移動通信試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.在移動通信系統(tǒng)中，以下哪種多址技術(shù)通過不同的碼型區(qū)分用戶？A.FDMAB.TDMAC.CDMAD.OFDMA2.LTE系統(tǒng)中，物理下行共享信道（PDSCH）的主要功能是？A.傳輸小區(qū)廣播信息B.傳輸用戶數(shù)據(jù)和控制信令C.傳輸隨機接入響應(yīng)D.傳輸主同步信號3.5GNR（新空口）中，為了支持低時延業(yè)務(wù)，采用的關(guān)鍵技術(shù)是？A.更大的子載波間隔（SCS）B.固定的時隙結(jié)構(gòu)C.窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）D.半雙工FDD4.以下哪項不是CDMA系統(tǒng)的優(yōu)勢？A.軟容量B.軟切換C.抗多徑衰落D.嚴格的頻率規(guī)劃5.GSM系統(tǒng)中，每個載頻的帶寬是？A.1.25MHzB.200kHzC.5MHzD.10MHz6.移動通信中，瑞利衰落主要發(fā)生在以下哪種場景？A.視距（LOS）傳播B.非視距（NLOS）傳播且多徑豐富C.衛(wèi)星通信D.高頻段毫米波通信7.LTE系統(tǒng)中，隨機接入過程的主要目的是？A.建立上下行時間同步B.傳輸用戶數(shù)據(jù)C.配置無線資源D.完成小區(qū)重選8.5G的eMBB（增強移動寬帶）場景的峰值速率要求是？A.100MbpsB.1GbpsC.10GbpsD.100Gbps9.以下哪種調(diào)制方式在相同信噪比下誤碼率最低？A.BPSKB.QPSKC.16QAMD.64QAM10.CDMA系統(tǒng)中，沃爾什碼（WalshCode）的主要作用是？A.區(qū)分不同小區(qū)B.區(qū)分不同用戶C.擴頻D.加擾11.移動通信中，“陰影衰落”主要由以下哪種因素引起？A.多徑效應(yīng)B.障礙物遮擋C.多普勒頻移D.熱噪聲12.LTE的物理層控制信道PDCCH（物理下行控制信道）用于傳輸？A.上行調(diào)度信息B.小區(qū)系統(tǒng)信息C.下行數(shù)據(jù)D.同步信號13.5G的URLLC（超可靠低時延通信）場景的時延要求通常低于？A.100msB.10msC.1msD.0.1ms14.GSM系統(tǒng)中，鑒權(quán)和加密的密鑰生成基于以下哪個參數(shù)？A.IMSI（國際移動用戶識別碼）B.TMSI（臨時移動用戶識別碼）C.Ki（用戶密鑰）D.LAI（位置區(qū)標識）15.OFDM技術(shù)的主要缺點是？A.抗多徑能力弱B.峰均比（PAPR）較高C.頻譜效率低D.對頻偏不敏感二、填空題（每題2分，共20分）1.移動通信系統(tǒng)中，______是指移動臺在通話過程中從一個小區(qū)移動到另一個小區(qū)時，保持通信不中斷的過程。2.LTE系統(tǒng)的核心網(wǎng)演進為______，其主要網(wǎng)元包括MME（移動性管理實體）和SGW（服務(wù)網(wǎng)關(guān)）。3.5GNR支持的雙工方式包括______（FDD）和時分雙工（TDD）。4.CDMA系統(tǒng)中，______碼用于區(qū)分不同的基站，通常采用長度為32768的m序列。5.GSM系統(tǒng)的載頻間隔為200kHz，每個載頻分為______個時隙，構(gòu)成TDMA幀。6.多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)通過在發(fā)射端和接收端使用多個天線，可顯著提高______或改善鏈路可靠性。7.移動通信中的“遠近效應(yīng)”在______（FDMA/TDMA/CDMA）系統(tǒng)中尤為突出，需通過功率控制解決。8.LTE的物理層采用______調(diào)制方式支持上行傳輸，以降低峰均比。9.5G的關(guān)鍵技術(shù)包括______（如3.5GHz、28GHz）、MassiveMIMO、網(wǎng)絡(luò)切片等。10.衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)通常采用______軌道（如低軌LEO、中軌MEO、高軌GEO）實現(xiàn)全球覆蓋。三、簡答題（每題8分，共48分）1.簡述OFDM（正交頻分復(fù)用）技術(shù)的基本原理及其在移動通信中的優(yōu)勢。2.比較移動通信中軟切換與硬切換的區(qū)別，說明各自適用的場景。3.解釋LTE系統(tǒng)中HARQ（混合自動重傳請求）的工作機制，并說明其對系統(tǒng)性能的影響。4.5GNR相對于LTE在空口設(shè)計上有哪些主要改進？（至少列舉4項）5.分析CDMA系統(tǒng)中“碼分多址”的實現(xiàn)方式，說明擴頻碼需滿足的關(guān)鍵特性。6.簡述移動通信中“多普勒頻移”的產(chǎn)生原因及其對接收信號的影響。四、計算題（每題10分，共30分）1.某LTE小區(qū)工作在2.6GHz頻段，基站發(fā)射功率為43dBm，天線增益為15dBi，饋線損耗為2dB，移動臺接收天線增益為0dBi，路徑損耗模型為PL（dB）=128.1+37.6log10(d)（d為距離，單位km）。假設(shè)接收機靈敏度為-105dBm，計算該小區(qū)的最大覆蓋半徑（保留2位小數(shù)）。2.采用16QAM調(diào)制的移動通信系統(tǒng)，符號速率為2Mbaud，信道編碼速率為1/2，求該系統(tǒng)的比特速率（單位：Mbps）。3.某CDMA系統(tǒng)中，擴頻前的信息速率為10kbps，擴頻碼的碼片速率為1.2288Mcps，計算擴頻增益（單位：dB）。五、綜合分析題（每題16分，共32分）1.結(jié)合4GLTE和5GNR的技術(shù)特點，分析5G在eMBB場景下如何實現(xiàn)更高的峰值速率（要求從頻譜帶寬、調(diào)制編碼、多天線技術(shù)、空口設(shè)計等方面展開）。2.某移動通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)用戶投訴“通話質(zhì)量差、頻繁掉話”，請從無線環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置、設(shè)備故障三個方面分析可能的原因，并提出相應(yīng)的優(yōu)化措施。答案及解析一、單項選擇題1.C（CDMA通過不同的擴頻碼區(qū)分用戶）2.B（PDSCH承載用戶數(shù)據(jù)和部分控制信令）3.A（5GNR通過更大的子載波間隔，如30kHz/60kHz，縮短時隙長度，降低時延）4.D（CDMA采用碼分多址，頻率規(guī)劃靈活，無需嚴格頻率復(fù)用）5.B（GSM載頻帶寬200kHz）6.B（瑞利衰落發(fā)生在無直射徑、多徑豐富的場景）7.A（隨機接入的核心是建立上下行時間同步和獲取無線資源）8.C（5GeMBB峰值速率要求10Gbps）9.A（調(diào)制階數(shù)越低，抗噪聲能力越強，誤碼率越低）10.B（沃爾什碼用于區(qū)分同一基站下的不同用戶）11.B（陰影衰落由障礙物遮擋引起，服從對數(shù)正態(tài)分布）12.A（PDCCH傳輸上行/下行調(diào)度指令等控制信息）13.C（URLLC時延要求通常低于1ms）14.C（鑒權(quán)和加密基于用戶密鑰Ki）15.B（OFDM的高PAPR會增加功放復(fù)雜度）二、填空題1.切換（或越區(qū)切換）2.EPC（演進分組核心網(wǎng)）3.頻分雙工4.短PN（或短碼）5.86.頻譜效率（或數(shù)據(jù)速率）7.CDMA8.SC-FDMA（單載波頻分多址）9.高頻段（或毫米波）10.低軌/中軌/高軌（任填其一均可）三、簡答題1.OFDM基本原理：將高速數(shù)據(jù)流通過串并轉(zhuǎn)換分配到多個正交的子載波上并行傳輸，子載波間通過正交性避免干擾。優(yōu)勢：①抗多徑衰落：通過循環(huán)前綴（CP）解決符號間干擾（ISI）；②頻譜效率高：子載波正交重疊，無保護帶；③靈活支持不同帶寬：通過調(diào)整子載波數(shù)量適配帶寬需求；④易于與MIMO結(jié)合：多天線可在不同子載波上獨立傳輸。2.軟切換與硬切換區(qū)別：-軟切換：移動臺先與目標小區(qū)建立連接，再斷開原小區(qū)連接（“先連后斷”），適用于CDMA系統(tǒng)（同一頻率）；-硬切換：移動臺斷開原小區(qū)后再連接目標小區(qū)（“先斷后連”），適用于FDMA/TDMA系統(tǒng)（不同頻率）。場景：軟切換用于CDMA（如IS-95、WCDMA）的同頻小區(qū)間，減少掉話；硬切換用于異頻或異系統(tǒng)切換（如GSM不同載頻、LTE到5G）。3.HARQ工作機制：發(fā)送端在數(shù)據(jù)中加入糾錯碼（FEC），接收端若檢測到錯誤，先嘗試糾錯（ARQ）；若無法糾正，請求重傳。LTE采用混合ARQ（軟合并），重傳數(shù)據(jù)與首次接收的軟信息合并解調(diào)。影響：①提高傳輸可靠性，降低誤塊率（BLER）；②增加時延（重傳次數(shù)）；③通過軟合并提升解調(diào)性能，減少所需信噪比。4.5GNR空口改進：①靈活的子載波間隔（15kHz~240kHz），支持不同場景（eMBB/URLLC/mMTC）；②更短的時隙結(jié)構(gòu)（最小0.5ms），降低時延；③支持上下行靈活配置（動態(tài)TDD），適配非對稱業(yè)務(wù)；④引入更高效的信道編碼（Polar碼用于控制信道，LDPC碼用于數(shù)據(jù)信道）；⑤支持MassiveMIMO（最多128/256天線），提升空間復(fù)用能力；⑥高頻段（毫米波）支持，擴展頻譜資源。5.CDMA碼分多址實現(xiàn)：用戶數(shù)據(jù)用唯一擴頻碼擴展至寬帶（碼片速率遠高于信息速率），接收端用相同碼片解擴恢復(fù)數(shù)據(jù)。擴頻碼特性：①良好的自相關(guān)性（峰均比高），確保解擴時主瓣能量集中；②低互相關(guān)性（不同碼間干擾?。?，避免用戶間串擾；③足夠長的碼長，增加碼資源數(shù)量（如IS-95用42位長碼）。6.多普勒頻移原因：移動臺與基站存在相對運動，導(dǎo)致接收信號頻率偏移（f_d=vf_c/c，v為相對速度，f_c為載波頻率，c為光速）。影響：①當移動速度較高時（如高鐵），多普勒頻移增大，導(dǎo)致子載波間正交性破壞（OFDM系統(tǒng)）；②接收信號頻率偏移，需通過頻偏估計與補償（如LTE的PSS/SSS同步信號）；③多普勒擴展會展寬信號頻譜，增加接收機設(shè)計復(fù)雜度。四、計算題1.發(fā)射端有效輻射功率（EIRP）=發(fā)射功率+天線增益-饋線損耗=43dBm+15dBi-2dB=56dBm。接收功率Pr=EIRP+移動臺天線增益-路徑損耗≥接收機靈敏度（-105dBm）。即：56dBm+0dBi-[128.1+37.6log10(d)]≥-105dBm整理得：37.6log10(d)≤56+105-128.1=32.9log10(d)≤32.9/37.6≈0.875d≤10^0.875≈7.50km最大覆蓋半徑約為7.50km。2.16QAM每個符號攜帶log2(16)=4比特。編碼前比特速率=符號速率×4=2Mbaud×4=8Mbps。信道編碼速率為1/2，編碼后比特速率=8Mbps×(1/2)=4Mbps？（注：此處需注意編碼速率定義：編碼速率=信息比特數(shù)/總比特數(shù)。若原信息速率為R，編碼后總速率為R/η，η為編碼速率。本題中，調(diào)制前的符號速率已考慮編碼，因此正確計算應(yīng)為：符號速率×每個符號比特數(shù)×編碼速率=2M×4×(1/2)=4Mbps。）3.擴頻增益Gp=碼片速率/信息速率=1.2288Mcps/10kbps=122.88。轉(zhuǎn)換為dB：Gp(dB)=10log10(122.88)≈20.9dB。五、綜合分析題1.5GeMBB峰值速率提升的技術(shù)分析：-頻譜帶寬：5G支持更大的系統(tǒng)帶寬（NR最大400MHz，LTE最大20MHz），直接增加可用頻譜資源；-調(diào)制編碼：5G支持更高階的調(diào)制（如256QAM甚至1024QAM，LTE最高64QAM），每個符號攜帶更多比特；-多天線技術(shù)：MassiveMIMO（如64T64R/128T128R）相比LTE的4T4R，顯著提升空間復(fù)用層數(shù)（最多8層，LTE最多4層）；-空口設(shè)計：靈活子載波間隔（如60kHz）支持更短的時隙（0.5ms），提高時間資源利用率；動態(tài)TDD適配上下行流量，減少資源浪費；-高頻段利用：5G引入毫米波（28GHz/39GHz），頻譜資源豐富（單載波帶寬可達800MHz），彌補低頻段頻譜不足；-新編碼方案：LDPC碼（數(shù)據(jù)信道）和Polar碼（控制信道）相比LTE的Turbo碼，編碼效率更高，降低冗余比特開銷。2.通話質(zhì)量差、掉話的原因及優(yōu)化：-無線環(huán)境：①弱覆蓋：基站覆蓋不足或遮擋（如高樓、山區(qū)），導(dǎo)致接收信號強度低（RSRP<-110dBm）；②干擾：同頻/鄰頻干擾（如頻率規(guī)劃不合理）、外部干擾（如雷達、工業(yè)設(shè)備），導(dǎo)致SINR低；③多徑衰落：密集城區(qū)多徑豐富，引起信號快速波動。優(yōu)化措施：增加補盲基站/室分系統(tǒng)；調(diào)整天線方向角/下傾角；優(yōu)化頻點分配，使用干擾協(xié)調(diào)（如eICIC）。-網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置：①切換門