销。
10. 简述OFDM与CDMA结合的必要性，并说明不同结合形式的原理与特点。
答：当用户的传输速率提高时，直扩CDMA的扩频增益有所降低，这样就会损失扩频系统的优势，而OFDM可以解决信道的时间弥散性问题。CDMA技术和OFDM技术各有利弊，将二者结合起来，取长补短，以达到更好的通信传输效果。
OFDM与CDMA结合有以下三种形式: (1) MC-DS-CDMA 原理是发送数据序列（假定这个序列已经过映射、调制）首先
经过串并变换变成Nc路并行输出，然后并行的每路数据由相同的短扩频码序列扩频，最后对这Nc路数据进行OFDM调制。特点是每个符号在多载波上传送，可以应用分集合并技术；比其它多载波扩频系统的实现更复杂。 (2) MT-CDMA发射设备也利用给定扩频序列在时域扩频。但是，与MC-DS-CDMA
不同的是串并转换后的数据先进行OFDM调制，然后再求和，最后再对求和信号进行长扩频序列的时域扩频。特点是对上行传输链路比较有利，因为它不需要用户间的同步
(3)
MC-CDMA系统采用频域扩频的方式。其基本过程是：每个信息符号由一个特定的扩频码片进行扩频，然后将扩频以后的每个符号调制到一个子载波上，因此，若扩频码的长度为Nc，则对应的这Nc个子载波传输的是相同的信息数据。
特点：MC-CDMA具有最佳的频谱分布，抗干扰能力强，而且发射机的实现较简单，应用长扩频码在降低自干扰和多址干扰上取得的效果，可以与传统的CDMA系统的特性相比，检测器可以非相关地独立进行；各个子载波在同一物理信道中心部分的频谱叠加成分最多，频谱分布不均匀，导致调制信号要经历码间干扰和信道间干扰。 11. 如果一个GSM时隙由六个尾比特，8.25个保护比特，26个训练比特和2组业务码组
组成，其中每一业务码组由58比特组成，试求帧效率。 解：一个GSM时隙长为N?6?8.25?26?58?2?156.25(个)比特，每一个时隙传输的业务码比特为116个，所以帧的效率为??116?8?100%?74.24%
156.25?812. 试述CSMA多址协议与ALOHA多址协议的区别与联系。
答：ALOHA协议是任何一个用户随时有数据分组要发送，它就立刻接入信道进行发送。发送结束后，在相同的信道上或一个单独的反馈信道上等待应答。如果在一个给定的时间区间内，没有收到对方的认可应答，则重发刚发的数据分组。由于在同一信道上，多个用户独立随机地发送分组，就会出现多个分组发生碰撞的情况，碰撞的分组经过随机时延后重传。
在CSMA协议中，每个节点在发送前，首先要侦听信道是否有分组在传输。若信道空闲(没有检测到载波)，才可以发送；若信道忙，则按照设定的准则推迟发送。
在ALOHA协议中，各个节点的发射是相互独立的，即各节点的发送与否与信道状态无关。CSMA协议是在ALOHA协议的基本原理的基础上，为了提高信道的通过量，减少碰撞概率，而出现的一种多址协议。
13. 试证明ALOHA协议的最大通过率为1/(2e)。
证明：在稳定条件下，吞吐量S与网络G的关系为S?G?P[成功发送]
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2 P[成功发送]?P[连续两个到达间隔?T0]? （P[到达间隔>T0]）我们在这里假设是泊松到达，所以到达间隔时间的概率密度为a(t)??e??t其中的?为平
??G?GtG均到达率，??所以有P[到达间隔>T0]=?a(t)dt=?eT0dt?e?G
T0TTT002再结合式P[成功发送]?P[连续两个到达间隔?T0]?可得 （P[到达间隔>T0]）再联立式P[成功发送]?e?2GS?G?P[成功发送]可得最后的吞吐量为S?Ge?2G
当G?0.5时，S?1/2e已到达最大值，所以纯ALOHA协议的吞吐量最大可达到1/2e 即ALOHA协议的最大通过率为Smax?1/2e
14. 减少CDMA系统各用户间干扰的方法主要有那些？
答：减少CDMA系统各用户间干扰的方法主要有：功率控制、分集、扩频技术和多用户检测技术等。
15. CDMA容量的计算：W＝1MHz，R＝2Mbps，最小可接受的Eb/N0为10dB，求出分
别使用（a）和（b）两种技术在一个单小区CDMA系统中时，所能支持的最大用户数。（a）全向基站天线和没有语音激活检测，（b）在基站有3个扇区和α＝0.25的语音激活检测。假设系统是干扰受限的。
W/RN?1??(?/S) 解：（a）由CDMA系统单小区容量公式：
Eb/N01?106/2?106?1.05?1 和题中已知条件可得：N?1?10??(b) 由CDMA系统多小区容量公式： N?(1?1W/R)?G?s'???Eb/N0?1?1/2?和题中已知条件可得Ns?(1?)?3?3.6?3 ?0.25?10??
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第七章 思考题与习题
1. GSM系统采取了哪几种抗衰落、抗干扰的技术措施？
答：GSM系统采取了自适应均衡、跳频、纠错码、分集、扩频、采用扇区天线、多波束天线和自适应天线阵列等抗衰落、干扰的技术措施
2. TDMA系统可以采用移动台辅助越区切换，而FDMA系统则不能，为什么？
答：移动台辅助切换法其主要指导思想是把越区切换的检测和处理等功能部分地分散到各个移动台，即由移动台来测量本基站和周围基站的信号强度，把测得的结果送给MSC进行分析和处理，从而作出有关越区切换的决策。而TDMA系统在一帧分为多个时隙，而移动台最多占用两个时隙分别进行发射和接收，在其余的时隙内，可以对周围基站的BCCH进行信号强度的测量。当移动台发现它的接收信号变弱，达不到或已接近于信干比的最低门限值而又发现周围某个基站的信号很强时，它就可以发出越区切换的请求，由此来启动越区切换过程。切换能否实现还应由MSC根据网中很多测量报告作出决定。如果不能进行切换，BS会向MS发出拒绝切换的信令。而FDMA是用频率来划分的，并不能空出一定的时间来对周围的信号进行检测，不能够发出越区切换的请求。
3. 试画出GSM系统的总体结构图。
基站子系统网络子系统VLRMSBTSTEMSBSCMSCHLRAUCEIROMCBTSBSCPSTNISDNPDN
4. 试画出GSM
图。
语音语音系统话音处理的一般框
数字化和信源编码信源解码信道编码信道解码交 织解交织突发序列格式化突发序列格式化加 密 解 密31
调 制无线信道解调
5. GSM系统为什么要采用突发发射方式？都有哪几种突发格式？普通突发携带有哪些
信息？试画出示意图说明。
答：GSM采用TDMA 接入方式，一个用户在一帧中仅在某些时隙工作，所以必须采用突发方式。它有以下几种突发格式：常规突发、频率校正突发、同步突发、接入突发。常规突发又称为普通突发，携带有6位尾比特、26位训练比特、8.25位保护比特、1位表示此数据的性质是业务信号或控制信号和116位信息比特。可用下图表示：
6. 常规突发中的训练序列有何作用？为何将训练比特放在帧中间位置？
答：常规突发中的训练序列用来消除多径效应产生的码间干扰；
将训练序列放在两段信息的中间位置，是考虑到信道会快速发生变化，这样做可以使前后两部分信息比特和训练序列所受信道变化的影响不会有太大的差别。
7. 何谓TDMA系统的物理信道和逻辑信道？那么多种逻辑信道又是如何组合道物理信
道之中传输的？请举例说明。
答：TDMA系统的物理信道指的是BTS与MS之间的无线传输通道。
TDMA系统的逻辑信道指的是根据BTS与MS之间传递信息种类不同而定义的信道。多种逻辑信道是通过将公共控制信道复用（即在一个或两个物理信道上复用公共控制信道）来组合物理信道之中传输的。例如：BCCH和CCCH在TS0上的复用：
BCCH和CCCH共占用51个TS0时隙，尽管只占用了每一帧的TS0时隙，但从时间上讲长度为51个TDMA帧。作为一种复帧。以出现一个空闲作为复帧的结束，在空闲帧之后，复帧再从F、S开始进行新的复帧。依此方法进行重复。 8. 简述GSM系统的鉴权中心产生鉴权三参数的原理以及鉴权原理
答：GSM系统的鉴权中心产生鉴权三参数时首先，产生一个随机数（RAND）；通过密钥算法（A8）和鉴权算法（A3），用RAND和Ki分别计算出密钥（Kc）和符号响应（SRES）；RAND、SRES和Kc作为一个三参数组一起送给HLR。
鉴权的原理：当MS发出入网请求时，MSC/VLR就向MS发送RAND，MS使用该RAND以及与AUC内相同的鉴权键Ki和鉴权算法A3，计算出符号响应SRES，然后把SRES回送给MSC/VLR，验证其合法性。
9. 突发中的尾比特有何作用？接入突发中的保护期为何要选得比较长？
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