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现代无线通信原理习题


(1)确定反射点位置
(2)反射点余隙为多少米? (3)衰落因子VdB

解:
例题2
(1)反射点应取路径中相对余隙的最小点,此点一般就 是最高障碍点,距离发端d1 =3km处为反射点。
(2)反射点处等效地球突起高度
4 d1 (km)d 2 (km) 4 3 K=4/3时, he 3 38 6.7m 51 k 51 4 (3)等效余隙
d (km)
31.6
0.075 3 38 14.43(m) 41
hce 11.8 0.825 F1 14.43 (5) 衰落因子 h 2 V 1 2 2 cos ce F 1
1 1 2 cos[ (0.825) 2 ] 2 2 cos(123 ) 1.75 VdB 20 lg V 20 lg1.75 4.87 dB
“扇形覆盖天线 ” 将在接收机中有8mW功率 图2
需了解基础知识:电压驻波比(VSWR)

反射波和入射波幅度之比叫作反射系数。
反射系数
Z Z0 Z Z0

驻波波峰电压与波谷电压幅度之比称为驻波系数,也叫电
压驻波比(VSWR)

驻波系数
Vmax 1 S Vmin 1
方法2:由查图法直接求VdB
例题3

一个广义平稳非相关信道的多普勒扩展为fd=50Hz,多径时 延扩展为 3 s ,信号传输的通带信道的总带宽为 Bs=200kHz,为减少符号间干扰的影响,信号设计时选用数 据速率为Rs=270.833kb/s
(1)确定相关带宽和相干时间。
(2)该信道是否具有频率选择性的衰落?做出解释。
P( ) P( )
k k k k
k
rms时延扩展是功率时延分布的二阶矩的平方根定义为:

2
2
其中
2
2 P ( ) k k k
P(
k
k
)
解:
各分布的时延测量量相对于第一个可测量信号,
所给信号的平均附加时延为:
(1)(5) (0.1)(1) (0.1)(2) (0.01)(0) 4.38s 0.01 0.1 0.1 1
Bc 1 2 53KHz Tc 1 1 0.02s f m 50
(2) 该信道具有频率选择性衰落。当信号的带宽远大于信道相关
带宽时,信道具有选择性衰落。由题可知, Bs 200KHz Bc , 故信道具有频率选择性衰落。 (3)该信道表示为慢衰落。因为 Ts
1 3.7 s Tc 0.02s ,也就 270 是说信道变化慢于信号变化,即,故信道表示为慢衰落。
(3)该信道表现为慢衰落还是快衰落?做出解释。
需了解基础知识:平坦衰落和频率选择性衰落的判定
基于时间色散
平坦衰落
1. BS < BC Tm < Ts 2. Rayleigh, Ricean 分布
频率选择性衰落
1. BS > BC Tm > Ts 2. ISI
信道 信号
信道
信号 频率
BC
BS
50 ohms
返回: 0.5W
(2)由回波损耗RL计算反射系数: RL=-20lg , =0.2238 (3)VSWR=(1+)/(1- )=1.58
例题2

某无树林丘陵地区微波电路,微波通信频率为4GHz,站距为41km,发 射天线高度为 h1=2m ,接收天线高度为h2=10m,发端海拔高度H1=80m, 收端海拔高度H2=90m,离发射端3km处有一突起山头,海拔高度65m, 路径其余各点明显低于它,见图所示路径剖面图。路径中地势最高点 为反射点,反射系数为0.7,考虑气象条件对电波传播影响,当K=4/3时, 求:
由于GSM所需的200kHz带宽超过了Bc ,所以GSM需
1
要均衡器才能正常工作。
例题5

设基站天线高度为50m,发射机功率为20W,增益为6dB,工 作频率900MHz,移动台天线高度为1.5m,增益为3dB,通 信距离为15km,利用Okumura-Hata模型求出城市的路径损 耗?接收功率为多少dBW?
1 ;避 Ts
免码间干扰。另外若频谱允许重叠,提高频带效率 。
(2)快速(离散)傅里叶反变换和快速(离散)傅里叶变换。
(3)易受频率偏差的影响;存在较高的峰值平均功率。
例题10

直接序列扩频系统,信息速率为9.6kb/s,扩频带宽为 1.2288MHz,若要求进入基带解调器的最小输出信噪比
(S/N)out =11dB。问:(1)扩频增益多少dB?(2)
q q
且PR S
可得: 23dBm 41dB 31lg r
解得 r=17.78m
30dB 77.32dBHz 164dBm Hz
例题7
某公司想在两栋楼之间建一个 4GHz的微波链路,
楼高分别为100m和50m,相距3km。在视距内和 两栋楼中途有一栋高70m的楼房,试问能不能 在两栋楼之间视距传输?
例题4
计算下图所示900MHz的功率延迟分布的平均附加
时延、rms时延扩展及相干带宽。设信道相干带宽
取50%,则该系统在不使用均衡器的条件下对GSM (200KHz)业务是否合适?
Pr()
0dB -10dB -20dB -30dB
0
1
2
5

(s)
需了解基础知识
平均附加时延是功率时延分布的一阶矩,定义为:
(h1 H1 )d 2 (h2 H 2 )d1 hce H 3 he d (2 80) 38 (10 90) 3 65 6.7 41 11.8m
(4)第一菲涅尔区半径
F1
d1d 2
d
31.6
(m)d1 (km)d 2 (km)
log 2 M log 2 16 2(bit / Hz ) 1 11
频带利用率
例题9

对于OFDM发送和接收结构图中,解释下列问题:
(1)子载波的间隔如何选取?为什么? (2)各子信道间的正交调制通过什么方法来实现? (3)OFDM系统与单载波系统相比较存在哪些主要缺点? 答: (1)若子信道的码元速率为1/Ts,子载波的间隔 f
解: (1) Lp dB 69.55 26.16 log f c 13.82 log hte hre
44.9 6.55log hte log d Ccell Cterrain
=69.55+ 26.16lg900 -13.82lg50- (hm)+(44.9-6.55lg50)lg15 =153.13dB (2)Pr=Pt-Lp+Gt+Gr =10log20-153.3+6+3=-131.13dBw
例题8

已知一个正交调幅系统采用16QAM调制,带宽为2400Hz,滚 降系数 1 。试求每路所采用的电平数、调制速率(符 号速率)、总比特率和频带利用率。

解: 每路所采用的电平数 l M 16 4
每路的调制速率 总的比特率
f s Fm 2400Hz
f B 2 4800 9600Hz
BS
BC
频率
需了解基础知识:快衰信道和慢衰信道的判定
基于时变
快衰落
1. 高多普勒频移 2. 1/fm @ TC < Ts
3. 信道变化快于基带信号变化 3. 信号 多普勒
慢衰落
1. 低多普勒频移 2. 1/fm @ TC> Ts
信道变化慢于基带信号变化
信号
多普勒 BS 频率
fm
BS
频率
fm
解 (1)

终端负载阻抗和特性阻抗越接近,反射系数越小,驻波系
数越接近于1,匹配也就越好。
电压驻波比(VSWR)

假设基站发射功率是10W,反射回0.5W,求电压驻波比。
(1)计算回波损耗RL:
朝前: 10W RL=10lg(入射功率/反射功率)
80 ohms 9.5 W
则:RL=10lg(10/0.5)=13dB
Rb 10lg(54 106 ) 77.32dBHz
N0 30dB
, N0 164dBm
Hz ,
因为没有墙壁且在一个楼层,故 WAF (q) 0 , FAF (q) 0
q
q
由 S Eb N0 (dB) Rb (dBHz) N ( ) 0 dBm Hz
PR PT 41dB 31lg r WAF (q) FAF (q)

地球凸起高度为: he d1 d 2
2

1.5 1.5 1000 0.177 m 2 6370
有几何关系可知:
H3 h1 h1 75m 2
h1 H 3 hd 2 1 3 108 1.5 1.5 103 h0 4.33 9 3 d 3 4 10 3 楼高为70m, 则余隙hc H 3 (he 70) 4.823m 由于hc h0,则为开路线路,能视 距传播。
系统的输入信噪比(S/N)in? 解: (1)扩频增益
W 1.2288103 GP 10log 10log 21.1dB Rb 9.6
(2)S/N)in =(S/N)out -Gp=11-21.1=-10.1(dB)
2 2 2 (1)(5) (0.1)(1) (0.1)(2) (0.01)(0) 2 21.07 s 0.01 0.1 0.1 1
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