移動(dòng)通信系統(tǒng)復(fù)習(xí)試題和答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪項(xiàng)技術(shù)不屬于第二代移動(dòng)通信（2G）的核心技術(shù)？A.TDMA（時(shí)分多址）B.CDMA（碼分多址）C.GMSK（高斯最小移頻鍵控）D.OFDM（正交頻分復(fù)用）答案：D解析：OFDM是第四代（4G）及后續(xù)系統(tǒng)的核心調(diào)制技術(shù)，2G的典型技術(shù)包括GSM（TDMA+GMSK）和CDMA（IS-95）。2.5GNR（新空口）中，為了支持超可靠低時(shí)延通信（uRLLC），采用的關(guān)鍵技術(shù)是？A.大帶寬連續(xù)頻譜B.短幀結(jié)構(gòu)與靈活時(shí)隙配置C.大規(guī)模MIMOD.非正交多址（NOMA）答案：B解析：uRLLC對(duì)時(shí)延要求極高（<1ms），5G通過縮短子幀長度（如0.5ms子幀）、動(dòng)態(tài)時(shí)隙配置（支持上下行快速切換）來滿足需求。3.以下關(guān)于軟切換的描述，正確的是？A.僅存在于FDMA系統(tǒng)中B.切換過程中移動(dòng)臺(tái)同時(shí)與原基站和目標(biāo)基站通信C.切換時(shí)需先斷開原連接再建立新連接D.軟切換會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)容量顯著下降答案：B解析：軟切換是CDMA系統(tǒng)（如CDMA2000、WCDMA）的特性，移動(dòng)臺(tái)在切換時(shí)保持與原基站和目標(biāo)基站的同步連接，避免通信中斷，硬切換則是“先斷后連”。4.LTE系統(tǒng)中，用戶面數(shù)據(jù)的主要承載協(xié)議是？A.GTP-U（通用分組無線服務(wù)隧道協(xié)議用戶面）B.S1-AP（S1應(yīng)用協(xié)議）C.RRC（無線資源控制）D.PDCP（分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議）答案：D解析：LTE的協(xié)議棧中，PDCP層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)壓縮、加密和頭壓縮，是用戶面數(shù)據(jù)從無線接入網(wǎng)（eNodeB）到核心網(wǎng)（EPC）的關(guān)鍵承載層；GTP-U用于核心網(wǎng)內(nèi)部用戶面隧道。5.CDMA系統(tǒng)中，處理增益（ProcessingGain）的計(jì)算公式為？A.擴(kuò)頻碼長度的對(duì)數(shù)B.信息速率與碼片速率的比值取對(duì)數(shù)C.碼片速率與信息速率的比值取對(duì)數(shù)（以10為底）D.發(fā)射功率與接收功率的比值取對(duì)數(shù)答案：C解析：處理增益PG=10log??（碼片速率Rc/信息速率Rb），用于衡量擴(kuò)頻技術(shù)對(duì)干擾的抑制能力，例如若Rc=1.2288Mchip/s，Rb=9.6kb/s，則PG≈10log??(1228800/9600)=10log??(128)=21dB。6.以下哪項(xiàng)不是5G網(wǎng)絡(luò)切片（NetworkSlicing）的關(guān)鍵特征？A.邏輯隔離的端到端網(wǎng)絡(luò)B.按需分配資源（計(jì)算、存儲(chǔ)、帶寬）C.僅支持單一業(yè)務(wù)類型（如eMBB或uRLLC）D.獨(dú)立的QoS（服務(wù)質(zhì)量）保障答案：C解析：網(wǎng)絡(luò)切片可根據(jù)業(yè)務(wù)需求靈活定義，支持eMBB（增強(qiáng)移動(dòng)寬帶）、uRLLC（超可靠低時(shí)延）、mMTC（海量機(jī)器類通信）等多種業(yè)務(wù)的組合，不同切片間邏輯隔離。7.GSM系統(tǒng)中，每個(gè)載頻（200kHz）劃分為8個(gè)時(shí)隙，采用的多址方式是？A.FDMA+TDMAB.CDMA+FDMAC.OFDMA+TDMAD.SDMA（空分多址）答案：A解析：GSM首先通過FDMA將頻率劃分為200kHz的載頻，每個(gè)載頻再通過TDMA劃分為8個(gè)時(shí)隙（TS0-TS7），因此是FDMA與TDMA的結(jié)合。8.LTE系統(tǒng)中，物理層下行共享信道（PDSCH）的主要作用是？A.傳輸系統(tǒng)廣播信息（如MIB、SIB）B.承載用戶數(shù)據(jù)和控制信令（如ACK/NACK）C.傳輸上行調(diào)度授權(quán)信息D.用于小區(qū)搜索和同步答案：B解析：PDSCH是下行數(shù)據(jù)的主要承載信道，用于傳輸用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)（如視頻、網(wǎng)頁）及部分控制信令（如HARQ的ACK/NACK反饋）；系統(tǒng)廣播信息由PBCH（物理廣播信道）和PDSCH（部分SIB）承載。9.以下關(guān)于MIMO（多輸入多輸出）技術(shù)的描述，錯(cuò)誤的是？A.空間復(fù)用可提升信道容量B.發(fā)射分集可提高接收可靠性C.波束賦形通過調(diào)整各天線相位實(shí)現(xiàn)定向傳輸D.MIMO技術(shù)僅適用于下行鏈路答案：D解析：MIMO技術(shù)同時(shí)支持上行（移動(dòng)臺(tái)發(fā)射，基站接收）和下行（基站發(fā)射，移動(dòng)臺(tái)接收），例如LTE的上行支持單用戶MIMO（SU-MIMO）和多用戶MIMO（MU-MIMO）。10.5GNR中，子載波間隔（SCS）為30kHz時(shí)，一個(gè)時(shí)隙（Slot）包含的符號(hào)數(shù)是？A.7B.14C.28D.12答案：B解析：5GNR的時(shí)隙結(jié)構(gòu)靈活，基本符號(hào)長度為1/(Δf×14)，其中Δf為子載波間隔。當(dāng)SCS=30kHz時(shí)，符號(hào)長度為1/(30kHz×14)≈2.38μs，一個(gè)時(shí)隙包含14個(gè)符號(hào)（與LTE的常規(guī)CP時(shí)隙一致）；若SCS=60kHz，則時(shí)隙包含14個(gè)符號(hào)但時(shí)長減半（0.25ms）。二、填空題（每題2分，共20分）1.第一代移動(dòng)通信（1G）采用的多址方式是______，典型系統(tǒng)為______。答案：FDMA（頻分多址）；AMPS（高級(jí)移動(dòng)電話系統(tǒng)）2.LTE的核心網(wǎng)稱為______，其主要網(wǎng)元包括MME（移動(dòng)性管理實(shí)體）、SGW（服務(wù)網(wǎng)關(guān)）和______。答案：EPC（演進(jìn)分組核心網(wǎng)）；PGW（分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)）3.CDMA系統(tǒng)中，為了區(qū)分不同小區(qū)，通常使用______碼（如IS-95中的長碼或短碼）；為了區(qū)分不同用戶，使用______碼（如沃爾什碼）。答案：擾碼（或?qū)ьl碼）；擴(kuò)頻（或正交）4.5G的三大應(yīng)用場景是______、______和海量機(jī)器類通信（mMTC）。答案：增強(qiáng)移動(dòng)寬帶（eMBB）；超可靠低時(shí)延通信（uRLLC）5.GSM系統(tǒng)中，每個(gè)突發(fā)脈沖（Burst）的時(shí)長為______ms，包含______個(gè)比特（不包括保護(hù)間隔）。答案：0.577；1486.OFDM技術(shù)的核心優(yōu)勢是通過______子載波實(shí)現(xiàn)抗多徑衰落，其關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)條件是子載波間的______性。答案：正交；正交7.軟切換主要應(yīng)用于______系統(tǒng)（如WCDMA），而硬切換主要應(yīng)用于______系統(tǒng)（如GSM）。答案：CDMA；TDMA/FDMA8.LTE中，物理層上行共享信道（PUSCH）用于傳輸______數(shù)據(jù)和______信令（如調(diào)度請求）。答案：用戶；上行控制9.5GNR支持的雙工方式包括______（上下行使用不同頻率）和______（上下行使用同一頻率不同時(shí)隙）。答案：FDD（頻分雙工）；TDD（時(shí)分雙工）10.移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要干擾類型包括同頻干擾、鄰頻干擾和______干擾（如多徑引起的），其中______干擾是蜂窩系統(tǒng)容量的主要限制因素。答案：碼間；同頻三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述移動(dòng)通信系統(tǒng)中“蜂窩小區(qū)”的概念及其作用。答案：蜂窩小區(qū)是將覆蓋區(qū)域劃分為多個(gè)六邊形（或近似圓形）的小區(qū)域，每個(gè)區(qū)域由一個(gè)基站（BS）覆蓋。其作用包括：（1）頻率復(fù)用：相鄰小區(qū)使用不同頻率，非相鄰小區(qū)可重復(fù)使用相同頻率，提高頻譜效率；（2）功率控制：小區(qū)半徑較小，降低發(fā)射功率，減少干擾；（3）動(dòng)態(tài)資源分配：根據(jù)小區(qū)內(nèi)用戶分布調(diào)整資源，提升系統(tǒng)容量。2.比較FDMA、TDMA、CDMA三種多址技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。答案：-FDMA（頻分多址）：優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡單，技術(shù)成熟；缺點(diǎn)是頻率利用率低，需要嚴(yán)格的頻率隔離，難以支持高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。-TDMA（時(shí)分多址）：優(yōu)點(diǎn)是通過時(shí)隙劃分提高頻率利用率，支持時(shí)分復(fù)用；缺點(diǎn)是對(duì)同步要求高，時(shí)隙保護(hù)間隔導(dǎo)致資源浪費(fèi)，容量受限于時(shí)隙數(shù)量。-CDMA（碼分多址）：優(yōu)點(diǎn)是所有用戶共享同一頻率，通過不同擴(kuò)頻碼區(qū)分，抗多徑能力強(qiáng)，容量更高（軟容量）；缺點(diǎn)是存在“遠(yuǎn)近效應(yīng)”（需嚴(yán)格功率控制），碼間干擾（需正交碼設(shè)計(jì)）。3.解釋LTE系統(tǒng)中“HARQ（混合自動(dòng)重傳請求）”的工作原理及其對(duì)系統(tǒng)性能的影響。答案：HARQ結(jié)合了ARQ（自動(dòng)重傳請求）和FEC（前向糾錯(cuò)）：發(fā)送端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行信道編碼（如Turbo碼）后發(fā)送，接收端嘗試解碼，若成功則反饋ACK；若失敗則反饋NACK，并保留錯(cuò)誤數(shù)據(jù)（軟信息）。發(fā)送端收到NACK后重傳相同數(shù)據(jù)（可能調(diào)整編碼速率），接收端將新數(shù)據(jù)與舊軟信息合并解碼，提高成功率。HARQ的作用包括：（1）提升數(shù)據(jù)傳輸可靠性；（2）通過增量冗余（IR-HARQ）調(diào)整冗余度，適應(yīng)信道變化；（3）減少重傳時(shí)延，改善用戶體驗(yàn)（如視頻流的連續(xù)性）。4.5G的“網(wǎng)絡(luò)切片”如何支持不同業(yè)務(wù)需求？請舉例說明。答案：網(wǎng)絡(luò)切片通過軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）技術(shù)，將物理網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)邏輯獨(dú)立的虛擬網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)切片可按需配置資源（帶寬、計(jì)算、存儲(chǔ)）和QoS參數(shù)：（1）eMBB切片：大帶寬（如100MHz以上）、高吞吐量（10Gbps），適用于4K/8K視頻、AR/VR；（2）uRLLC切片：低時(shí)延（<1ms）、高可靠性（99.999%），適用于自動(dòng)駕駛、工業(yè)控制；（3）mMTC切片：低功耗、大連接（100萬/平方公里），適用于智能電表、環(huán)境傳感器。例如，某城市同時(shí)部署eMBB切片支持商業(yè)區(qū)5G手機(jī)用戶，uRLLC切片支持港口自動(dòng)化機(jī)械控制，兩者互不干擾。5.簡述MIMO技術(shù)的三種主要應(yīng)用模式及其效果。答案：-空間復(fù)用（SpatialMultiplexing）：發(fā)射端通過多天線發(fā)送不同數(shù)據(jù)流，接收端通過多天線分離信號(hào)，顯著提升信道容量（容量≈min(發(fā)射天線數(shù),接收天線數(shù))×單天線容量）。例如，2×2MIMO可使容量翻倍。-發(fā)射分集（TransmitDiversity）：發(fā)射端通過多天線發(fā)送相同數(shù)據(jù)的不同版本（如空時(shí)編碼），接收端合并信號(hào)，利用多徑衰落的獨(dú)立性降低誤碼率，提升傳輸可靠性。-波束賦形（Beamforming）：通過調(diào)整各天線的相位和幅度，形成指向目標(biāo)用戶的窄波束，提高信號(hào)強(qiáng)度（增加覆蓋范圍）并減少對(duì)其他用戶的干擾（提升系統(tǒng)容量）。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某CDMA系統(tǒng)中，信息速率為12.2kb/s，碼片速率為3.84Mchip/s（WCDMA標(biāo)準(zhǔn)）。計(jì)算該系統(tǒng)的處理增益（以dB為單位），并說明處理增益與抗干擾能力的關(guān)系。答案：處理增益PG=10log??（碼片速率Rc/信息速率Rb）=10log??(3.84×10?/12.2×103)=10log??(314.75)≈25dB。處理增益越大，系統(tǒng)抗干擾能力越強(qiáng)。因?yàn)閿U(kuò)頻后信號(hào)帶寬展寬，功率譜密度降低，相同干擾功率下，接收端可通過解擴(kuò)恢復(fù)原信號(hào)，PG每增加1dB，系統(tǒng)能容忍的干擾功率增加1dB。2.某LTE系統(tǒng)采用20MHz帶寬（子載波間隔15kHz），計(jì)算下行物理資源塊（PRB）的數(shù)量，并說明PRB的時(shí)間-頻率資源結(jié)構(gòu)。答案：LTE中，每個(gè)PRB在頻域包含12個(gè)連續(xù)子載波（12×15kHz=180kHz），20MHz帶寬對(duì)應(yīng)的子載波數(shù)量=20×10?Hz/15kHz≈1333個(gè)（取整為1200個(gè)，因20MHz實(shí)際可用帶寬為18MHz）。PRB數(shù)量=1200個(gè)子載波/12個(gè)子載波/PRB=100個(gè)。PRB的時(shí)間-頻率結(jié)構(gòu)：每個(gè)PRB在時(shí)域占1個(gè)時(shí)隙（0.5ms），包含7個(gè)OFDM符號(hào)（常規(guī)CP），因此一個(gè)PRB的資源為12子載波×7符號(hào)=84個(gè)RE（資源單元）。五、綜合分析題（20分）請結(jié)合5G關(guān)鍵技術(shù)，分析其如何支持“自動(dòng)駕駛”場景的通信需求。答案：自動(dòng)駕駛對(duì)通信的核心需求包括：低時(shí)延（<10ms，部分場景<1ms）、高可靠性（99.999%）、高精度定位（<0.1m）、多設(shè)備連接（車-車、車-路、車-云）。5G通過以下關(guān)鍵技術(shù)滿足需求：1.超可靠低時(shí)延通信（uRLLC）：-短幀結(jié)構(gòu)：5GNR支持0.5ms甚至0.25ms的短時(shí)隙，減少傳輸時(shí)延；-動(dòng)態(tài)時(shí)隙配置：根據(jù)業(yè)務(wù)需求動(dòng)態(tài)調(diào)整上下行時(shí)隙比例，避免固定配置的資源浪費(fèi)；-重復(fù)傳輸：對(duì)關(guān)鍵控制信令（如剎車指令）進(jìn)行多次重復(fù)發(fā)送，結(jié)合HARQ軟合并，提升可靠性。2.大規(guī)模MIMO與波束賦形：-基站部署數(shù)百根天線（如64T64R），通過波束賦形形成指向車輛的窄波束，提高信號(hào)強(qiáng)度（降低衰落影響）；-空間復(fù)用支持多車輛同時(shí)通信（如MU-MIMO），避免車聯(lián)網(wǎng)場景下的連接沖突。3.網(wǎng)絡(luò)切片與邊緣計(jì)算（MEC）：-為自動(dòng)駕駛分配獨(dú)立uRLLC切片，隔離其他業(yè)務(wù)干擾，保障端到端時(shí)延；-邊緣計(jì)算將控制服務(wù)器部署在基站附近（如路側(cè)單元RSU），減少數(shù)據(jù)回傳至核心網(wǎng)的時(shí)延（從傳統(tǒng)的50ms降至10ms以內(nèi)）。4.高精度定位技術(shù)：-5GNR支持基于到達(dá)