LTE 4G 移动通信技术与应用——课后习题与考前
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写在前面

李老师~~~

单选题

1.按照MIMO系统容量分析,如果在发射端和接收端分别使用4个发射天线和接收天线(4X4天线矩阵),在理想的情况下,MIMO系统的信道容量是单入单出(SISO)系统的信道容量的多少倍( 4 )。

2.下列不属于演进的分组核心网EPC的网元节点的是( E-NodeB )。

3.我国4G网络使用的频率范围是( UHF(300-3000MHZ) )。

4.LTE系统中,在无线信道状况好的情况下可以使用高阶的调制方式来提高数据的传输效率,如果使用64QAM调制方式,那么一个调制的OFDM符号可以携带多少个比特信息( 6 )。

5.下列哪一个网元节点负责UE的IP地址分配( P-GW )。

6.在LTE 4G移动通信系统中,无线接入网E-UTRAN与核心网EPC的接口是( S1 )。

7.LTE最终确定支持的系统带宽有( 1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz )。

8.LTE系统中, 无线接入网E-UTRAN和核心网EPC之间的接口是( S1 )。

9.下列属于LTE 4G移动通信系统采用的多址方式的是( OFDMA )。

10.OFDM采用多载波的传输方式,它的子载波系统带宽为( 15K Hz )。

11.一个列表中TAI的个数可变,TAI list最多可包含多少个TAI( 16 )。

12.以下哪一个流程不属于移动性管理流程( PCC策略控制 )。

13.假如某一UE在某一小区通过小区搜索,通过主同步信号获取到的小区CELL-ID为2,通过辅同步信号获取到的小区组ID为150,则这个小区的PCI值是( 452 )。

14.一个小区的PCI为192,下列与它相邻小区中,哪一个会发生PCI模三干扰?( PCI为150 )

15.对于LTE-Advanced载波聚合,CA UE最多可以聚合(发送/接收)多少个分量载波,每载波最大20MHz( 5 )。

16.LTE中,寻呼区域大小取决于( TA list区大小 )。

17.关于小区选择规则,E-UTRAN小区成为一个适当的小区,应该符合以下条件( Srxlev > 0 , Squal > 0 )。

18.系统信息MIB的调度周期为( 40ms )。

19.

多选题

1.根据自由空间传播模型,自由空间传播损耗大小与以下哪个因素有关( 信号频率;通信距离; )。

2.LTE系统可以支持的调制方式包括( QPSK;16QAM;64QAM; )

3.下列会无线信道传输造成干扰的是( 因多径传播造成的频率选择性衰落;因多普勒频移造成的时间选择性衰落; )。

4.下列属于OFDM的优点的是( 频谱效率高;抗频率选择性衰落; )

5.OFDMA可以看做时OFDM+FDMA+TDMA技术相结合的多址接入方式,下列属于其优点的有( OFDMA系统把跳频和OFDM技术相结合,可以不受小区内干扰的影响,因此OFDMA系统可以获得更大的系统容量;OFDMA可以灵活的适应带宽要求。OFDMA通过简单地改变所使用的子载波数量,就可以适用于特定的传输带宽;当用户的传输速率提高时,OFDMA与动态信道分配技术结合使用,可支持高速数据的传输; )。

6.OFDM 系统的同步要求包括有( 载波同步;样值同步;符号定时同步 )。

7.下列属于主消息块MIB携带的内容有( PHICH配置信息;系统带宽;系统帧号 )。

8.RRC连接建立就是建立SRB1的过程,RRC连接建立原因值选取和NAS过程的类型有关,不同的NAS过程对应到不同的RRC连接建立原因,下列属于RRC连接建立的原因有( MO-data;MO-signalling;MT-access )。

9.无线承载根据承载的内容不同分为SRB(Signaling Radio Bearer)与DRB(Data Radio Bearer)。下列关于无线承载的描述,正确的是( ABCD; DRB承载用户面数据,根据QoS不同,UE与eNodeB之间可同时最多建立8个DRB;SRB1承载RRC信令(可能携带一些NAS信令)和SRB2建立之前的NAS信令,通过DCCH逻辑信道传输,在RLC层采用AM(Acknowledged Mode)模式;SRB0承载RRC连接建立之前的RRC信令,通过CCCH逻辑信道传输,在RLC层采用TM(Transparent Mode)模式;SRB2承载NAS信令,通过DCCH逻辑信道传输,在RLC层采用AM模式。SRB2优先级低于SRB1,在安全模式激活后才能建立SRB2 )。

10.LTE系统的空中接口协议栈结构中,下列属于MAC(Medium Access Control)层的主要功能的是( 信道映射和复用;HARQ纠错技术;基于QoS的调度 )。

11.在LTE空中接口的协议栈中,RLC(Radio Link Control)层主要提供无线链路控制功能,主要提供纠错、分段、级联、重组等功能,下列属于RLC包含的传输模式的是( AM(确认模式);TM(透明模式);UM(非确认模式) )。

12.以下哪种随机接入场景属于基于竞争的类型?( Case1:空闲模式下初始接入;Case2:无线链路失步后的RRC重建 )

13.下列关于自由空间传播损耗(DB)描述,正确的有( ABCD;电磁波的传输距离越远,损耗就越高;电磁波的频率越高,损耗就越高;当距离d加倍时,自由空间传播损耗增加6dB,即信号衰减为1/4;当频率f加倍时,自由空间传播损耗增加6dB,即信号衰减为1/4; ) 。

14.下列属于电磁波的传播形式的有( 直射;反射;绕射;散射; )

15.下列关于无线信道的描述,正确的有( ABCD;多径效应会引起频率选择性衰落;由于移动台的运动,会使无线信道呈现出时变性,也就是时间选择性衰落;自由空间的传播损耗和阴影衰落主要影响到无线区域的覆盖,通过合理的设计以消除这种不利影响;在无线通信系统中,采用OFDM技术可以很好的解决时间选择性衰落和频率选择性衰落这两种衰落对无线信道传输造成的不利影响; )。

16.下列关于自由空间传播损耗(DB)描述,正确的有( ABCD;电磁波的传输距离越远,损耗就越高;电磁波的频率越高,损耗就越高;当距离 d 加倍时,自由空间传播损耗增加 6dB,即信号衰减为 1/4;当频率f加倍时,自由空间传播损耗增加 6dB,即信号衰减为 1/4; )

17.下列关于小区搜索的描述,正确的有( ABCD; UE读取BCH,获得小区其它信息; 小区搜索就是UE与小区取得时间和频率同步,得到物理小区标识,并根据物理小区标识,获得小区信号质量与小区其它信息的过程。在选择或重选小区时,UE将会在所有频点上搜索小区;UE检测到辅同步信号,完成帧同步即完成小区时间同步。小区ID组和辅同步信号是一一映射关系,所以通过辅同步UE确定物理小区标识所属的小区ID组编号;UE检测到主同步信道,获得5ms时钟同步。物理小区标识和主同步信号是一一映射关系,所以UE通过主同步信道获得物理小区标识 )。

18.下列标识,可以在NAS层对UE进行标识的是( ABCD;S-TMSI;IMEI;GUTI;IMSI )。

19.下列关于Service Request流程的描述,正确的是( ABCD;当UE发起service request时,需先发起随机接入过程。UE发起service request相当于主叫过程;用户Attach之后,如果UE回到Idle模式,再发起业务时使用Service Request流程;Service Request 可以由UE 触发 ,也可以由网络触发;当下行数据达到时,网络侧先对UE进行寻呼,随后UE发起随机接入过程,并发起service request过程。下行数据到达发起的service request相当于被叫接入; )。

20.下列关于用户面的承载的描述,正确的是( ABCD;EPS 承载中eNodeB到S-GW(Serving Gateway)之间的一段承载称为S1承载;无线承载RAB与S1承载统称为E-RAB;在LTE系统中,一个UE到一个P-GW(PDN-Gatway)之间,具有相同QoS属性的业务流称为一个EPS(Evolved Packet System)承载;EPS 承载中UE到eNodeB空口之间的这一段承载称为无线承载RAB )。

21.NAS(Non- Access Stratum)层状态主要表示UE与MME之间的连接状态,下列关于UE的连接状态描述,正确的是( ABCD;当UE接入网络,MME建立并存储该UE的上下文信息,可以为该UE提供服务,则该UE处于EMM注册状态。在此状态下,MME和UE维护该UE的TAL信息;当UE未接入网络时,MME没有该UE的上下文信息与位置信息,无法为该UE提供服务,即EMM(EPS Mobility Management)未注册状态。例如UE关机时,就处于本状态;当UE和MME没有NAS信令连接即专用S1连接未建立时,该UE处于ECM(EPS Connection Management)空闲状态。在此状态下,eNodeB没有该UE的上下文;当UE和MME有NAS信令连接即专用S1连接已建立,eNodeB就建立并存储了该UE的上下文信息,则该UE处于ECM连接状态 )。

22.LTE系统空中接口的RRC层主要处理UE与E-UTRAN之间的所有信令,下列属于RRC层完成的功能的是( ABCD;切换和移动性;PLMN和小区选择;测量上报;系统消息 )。

填空题

1.空间复用的主要原理是利用空间信道的弱相关性,通过在多个相互独立的空间信道上传输( 不同 )的数据流,从而提高数据传输的峰值速率。

2.LTE 的含义是( 长期演进 )

3.在 LTE 系统中,高宽带 、( MIMO )和高阶调制方式是提高峰值速率的关键因素

4.LTE系统只支持( PS )域,不再支持 CS 域

5.LTE按照双工模式分为 FDD-LTE 与 TDD-LTE ,中国移动采用的是( TDD-LTE )

6.循环前缀 CP (Cyclic Prefix)是此符号后一段样点值的重复,加入循环前缀的目的是不破坏子载波间的( 正交性 )

7.

简答题

1. MIMO 的基本思想是什么?采用 MIMO 技术有哪些优点?
MIMO 基本思想是在收发双端采用多根天线,分别同时发射与接收,通过空时处理技术,充分利用空间资源,在无需增加频谱资源和发射功率的情况下,成倍地提升通信系统的容量与可靠性,提高频谱利用率。
优点:提供更高的空间分集增益,提供更大的系统容量,充分地利用 MIMO 系统的这些优点能够大幅度地提高系统容量、获得相当高的频谱利用率,从而可以获得更高的数据率、更好的传输品质或更大的系统覆盖范围。

2. 频分双工(FDD)和时分双工(TDD) 分别代表什么含义?它们有哪些优点和不足,主要有哪些应用?
频分双工(FDD)——以不同频率区分上行和下行
优点:实现简单,开销小、速率高
缺点:在上下行业务不对称时(主要是数据业务)频谱利用效率低
应用:GSM、WCDMA、cdma2000、LTE FDD
时分双工(TDD)——以不同时隙区分上行和下行
优点:在上下行业务不对称时可以给上下行灵活分配不同数量的时隙
缺点:实现复杂,需要GPS同步/相位同步;上下行之间的干扰控制困难
应用:PHS(小灵通)、WiMAX、TD-SCDMA、LTE TDD

3. LTE 上行采用的多址接入方式是什么?为什么要采用这种技术?
采用单载波频分多址技术(SC-FDMA)技术。
优点:1.信号峰均比较低;
2.功放功率较高;
3.电池寿命较长;
4.适合终端 UE

4. 在 LTE 中主要有 7 种 MIMO 模式,请将其列举出来并简单说明它们的应用场景.
1单天线端口,适用于单天线端口
2发射分集,提供发射分集对抗衰落
3开环空间复用,适用于高速移动环境
4闭环空间复用,提高峰值速率
5多用户 MIMO,提高系统容量
6码本波束成形,提高小区覆盖,抑制干扰
7非码本波束成形,提高小区覆盖,抑制干扰

5. 什么叫 OFDM? OFDM 技术主要有哪些优点和不足?
OFDM:正交频分复用,是一种多载波传输方式。其主要思想实将信道分成若干正交子信道,将高速数据信号转换成并行的低速子数据流,调制到每个子信道上进行传输。
优点:1 抗多径衰落;2频谱利用率高;3计算简单;4频谱资源灵活分配。
不足:1 易受频率偏差的影响; 2 存在比较高的峰均比。

6. LTE的网络结构主要包括哪些网元节点?它们主要实现哪些功能?
E-Node B:具有现3GPP Node B全部和RNC大部分功能,包括:1物理层功能2MAC、RLC、PDCP功能;3RRC功能、4资源调度和无线资源管理;5无线接入控制;6移动性管理.
MME:1 NAS信令以及安全性功能;2 3GPP接入网络移动性导致的CN节点间信令;3空闲模式下UE跟踪和可达性;4漫游;5鉴权;6承载管理功能(包括专用承载的建立)
Serving GW:1支持UE的移动性切换用户面数据功能;2E-UTRAN空闲模式下行分组数据缓存和寻呼支持;3数据包路由和转发;4上下行传输层数据包标记
PDN GW:1 基于用户的包过滤;2合法监听;3 IP地址分配;4 上下行传输层数据包标记;5 DHCPv4和DHCPv6(client、relay、server)

7. LTE的Attach流程主要包含那几个部分?请简单描述一下。
(1)控制面连接建立,主要完成RRC连接建立和S1信令连接建立
(2)公共流程,主要完成鉴权过程和安全模式过程
(3)用户面连接建立,主要完成E-RAB建立,建立默认承载。

8.Service Request流程可以分为哪几个步骤,简单描述一下。
Service Request流程可以分为三个步骤:
(1)随机接入;
(2)RRC连接建立;RRC建立原因值分为:Mo-data:上行有数据需要发送和 Mt-Access:响应寻呼
(3)E-RAB建立。

9. 跟踪区更新TAU的主要作用由哪些?
(1) 在网络登记新的用户位置信息:进入新的TA,其TAI不在UE存储的TAI list内。
(2)给用户分配新的GUTI,核心网在同一个MME pool用GUTI唯一标识一个UE。若TAU过程中更换了MME pool,则核心网会在TAU ACCEPT消息中携带新GUTI 分配给UE。
(3)使UE和MME的状态由EMM-DEREGISTERED变为EMM-REGISTERED:UE短暂进入无服务区后回到覆盖区,信号恢复,且周期性TAU到期。
(4)IDLE态用户可通过TAU过程请求建立用户面资源, IDLE下发起TAU过程时,如果有上行数据或者上行信令(与TAU无关的)发送,UE可以在TAU request消息中设置一个 “active”标识,来请求建立用户面资源,并且在TAU完成后保持NAS信令连接。

10. 简单描述一下同频切换的过程。
1.UE测量:根据eNodeB下发测量控制消息,UE进行测量,当同频邻区质量满足所配置的A3事件的触发条件,UE将向eNodeB发送测量结果。
2.eNodeB 切换判决:eNodeB生成切换目标小区列表,并对测量结果进行评估判决。
3.eNodeB 执行切换命令:执行服务小区向目标小区的切换。

11.某一个LTE基站载波的系统系统的为20MHZ,基站采用的2根发射天线和2根接收天线对数据进行发射和接收,在信道质量比较好的情况,基站下行可以采用64QAM的高阶调制方式,用于传输信令开销(PDCCH、参考信号)的RB数为总的RB数目的25%,请计算该LTE基站下行的峰值速率的最大理论值为多少?
1 slot = 0.5ms(一个系统帧system frame为10ms,每个子帧subframe为1ms,每个子帧包含2个slot);1 slot = 7 modulation symbols(使用正常长度的循环前缀CP);
1 modulation symbol = 6 bits(使用64QAM调制)单个子载波下的峰值速率 = 每个slot的symbol数 * 每个symbol的bit数 / 每个slot所占的时间 = 7 * 6 / 0.5ms = 84kbps。
(1s = 1000ms)对于20M带宽而言,100个RB用于数据传输,每个RB包含12个子载波,共有1200个子载波,则单天线下峰值速率为1200 * 84kbps = 100.8Mbps。前面介绍的并未把PDCCH、参考信号、PBCH、PSS/SSS以及编码的开销考虑进去。
假设这些开销总共为25%,那么用于用户面数据传输为75%,所以在非空分复用情况下,真正可用于传输用户数据的最大速率为100.8Mbps * 75% = 75.6Mbps。如果是22 MIMO,则峰值速率为单天线时的2倍,即75.62=151.2Mbps。

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