节点协作完成的，⽽不是由专⽤的路由设备完成的。因此，必须设计专⽤的、⾼效的⽆线多跳路由协议。
（4）多播/组播协议
由于Ad-hoc⽹络的特殊性，⼴播和多播问题变得⾮常复杂，它们需要链路层和⽹络层的⽀持。
11.IMT-2000包括哪⼏个成员？举其中任意⼀个系统说明其采⽤哪些关键技术?
IMT-2000包括CDMA2000、WCDMA和TD-SCDMA。
1）WCDMA主要技术如下。
① RAKE接收机：不同于传统的调制技术需要⽤均衡算法来消除相邻符号间的码间⼲扰，CDMA扩频码在选择时就要求它有很好的⾃相关特性。如果这些多径信号相互间的延时超过了⼀个码⽚的长度，那么它们将被CDMA接收机看作是⾮相关的噪声，⽽不再需要均衡了。
②多⽤户检测技术（MUD）：通过去除⼩区内的⼲扰来改进系统性能，增加系统容量。多⽤户检测技术还能有效缓解直扩CDMA系统中的远近效应。
③调制解调⽅式：上⾏为BPSK，下⾏为QPSK；解调⽅式为导频辅助的相⼲解调。
④三种编码⽅式：在语⾳信道采⽤卷积码(R=1/3，K=9)进
⾏内部编码和Veterbi 解码，在数据信道采⽤Reed Solomon 编码，在控制信道采⽤卷积码(R=1/2，K=9)进⾏内部编码和Veterbi 解码。
⑤软切换技术：移动台在上⾏链路中发射的信号被两个基站所接收。经解调后转发到基站控制器（BSC）。下⾏链路的信号也同时经过两个基站再传送到移动台。移动台可以将收到的两路信号合并，起到宏分集的作⽤。切换⽅式包括3种：扇区间软切换、⼩区间软切换和载频间硬切换。
⑥分集技术：移动通信中信道传输条件较恶劣，调制信号在到达接收端前常经历了严重衰落，这不利于信号的接收检测，分集技术是对抗信道衰落的有效措施之⼀。它分为空间分集、频率分集和⾓度分集技术。
⑦随机接⼊与同步：随机接⼊过程是移动台开机，需要与系统联系，⾸先要与某⼀个⼩区的信号取得时序同步移动台，然后请求接⼊系统，⽹络应答并分配⼀业务信道给移动台。
⑧智能技术：该技术包括智能天线技术、智能传输技术、智能接收技术及智能⽆线资源和⽹络管理技术等。
⑨ IPv6技术：该技术能更好地⽀持了移动性，与移动通信的结合将为⽬前的因特⽹开拓⼀个全新的领域。
2）TD-SCDMA主要具有以下技术：
①时分双⼯
TDD技术优势：TDD模式本⾝固有的特点突破了FDD技术的很多限制，如上下⾏⼯作于同⼀频段，不需要⼤段的连续对称频段等，这对频率资源⽇趋紧张的今天，尤为重要；TDD适⽤于不对称的上下⾏数据传输速率，特别适⽤于IP型的数据业务；TDD上下⾏⼯作于同⼀频率，对称的电波传播特性使之便于使⽤诸如智能天线等新技术，达到提⾼性能、降低成本的⽬的；T DD系统的设备成本较低，将可能⽐FDD系统低20～50％。
②．智能天线
智能天线（Smart Antenna）：TD-SCDMA系统中所⽤的智能天线采⽤波束成形技术，⽅向图随移动台的移动⽽动态跟踪（基站装配智能天线）。由于它的波束很窄，对其他⽤户的⼲扰很⼩，因⽽提⾼了系统容量。同时，基站的发射功率也会降低。另⼀⽅⾯，由于TD-SCDMA系统中的波束很窄，下⾏链路的多径问题也得到很好的解决，它能实现天线和传播环境与⽤户和基站之间的最佳匹配。
③．联合检测
联合检测（Joint Detection）：联合检测是TD-SCDMA系统中使⽤的⼜⼀重要技术。在基站侧，由于信号从移动台多径到达基站，因此上⾏同步技术只能保证主径在⼀定范围内的同步。联合检测技术把同⼀时隙中多个⽤户的信号及多径信号⼀起处理，精确地解调出各个⽤户的信号。在在移动台侧，基站智能天线的波束成形虽然极⼤地降低了多⽤户⼲扰的强度，但是多⽤户⼲扰
依然存在，尤其是当⽤户的位置⾮常靠近时，多⽤户⼲扰问题仍很严重，联合检测技术能很好地解决多⽤户⼲扰问题。
④．上⾏同步
上⾏同步（Uplink Synchronization）技术，也称同步CDMA （Synchronous CDMA）技术，是根据⼀定的算法由⽹络向终端发送SS（Synchronization Shift）命令来实现的，精确的上⾏同步使移动终端的数据到达基站保持同步，降低了上⾏⽤户间⼲扰保护时隙的宽度，当然它需要同步化的基站来管理。上⾏同步技术可以最⼤限度的克服⽤户之间的⼲扰（MAI），改善系统的性能，简化基站设计⽅案，降低⽆线基站成本。
⑤．动态信道分配少女壁纸
动态信道分配（DCA, Dynamical Channel Allocation）技术就是指对移动通信系统的频率、时隙、扩频码等资源进⾏的优化配置，可根据调节速率分为慢速DCA和快速DCA。慢速DCA 将⽆线信道分配⾄⼩区范围，⽽快速DCA将信道分⾄业务。⽬前DCA最多的是基于⼲扰测量的算法，这种算法将根据⽤户移动终端反馈的⼲扰实时测量结果分配信道。DCA技术⽆需⽹络规划中的信道预规划，可以提⾼接⼊率，降低掉话率，⾃动适应⽹络中负载和⼲扰的变化，降低⼲扰，提⾼系统容量。RNC负责⼩区可⽤资源的管理，并将其动态分配给⽤户。全面小康社会
⑥．接⼒切换
接⼒切换在前⾯已讲过，它不同于传统的硬切换和软切换，其出发点是利⽤移动台的位置信息，结合切换算法和上⾏同步技术，准确地将移动台切换到新的⼩区，避免了频繁的切换。
⑦．多载波⽅案
投影仪安装TD-SCDMA系统每⼩区/扇区N个载波，包含⼀个主载波，N-1个辅载波。所有公共信道均配置于主载波，辅载波仅配置业务信道。多载波⽅案的优点：可以充分发挥多载波引⼊后信道数⽬增多的优势，使系统的效率得到提⾼；降低⽆线资源管理的复杂度；有效地降低导频信道和公共信道的⼲扰，从⽽可以保证以更灵活的⽅式进⾏组⽹。
⑧．基站定位业务
TD-SCDMA由于采⽤智能天线和终端同步技术，使系统能够提供单基站更为精准的信源定位（包括波达⽅向和时延估计）。⽽且不需要增加额外的GPS模块，定位的速度更加迅速，同时可提供的定位⽤户数⾼，定位精度准确。可能的定位应⽤包括以下类型：紧急呼叫服务、基于位置的信息服务、车辆和资源管理和⽹络规划和管理等。
⑨、软件⽆线电
软件⽆线电（Software Radio）是近⼏年发展起来的技术，它把许多以前需要硬件实现的功能⽤软件来实现。由于软件修改较硬件容易，在设计、测试⽅⾯⾮常⽅便，不同系统的兼容性也易于实现，所以这⼀技术在TD-SCDMA系统中也被采⽤。
3）cdma2000关键技术：
(1) 初始同步与Rake多径分集接收技术：CDMA通信系统接收机的初始同步包括PN码同步、符号同步、帧同步和扰码同步等。cdma2000系统采⽤与IS-95系统相类似的初始同步技术，即通过对导频信道的捕获建⽴PN码同步和符号同步，通过同步(Sync)信道的接收建⽴帧同步和扰码同步。
(2) cdma2000系统⽆线传输技术的主要特点是与现有的TIA/EIA-95-B 标准向后兼容，并可与IS-95B系统的频段共享或重叠。
这样就使cdma2000系统可在IS-95B系统的基础上
平滑地过渡、发展，保护已有的投资。
(3) 功率控制技术：cdma2000采⽤的功率控制有开环、闭环和外环3种⽅式，上⾏信道采⽤了开环、闭环和外环功率控制技术，下⾏信道则采⽤了闭环和外环功率技术。
(4) 前反向同时采⽤导频辅助相⼲解调：通过不同的相位偏置区分不同的⼩区和⽤户；射频带宽从1.25MHz到20MHz可调；快速前向和反向功率控制；下⾏信道中采⽤公共连续导频⽅式进⾏相⼲检测，提⾼系统容量；在下⾏信道传输中，定义直扩和多载波传输两种⽅式，码⽚速率分别为 3.6864Mchip/s和1.22Mchip/s，多载波⽅式能很好地兼容IS-95⽹络；在同步⽅式上cdma2000与IS-95相同，基站间同步采⽤GPS⽅式等。
12.你认为4G移动通信系统的物理层最有可能采⽤的关键技术是哪⼀个或哪⼀些呢？
我认为在物理层最有可能采⽤智能天线技术、软件⽆线电技术、⾃适应调制和编码技术和⽀持混合接⼝的空中接⼝技术。1）智能天线
智能天线可以明显改善⽆线通信系统的性能，提⾼系统的容量，具体体现在以下⽅⾯：提⾼频谱利⽤率；迅速解决稠密的市区容量瓶颈；抑制⼲扰信号抗衰落；实现移动台的定位。
2）软件⽆线电
利⽤软件来实现⽆线电通信系统中的各种功能，它对硬件的依赖程度很⼩，具有⾼度的开放性和可编程性，可以很好解决移动通信的标准之争的问题。
中国的手抄报13.OFDM技术是如何降低符号间的⼲扰的？
接收器要通过训练序列定时和频率偏移进⾏估计，同时将符号的定时信息传送到去循环前缀功能模块，在这⾥训练序列和导频信息主要是⽤来信道纠错。然后将信号经过⼀个串⾏⼀并⾏的转换器，并且把循环前缀清除掉。清除循环前缀并没有删掉任何信息，循环前缀中的信息是冗余的，使⽤循环前缀是为了保证前⾯提到的卷积特性的成⽴。循环前缀为单个的OFDM符号创建⼀个保护带，在信噪⽐边缘损耗中被丢掉，以极⼤地减少符号间⼲扰。
14.简述OFDM的基本原理。
OFDM系统的基本原理就是将指配的信道分成许多正交⼦信道，在每个⼦信道上进⾏窄带调制和传输，信号带宽⼩于信道的相关带宽。
15.为什么距离接⼊点越近信道越好的终端站，调制阶数越⾼，⽽⽹络边缘的站点不⾏？
16.MIMO系统模型
MIMO 技术的原理是不同路的数据流从不同的发射天线同时、同频发射，经过空间信道衰落后，来⾃不同发射天线的信号在每⼀根接收天线上叠加。最后送⼊接收机进⾏信号合并处理，这样就改进了每个MIMO ⽤户的通信质量和速率。
。
17.MIMO-OFDM的信道估计⽅式有哪些？（⾮盲信道估计、半盲信道估计和盲信道估计）
利⽤⼆阶统计特性,⼦空间，最⼤似然⽅法对多信道进⾏盲估计。
18.⽆线MESH⽹络⽐较Ad Hoc⽹络有哪些不同，试说其优越之处。
1) WMN由⽆线路由器构成的⽆线⾻⼲⽹组成。该⽆线⾻⼲⽹提供了⼤范围的信号覆盖与节点连接。移动Ad Hoc⽹络的节点都兼有独⽴路由和主机功能，节点地位平等，接通性是依赖端节点的平等合作实现的，健壮性⽐WMN差。
(2)WMN节点移动性低于移动Ad Hoc⽹络中的节点，所以WMN注重的是“⽆线”，⽽移动Ad Hoc⽹络更强调的是“移动”。
(3)从⽹络结构来看，WMN多为静态或弱移动的拓扑，⽽移动Ad Hoc⽹络多为随意移动(包括⾼速移动)的⽹络拓扑。
(4)WMN与移动Ad Hoc⽹络的业务模式不同，前者节点的主要业务是来往于因特⽹的业务，后者节点的主要业务是任意⼀对节点之间的业务流。
(5)从应⽤来看，WMN主要是因特⽹或宽带多媒体通信业务的接⼊，⽽移动Ad Hoc⽹络主要⽤于军事或其他专业通信。
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