通信算法岗笔试复盘中兴&紫光

结合两到三份卷子,对所涉及到的印象比较深刻的题目进行复盘:

  1. 提高天线增益的方法不正确的有:A
    A.尽量压窄垂直面波束宽度
    B.降低交叉极化电平
    C.低电压驻波比VSWR
    D.压低旁瓣和后瓣

相关知识点:
波长 λ= C/f (C为光速,f为工作频率,λ为波长)。相同介质,不同频率,工作波长不同。频率越高,波长越短。天线的电性能与电长度(波长)对应,物理长度要换算。
无线电波的极化:
无线电波在空间传播,电场方向按一定规律变化,称为无线电波的极化。无线电波的极化由电场矢量空间运动轨迹确定。如果电场方向垂直于地面,称为垂直极化波。如果电场方向与地面平行,称为水平极化波。
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天线极化:
指电场矢量在空间运动的轨迹。
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双极化天线:
由两组正交的辐射单元组成。

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多径传播:
多径传播使信号场强分布复杂化,波动很大。电波极化方向发生变化(扭转),有的地方信号场强增强,有的地方信号场强减弱。不同障碍物对电波的反射能力不同 。为降低多径效应影响,一般采用空间分集或极化分集。
空间分集:单极化天线。极化分集:双极化天线。
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天线半波振子:
半波振子是天线的基本辐射单元,波长越长,天线半波振子越大。
天线辐射方向图:
表述天线在空间各个方向上发射和接收电磁波的能力。一般为三维辐射立体图。实际评判中是其转化成的二维平面图形,即水平面方向图及垂直面方向图。
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天线组成部件:
同一款基站天线有多种设计方案来实现。设计方案涉及到天线的以下四部分:
1)辐射单元(对称振子 or 贴片[阵元])
2)反射板(底板)
3)功率分配网络(馈电网络)
4)封装防护(天线罩)主瓣;副瓣;半功率波束宽度;增益;波束下倾角;前后比;交叉极化鉴别率;上旁瓣抑制;下零点填充。
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天线工作频率:
无论天线还是其他通信产品,总在一定的频率范围(频带宽度)内工作,取决于指标。通常情况下,满足指标要求的频率范围即为天线的工作频率。工作频带宽度内的各个频率点上,天线性能有差异。相同的指标要求下,工作频带越宽,天线设计难度越大。
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半功率波束宽度:
方向图主瓣范围内,相对最大辐射方向功率密度下降至一半的角域宽度,也叫3dB波束宽度。水平面的半功率波束宽度叫水平面波束宽度;垂直面的半功率波束宽度叫垂直波束宽度。
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水平面波束宽度:
每个扇区天线在最大辐射方向偏离±60º到达覆盖边缘,切换到相邻扇区工作。在±60º的切换角域,方向图电平应该合理下降。电平下降太多,切换角域附近容易引起覆盖盲区掉话;电平下降太少,切换角域附近覆盖产生重叠,相邻扇区干扰增加。理论仿真和实际结果表明:密集城区由于多径反射严重,为了减小相邻扇区的相互干扰,±60º电平下降至-10dB左右,反推半功率宽度约为65º。空旷郊区由于多径反射少,为了确保覆盖良好,±60º的电平下降至-6dB 左右,反推半功率宽度约为90º。水平面波束宽度、波束偏斜及方向图一致性决定了覆盖区方位向的性能好坏。
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垂直面波束宽度及电下倾角精度:
决定网络覆盖区距离向性能。波束应该适当下倾,下倾角度最好使最大辐射指向目标服务区边缘。如果下倾太多(黄色),服务区远端覆盖电平急剧下降;如果下倾太少,覆盖在服务区外,产生同频干扰。
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电下倾角度:
最大辐射指向与天线法线的夹角。
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前后比:
抑制同频干扰或导频污染的重要指标。通常仅需考察水平方向图的前后比,特指后向±30°范围内的最差值。前后比指标越差,后向辐射越大,对该天线后面覆盖小区造成干扰可能性越大。
通信算法岗笔试复盘中兴&紫光_第13张图片通信算法岗笔试复盘中兴&紫光_第14张图片
天线增益、方向图和天线尺寸之关系:
天线增益用来衡量天线朝特定方向收发信号能力,是选择基站天线重要参数之一。增益越高,方向性越好,能量越集中,波瓣越窄。增益越高,天线长度越长。
天线增益的几个要点:
1)天线是无源器件,不能产生能量。天线增益只是将能量集中,向特定方向辐射或接受电磁波。
2)天线增益由振子叠加产生。增益越高,天线长度越长。
3)天线增益越高,方向性越好,能量越集中,波瓣越窄。
增益影响覆盖距离指标 ,合理选择增益!!!提高天线增益,覆盖距离增大,同时压窄波束宽度,导致覆盖均匀性变差。天线增益应以波束和目标区相配为前提,为提高增益过分压窄垂直面波束宽度不可取。通过优化方案,服务区外电平快速下降、压低旁瓣和后瓣,降低交叉极化电平,采用低损耗、无表面波寄生辐射、低VSWR的馈电网络等途径提高天线增益。
通信算法岗笔试复盘中兴&紫光_第15张图片交叉极化比:
极化分集效果优劣指标。为了获得良好的上行分集增益,要求双极化天线有良好的正交极化特性。±60º扇形服务区内,交叉极化方向图电平比相应角度主极化电平明显降低。差别(交叉极化比)最大辐射方向大于15dB,±60º内大于10dB,最低门槛大于7dB,才可以认为两个极化接收信号互不相关。
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副瓣抑制:
抑制同频干扰或导频污染辅助指标。对于城区建筑物密集,一方面因通信容量大缩小蜂窝,另一方面楼房遮挡和多径反射,难以实现大距离覆盖。通常采用增益13~15dBi的低增益天线,大下倾角做微蜂窝覆盖。主波束上侧第一、二旁瓣指向前方同频小区可能性很大,要求设计天线时对上旁瓣进行抑制,降低干扰。
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下零点填充
某些特殊场景有限减少盲点辅助指标。天线设计时,下零点适当填充,减少掉话率。但零点填充适可而止,对零点填充要求较高时,增益损失较大,得不偿失。对于低增益天线,由于波瓣较宽,通常下倾角较大,下旁瓣不参与覆盖,不需要进行零点填充。多径的影响,导致近距离零点效应不明显或者消失。通信算法岗笔试复盘中兴&紫光_第18张图片
方向图圆度
评估全向天线均匀覆盖效果指标。仅需考察水平面方向图的圆度。评估举例:指标为±1dB,所有频点都需要优于该指标。
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电压驻波比(VSWR):
传输线电压最大值与最小值之比。天线端口没有反射时,就是理想匹配,驻波比为1;天线端口全反射时,驻波比为无穷大。电压驻波比是天线高效率辐射的基本指标要求。全频段内考察VSWR,取最大值为指标。评估举例:指标为1.5,所有频点都需要优于该指标。
通信算法岗笔试复盘中兴&紫光_第20张图片隔离度:
某一极化接收到的另一极化信号比例。一般指双极化天线中两个极化直接的隔离。通信算法岗笔试复盘中兴&紫光_第21张图片
三阶交调:
确保天线发射的交调干扰不影响接收机灵敏度。全频段考察PIM3,取最大值为指标。通过交调指标反映供应商天线产品的综合水平,特别是物料生产及装配过程的质量控制能力。互调干扰的必要条件:足够强的互调信号电平+能够落入到系统接收频带
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天线主要参数计量单位:

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1) dB
相对值,表征两个量相对大小。如A功率比B功率大或小多少个dB时,按10log(A功率值/B功率值)。举例:A功率值为2W,B功率值为1W,即A相比B多一倍,换算成dB单位为:10log(2W/1W) ≈3dB。
2) dBm
表征功率绝对值的量,以1mw功率为基准的比值。计算为:10log(功率值/1mw)。举例:功率值为10w,换算成dBm为:10log(10w/1mw)=40dBm。
3) dBi及dBd
表征天线增益,也是一个相对值,与dB类似。dBi及dBd有固定参考基准:dBi的参考基准为全方向性理想点源,dBd的参考基准为半波振子。举例:0dBd=2.15dBi。

  1. 矩阵题
    ( A T ) T = A { {\left( { {A}^{T}} \right)}^{T}}=A (AT)T=A
    ( λ A ) T = λ A T { {\left( \lambda A \right)}^{T}}=\lambda { {A}^{T}} (λA)T=λAT
    ( A B ) T = B T A T { {\left( AB \right)}^{T}}={ {B}^{T}}{ {A}^{T}} (AB)T=BTAT
    ( A T ) − 1 = ( A − 1 ) T { {\left( { {A}^{T}} \right)}^{-1}}={ {\left( { {A}^{-1}} \right)}^{T}} (AT)1=(A1)T
    ( A H ) − 1 = ( A − 1 ) H { {\left( { {A}^{H}} \right)}^{-1}}={ {\left( { {A}^{-1}} \right)}^{H}} (AH)1=(A1)H
    ∣ k A ∣ = k n ∣ A ∣ \left| kA \right|={ {k}^{n}}\left| A \right| kA=knA
    ∣ − 2 A ∣ = ( − 2 ) 4 ∣ A ∣ = 16 ∣ A ∣ \left| -2A \right|={ {(-2)}^{4}}\left| A \right|={ {16}}\left| A \right| 2A=(2)4A=16A

  2. 实部和虚部独立同分布于高斯分布
    包络服从瑞利分布,相位服从均匀分布。

  3. W和dBm的换算
    10W=40dBm

  4. 通信网的基本结构可以采用自愈环的是:B
    A.星形网
    B.环形网
    C.树形网
    D.复合形网

  5. 已知A是4阶方阵,则|-2A|=(-2)^4A=16A

  6. float x = 213.82631;
    printf("%3d",int(x));
    —>>>213

  7. 5G的三大场景
    通信算法岗笔试复盘中兴&紫光_第24张图片
    eMBB,增强移动宽带,就是以人为中心的应用场景,集中表现为超高的传输数据速率,广覆盖下的移动性保证。
    uRLLC,高可靠低时延连接。在此场景下,连接时延要达到1ms级别,而且要支持高速移动(500KM/H)情况下的高可靠性(99.999%)连接。
    mMTC, 直译为“海量物联”,5G强大的连接能力可以快速促进各垂直行业(智慧城市、智能家居、环境监测等)的深度融合。

5G组网支持独立组网SA和非独立组网NSA两种部署方式:
5G独立组网(SA),采用端到端的5G网络架构,从终端、无线新空口到核心网都采用5G相关标准,支持5G各类接口,实现5G各项功能,提供5G类服务。
5G非独立组网(NSA),指LTE与5G基于双连接技术进行联合组网的方式,也称LTE与5G间的紧耦合(Tight-interworking)。LTE系统采用双连接时,数据在核心网或PDCP层分割后,将用户数据流通过多个基站同时传给用户。联合组网时,核心网和无线网都存在多种选择。根据采用的核心网和控制面连接方式的不同,又可细分多类架构。
5G独立部署方式(SA)是5G的最终目标部署方案,需要新建5G基站和5G核心网,5G和4G间采用互操作方式。由于5G终端无需同时接入4G网络,终端相对成本较低,射频功耗方面相比NSA方式亦有节能优势。
4G/5G融合部署方式(NSA)是5G的过渡方案,运营商要新建5G基站,同时通过4G基站接入4G核心网或5G核心网,5G和4G无需互操作,同时在4G和5G网络发起业务。这一模式下,5G终端需支持4G/5G双链接,可能导致射频成本高、功耗高。相应的,运营商可利用现有4G网络快速部署5G,抢占覆盖和热点,但由于4G和5G设备必须同厂家,没有商务谈判空间,可能会导致新设备采购成本偏高。但目前,NSA的组网方式门槛更低,部署更快,易于快速实施。
无线接入关键技术:
(1)提升传输能力的关键——大规模天线(MassiveMIMO):
通过智能使用多根天线(设备端或基站端),发射或接受更多的信号空间流,能显著提高信道容量。通过智能波束成型,将射频能量集中在一个方向上,提高信号覆盖范围。理论上5G NR可以在基站端使用最多256根天线,通过天线的二维排布,可以实现3D波束成型,从而提高信道容量和覆盖。
(2)好钢用在刀刃上——重点区域超密集组网:
随着数据流量不断增长,数据业务主要分布在室内或热点区域,需要通过超密集组网提升空间复用度,满足未来5G的流量需求。
据预测,在未来宏基站覆盖的区域,各种无线接入技术的小功率基站的部署密度将达到现有站点密度的10倍以上。超密集部署场景下,各个发射节点间距离较小,网络间干扰将不可避免,主要类型有:同频干扰,共享频谱资源干扰,不同覆盖层次间的干扰,邻区终端干扰等。在现实场景下,如何有效进行节点协作、干扰消除、干扰协调成为重点解决的问题。
(3)高度决定视野——高频通信:
5G 技术首次将频率大于 24GHz以上频段(毫米波)应用于移动宽带通信。大量可用的高频段频谱可提供极致数据传输速度和容量,这将重塑移动体验。
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