北京交通大学无线通信技术课后习题答案课件.ppt

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λ/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？ 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： 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=600μs 满足要求的符号速率为：R=1/T=1.67ksymbols/s 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=λ2/4π 。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： 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35000km。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） 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ddR,所以Friis定律不适用。 （b） 习题4.3 带入给定值得 （c）圆形抛物天线的最大尺寸La=2r 习题4.8 假如我们有一天线增益为6dB的基站和一天线增益为2dB的移动台，高度分别为10m和1.5m，工作于可以被认为是理想的传导地面环境。两天线的长度分别为0.5m和15cm。基站发送的最大功率是40W而移动台的功率为0.1W。两者的链路（双工）中心频率均为900MHz，尽管在实际中它们通过一个小的双工距离（频率差）分开。 （a）假如式（4.24）成立，计算接收天线输出处的可用接收功率（分别为基站天线和移动台天线），表示为距离d的函数。 （b）对所有有效的距离d，即式（4.24）成立且天线的远场条件满足，画出接收功率的图。公式4.24： 习题4.8 （a）给定的参数为： 将参数带入公式得移动台和基站天线可用接收功率分别为 习题4.8 （b）若使式（4.24）成立， 习题4.10 如图25.1（见课本）所示，用高为2m的天线从高楼的一侧到另一侧进行通信。将高楼转换为一系列半无限屏，利用Bulington方法计算由绕射引起的在接收天线处的场强，其中：（a）f=900MHz（b）f=1800MHz（c）f=2.4GHz。 习题4.10 Bullington方法：用一个“等价”的单屏来替代多屏。从发射机出发做各个实际障碍物的切线，选择最陡峭（上升角最大）的那一条，从接收机出发做各个障碍物的切线，选择最陡峭的那一条。等价屏就取决于最陡的发射机切线和最陡接收机切线的交界面。然后利用公式4.27、4.28、4.29、4.30计算。 习题4.10 首先求出等价屏高度h，和