现代移动通信蔡跃明第三版思考题与习题参考答案chapter_3

1第三章思考题与习题1.组网技术包括哪些主要问题？答：（1）干扰对系统性能的影响；（2）区域覆盖对系统性能的影响；（3）支撑网络有序运行的要素；（4）越区切换和位置管理；（5）无线资源的有效共享。2.为何会存在同频干扰？同频干扰会带来什么样的问题？答：同频干扰是指所有落在接收机通带内的与有用信号频率相同的无用信号的干扰，这些无用信号和有用信号一样，在超外差接收机经放大、变频而落在中频通带内，接收系统无法滤出无用信号，从而产生同频干扰。同频干扰会带来的问题：影响链路性能、频率复用方案的选择和系统的容量限制等问题3.什么叫同频复用？同频复用系数取决于哪些因素？答：在移动通信系统中，为了提高频率利用率，在相隔一定距离以外，可以使用同的频率，这称为同频复用。影响同频复用系数的因素有：一个区群（簇）中小区的个数（区群的大小），小区的大小，形状等。4.为何说最佳的小区形状是正六边形？答：小区形状的设计要求：小区无空隙、无重叠的覆盖整个服务区域。全向天线辐射的覆盖区为圆形，不能无空隙、无重叠的覆盖整个区域。在考虑交叠之后，实际上每个辐射区的有效覆盖区是一个多边形。满足无空隙、无重叠条件的小区形状有三种：正三角形、正方形和正六边形。而在服务区面积一定的情况下，正六边形小区的形状最接近理想的圆形，用它覆盖整个服务区所需的基站数最少，也就最经济。5.证明对于六边形系统，同频复用系数为223QNNijij，其中，。证明：同频复用系数Q的定义为在同频些小区距离)(D与小区半径)(R的比值。同频小区的距离也就是两个同频小区的中心距离，对于正六边形系统它是这样确定的，从一个小区的中心出发，沿着一边的中垂线数i个小区，在向顺时针转060再向前数j个小区，起点和终点的两个小区的距离就是同频小区的距离。由余弦定理可得RijjiD)(322，又因为ijjiN22所以NRRNRDQ33即得证。6.设某小区移动通信网，每个区群有4个小区，每个小区有5个信道。试用分区分组配置法完成群内小区的信道配置？（见书上15，16页和6页）2答：根据分区分组配置法进行信道配置要满足无三阶互调干扰的要求，利用无三阶互调干扰的原理可知道只需在无三阶互调干扰的信道组中初选一组信道组，将初选的信道组进行平移就可以得到。在这里我们选用1，2，5，11，13，利用上述思想可以得到第一组1，2，5，11，13第二组8，9，12，18，20第三组3，4，7，15，17第四组6，10，16，22，237.什么叫中心激励？什么叫顶点激励？采用顶点激励方式有什么好处？两者在信道的配置上有何不同？答：所谓的“中心激励”方式是指在每个小区中，基站可以设在小区的中央，用全向天线形成圆形覆盖区。所谓的“顶点激励”方式是指将基站设计在每个小区六边形的三个顶点上，每个基站采用3副o120扇形辐射的定向天线，分别覆盖3个相邻小区的各三分之一区域，每个小区由3副o120扇形天线共同覆盖。采用顶点激励方式的好处：（1）减小系统的同信道干扰；（2）在不同的地点采用多副定向天线可消除小区内障碍物的阴影区中心激励采用的是全向天线来形成圆形覆盖区，在信道配置式每个基站只需配置一组信道；顶点激励采用的是3副o120扇形辐射的定向天线，在信道配置时每个基站要配置三组信道。8.试绘出单位无线区群的小区个数N＝4时，3个单位区群彼此邻接时的结构图形，假定小区半径为r，邻近的无线区群的同频小区的中心间距如何确定？邻近的无线区群的同频小区的中心间距为r32。9.设某蜂窝移动通信网的小区辐射半径为8km，根据同频干扰抑制的要求，同频小区之间的距离应大于40km。问该网的区群应如何组成？试画出区群的构成图、群内各小区的信道配置以及相邻同信道小区的分布图。答：因为RND3，kmDkmR40,8，所以有403RN即335N，又因为ijjiN22且N应取最小的，所以有N=3。该网的区群是由三个六边形的小区构成的，如右图采用顶点激励，每个基站配置三组信道，向三个方向辐射，则每个区群需要9个信道组，群内各小区的信道配置以及相邻同信道小区的分布图如下图：310.移动通信网的某个小区共有100个用户，平均每用户C＝5次/天，0t＝180秒/次，K＝15％。问为保证呼损率小于5％，需共用的信道数是几个？若允许呼损率达20％，共用信道数可节省几个？解：每个用户忙时话务量为：)(0375.0360015.018053600ErlCTKA这个小区的总的话务量为)(75.30375.0100ErlUAA查Erl呼损表可得公用的信道数为8个，若允许的呼损率达%20，通过查表可得所需的信道数为5个，由此可以节省三个信道。11.某基站共有10个信道，现容纳300个用户，每用户忙时话务量为0.03Erl，问此时的呼损率为多少？如用户数及忙时话务量不变，使呼损率降为5％，求所增加的信道数？解：该基站总的话务量为)(903.0300ErlUAA，由于共有10个信道，由Erl公式niiniAnAB0!//可得此时的呼损率为%8.16，如用户数及忙时话务量不变，使呼损率降为5％，查表可得所需的信道数为14，增加了4个信道。12.什么叫信令？信令的功能是什么？答：信令是与通信有关的一系列控制信号；信令可以指导终端、交换系统及传输系统协同运行，在指定的终端之间建立临时通信信道，并维护网络本身正常运行。13.7号信令的协议体系包括哪些协议？7号信令网络包括哪些主要部分？答：7号信令系统的协议体系包括MTP、SCCP、TCAP、MAP、OMAP和ISDN-UP等部分7号信令网络是与现行PSTN平行的一个独立网络。它由三个部分组成：信令点（SP）、信令链路和信令转移点（STP）。14.通信网中交换的作用是什么？移动通信中的交换与有线通信网中的交换有何不同？答：交换网络的作用是在控制系统的控制下，将任一输入线与输出线接通。移动通信中的交换具有有线通信网中的交换的三个阶段，即呼叫建立、消息传输和释放。移动通信网络中使用的交换机与有线网络中的交换机的主要不同是除了要完成常规交换机的所有功能外，它还负责移动性管理和无线资源管理(包括越区切换、漫游、用户位置登记管理等)。415.什么叫越区切换？越区切换包括哪些问题？软切换和硬切换的差别是什么？答：越区切换是指将当前正在进行的移动台与基站之间的通信链路从当前基站转移到另一个基站的过程。该过程也称为自动链路转移。越区切换包括三个方面的问题：越区切换的准则，也就是何时需要进行越区切换；越区切换如何控制；越区切换时信道分配；硬切换是指在新的链路建立之前，先中断旧的链路。而软切换是指既维持旧的链路，又同时建立新的链路，并利用新旧链路的分集合并来改善通信质量，并于新基站建立可靠连接之后再中断旧链路。16.假设称为“RadioKnob”的小区有57个信道，每个基站的有效辐射功率为32W，小区半径为10km，呼损率5%。假设平均呼叫的时间为2分钟，每个用户每小时平均有2次呼叫。而且，假设小区已经达到了最大容量，必须分裂为4个新的微小区以提供同区域内的4倍容量。（a）“RadioKnob”的当前容量为多少？（b）新小区的半径和发射功率为多少？（c）为了保持系统内的同频复用不变，每个新小区需要多少信道？解：由题中给出的%5B，n=57，通过查Erl表可以得到总的话务量为50Erl；因为C=2次/小时，T=2分/次，由此可以得到每个用户话务量为)(1516022ErlA所以总的用户数为)(7501550/户AAU（a）“RadioKnob”的当前容量为（户）30007504(b)旧的小区的半径为10km小区的面积为2822.5981R2.598110(m)S新的小区的面积为'82/40.252.598110()SSm新的小区的半径为0.5105km发射机功率P1=Po/16=2W（取n=4）（c）若保持NQ3不变，则每个新小区仍有57个信道。