从给定的文件信息来看,这是一份关于第六届全国信息技术应用水平大赛中3G移动通信技术部分的复赛试题。这份试题涵盖了3G移动通信的关键技术和理论,包括但不限于发射功率的转换、无线电波的传播特性、多普勒频移的计算、无线信号的衰落率分析、MSK信号的附加相位轨迹绘制、MSK信号波形的描绘以及基于爱尔兰呼损表的信道配置等。下面,我们将逐一解析这些知识点。
### 发射功率的转换
在第一题的第一小问中,要求将发射机的发射功率由瓦特(W)转换为分贝毫瓦(dBm)和分贝瓦特(dBW)。这是移动通信工程中常见的功率单位转换。分贝毫瓦表示功率相对于1毫瓦(mW)的比值,而分贝瓦特则是相对于1瓦特(W)的比值。具体转换公式如下:
- dBm = 10 * log10(Power in mW / 1mW)
- dBW = 10 * log10(Power in W / 1W)
对于题目中的200W发射功率:
- dBm = 10 * log10(200000 / 1) ≈ 53 dBm
- dBW = 10 * log10(200 / 1) ≈ 23 dBW
### 自由空间中的接收功率
在第一题的第二小问中,需要计算自由空间中距离天线100m处的接收功率。在自由空间模型中,信号的接收功率可以通过以下公式计算:
\[ P_{r} = P_{t} + G_{t} + G_{r} - 20log_{10}(4\pi d / \lambda ) \]
其中,\(P_{t}\)是发射功率,\(G_{t}\)和\(G_{r}\)分别是发射和接收天线的增益,\(d\)是收发天线之间的距离,\(\lambda\)是波长。题目中给出的载波频率为1800MHz,因此波长\(\lambda = c / f = 3*10^8 / 1800*10^6 \approx 0.1667\)米。代入公式计算可得接收功率。
### 多普勒频移的计算
在第一题的第三小问中,要求计算多普勒频移,这是移动通信中非常重要的一个概念,尤其是在移动通信设备高速移动的情况下。多普勒频移的大小取决于移动设备的速度、移动方向与信号入射方向的夹角以及载波频率。计算公式为:
\[ f_{D} = \frac{v}{c}f_{c}cos\theta \]
其中,\(v\)是速度,\(c\)是光速,\(f_{c}\)是载波频率,\(\theta\)是移动方向与入射波之间的夹角。根据题目给定的数据,可以计算出多普勒频移的具体数值。
### 平均衰落率
第一题的第四小问要求求解无线电信号的平均衰落率。信号在传输过程中会经历各种衰落现象,包括大尺度衰落(阴影效应)和小尺度衰落(多径效应)。平均衰落率通常是指信号强度随时间和空间变化的统计特性,它的计算较为复杂,通常需要通过实测数据或仿真来获取。
### MSK信号的附加相位轨迹和波形
在第二题中,涉及到MSK(最小移频键控)信号的附加相位轨迹图绘制和波形描绘。MSK是一种调制技术,用于在数字通信系统中传输二进制数据。绘制MSK信号的附加相位轨迹图和波形,需要理解MSK信号的基本原理,包括其频率偏移、相位连续性和数据速率等因素。
### 呼损率与信道配置
在第三题中,要求根据爱尔兰呼损表计算小区的呼损率,以及在不同条件下的信道配置。爱尔兰呼损表提供了在特定话务量条件下达到不同呼损率所需的信道数量。呼损率是指呼叫尝试失败的比例,它是衡量网络性能的重要指标之一。通过爱尔兰呼损表,可以计算出在给定的话务量和目标呼损率下,需要配置的信道数量,从而确保网络的服务质量。
以上知识点仅为试题中所涵盖的部分内容,实际的3G移动通信技术还涉及到更广泛的概念和技术细节,包括但不限于频谱分配、网络架构、切换机制、服务质量保障等。这些知识点共同构成了3G移动通信系统的完整理论框架和技术体系,是理解和掌握3G移动通信技术不可或缺的基础。