北京交通大学无线通信技术课后习题答案

《北京交通大学无线通信技术课后习题答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北京交通大学无线通信技术课后习题答案（101页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、无线通信Wireless Communication习题2.1 问：系统的载波频率对以下两种衰落有影响吗？（i）小尺度衰落（ii）阴影衰落。对于采用低载频和高载频的情形，当移动距离均为x时，哪种情形下，接收信号功率的变化更为显著？为什么？ 衰落：当移动台移动时，信道环境也发生了变化，使得信号电平也随机波动，这种现象就是信号衰落。习题2.1 答：载波频率对衰落有很强的影响。当移动台以/2（或更小）为步长进行移动时，小尺度衰落程度会发生很大变化。因此，移动距离一定时，载波频率高的系统小尺度衰落程度变化大。载波频率对阴影衰落有类似的影响。载波频率越高，阻挡物投射的阴影越“尖锐”，从“光明”（即LOS

2、不被遮蔽）区域到“黑暗”（即LOS被遮蔽）转变所需移动距离越短。当然移动台与遮蔽物的距离也会对从“光明”到“黑暗”所需移动距离造成影响。习题2.2 考虑如下情形：从BS到MS有一条直接传输路径，而其他的多径分量则由附近山脉的反射形成。BS与MS之间的距离是10km,BS与山脉之间的距离和MS与山脉之间的距离相同，均为14km。直接路径分量和各个反射分量到达接收机的时间应该分布在0.1倍的符号间隔内，以避免严重的符号间干扰。满足要求的符号速率是多少？path1(LOS)path2习题2.2 附近山脉的反射路径长度：2*14=28km 反射路径比直接路径长28-18km，因而相应的延时比直接路径多

3、： 要保证直接路径分量和各个反射分量到达接收机的时间分布在0.1倍的符号间隔内，则符合间隔应至少为T=60/0.1=600s 满足要求的符号速率为：R=1/T=1.67ksymbols/ss60103101883习题4.1 天线增益常被定义相对于全向天线的关系（在各个方向上的辐射/接收相同）。可以证明这样天线的有效面积为 Aiso=2/4 。计算半径为r的圆形抛物线天线的增益Gpar，其有效面积 Ae=0.55A，A为其展开的物理面积。 解：22222 . 255. 044/55. 0rrAAAGisoepar习题4.2 当从地球与地球同步卫星进行通信时，发送端与接收端间的距离大约为35000

4、km。假设自由空间损耗的Friis定律是适用的（忽略开自大气的各种效应），并且站点有增益分别为60dB（地球）和20dB（卫星）的抛物面天线，采用11GHz的载波频率。 （a）推出发送功率PTX和接收功率PRX间的链路预算。 （b）如果卫星接收机要求最小的接收功率为-120dBm，那么在地球站天线要求的发送功率为多大？习题4.2（a）（b）习题4.3 要求设计一工作于1GHz，两个相距90m的、有直径为15m的圆形抛物天线的系统。（a）Friis定律能够用来计算接收功率吗？（b）假设Friis定律有效，计算从发射天线输入到接收天线输出的链路预算。对比PTX和PRX并对结果进行评价。（c）对与第

5、1题相同的圆形抛物天线，确定瑞利距离和天线增益Gpar函数关系。习题4.3（a）Friis定律适用于天线远场，发送天线和接收天线至少要间隔一个瑞利距离。 （圆形抛物天线的最大尺寸La=2r） 因而d(1+)/2T外无功率，因而1MHz带宽，数据速率可以达到741kbps。MSK在f-fc=0.5MHz，Rb=741kbps即TB=1.35s时，根据 带外发射的衰减仅为72.5dB。因此BPSK更优。这里f为相对于fc的大小功率谱：习题12.1 在一个静态环境中，考虑两个高度定向的天线之间的点对点无线链路。天线增益为30dB，路径损耗为150dB，接收机的噪声系数为7dB。符号速率为20Msym

6、bols/s，且用奈奎斯特采样。假定无线链路可视为无衰落的加性高斯白噪声信道。当最大BER为10-5时，所需的发射功率是多少（忽略发送端和接收端的功率损耗）： （a）采用相干检测BPSK，FSK，差分检测BPSK，或者非相干FSK。 （c）如果采用格雷编码QPSK，所需的发射功率是多少？习题12.1 题目给定的各参数为：由于噪声系数与噪声温度的关系为：T=（NF-1）T0，其中：T0-绝对温度（290K），所以考虑接收机噪声系数后，噪声功率谱密度可以写成（N0=KT）习题12.1各种调制方式对应的BER与Eb/N0的关系为各种调制方式对应的最小Eb/N0习题12.1 相应的最小比特能量为 相应

7、的最小接收功率为 接收信号功率： 最小发射功率为：计算得：习题12.1 因此相干检测BPSK，FSK，差分检测BPSK，非相干检测FSK所需的发射功率分别为：-25.3dBW，-22.3dBW，-24.6dBW，-21.6dBW。（c）由于QPSK与BPSK有相同的BER，因此所需发射功率与非相干BPSK相同，为-25.3dBW。习题12.8 考虑问题1中提到的点对点无线链路。如果信道为平坦瑞利衰落，为保证最大BER为10-5，发射功率应增大多少？ （a）采用相干检测BPSK，FSK，DBPSK及非相干FSK。 （b）若为莱斯信道，Kr=10，采用DPSK，发射功率需增加多少？当Kr 时，结果

8、如何？ 解：(a)各种调制方式，BER与 的关系为 0习题12.8 各种调制方式对应的最小Eb/N0 与习题12.1相比，相干检测的发射功率要增加34.4dB，相干检测的发射功率要增加36.6dB。分别与9.09,18.19,10.82,21.64相比习题12.8 （b）莱斯信道BER与 的关系 当Pb=10-5，Kr=10时，rb=76.623，发射功率必须增加 当当Kr 0 时，直接路径分量减小为0 ，因而与（a）瑞利信道同，需增加34.4dB。dB与10.82相比习题12.10 考虑一个采用MSK调制的移动无线系统，比特率为100kbit/s。该系统用来传输高达1000字节的IP包。包错

9、误率不超过10-3（不使用ARQ方式）。 （a）移动无线信道所允许的最大平均时延扩展是多少？ （b）对于移动通信系统，在室内、城市和农村环境，平均时延扩展的典型值分别是多少？习题12.10 令误比特率为Pb，IP包共1000字节也就是8000bits。IP包的错误概率Pp= Pp的最大值为10-3，因此Pb的最大值为： 在采用MSK调制，信道为瑞利衰落的情况下 因此，这里TB=1/Rb=10s.习题12.10室内5-50ns城市100-800ns农村环境18s（b）习题14.1 考虑一（7,3）线性循环分组码，其生成多项式G(x)=x4+x3+x2+1. （a）用G(x)对信号U(x)=x2+

10、1进行系统编码。 （b）当我们接收到（可能被损坏）R(x)=x6+x5+x4+x+1时，计算伴随式S(x)。 （c）进一步研究发现G(x)可以分解成G(x)=(x+1)T(x)，其中T(x)=x3+x+1是一个本源多项式，我们可以声明，这意味该码可以纠正所有单一错误和所有成对错误，这些错误彼此相邻。描述一下你是如何验证以上声明的。习题14.1 （a） （b） （c）我们可以计算出所有单个错误及所有相邻成对错误，如果这些码的伴随多项式各不相同，那么我们就可以区分它们，这就证明了该定理。/习题14.2 我们有一个二进制（7,4）系统线性循环码。其码字X(x)=x4+x2+x对应消息U(x)=x。我

11、们能否利用此信息，计算出所有消息的码字？如果可以，请详细描述如何实现并说明你们所用的编码的性质。 利用码字的循环性质，将码字逐步左移三次 X1,X2,X3,X4线性独立且能生成整个码空间可由X1,X2,X3,X4的线性组合得到依次为：习题14.2 其他码字就可由U(x)=1,x,x2,x3相应码字的线性组合很容易得到。习题14.4 多项式x15+1可以分解成不可约多项式：x15+1=(x4+x3+1)(x4+x3+x2+x+1)(x4+x+1)(x2+x+1)(x+1) 利用该信息，列举好出能生成（15,8）二进制循环码的生成多项式。 我们需要所有最高次幂为15-8=7的生成多项式，共有三个习