第一篇:動畫原理的知識總結(jié)
現(xiàn)在的動畫片的鏡頭運(yùn)用,越來越趨向用電影化的分鏡來表現(xiàn)。
原動畫的工作內(nèi)容包含了:如何正確的了解腳本的內(nèi)容,明白率表所標(biāo)示的各種指示,并且真正的明白了構(gòu)圖上所要讓我們了解并完成的工作。
一部影片的構(gòu)成是由一個一個的鏡頭連接而成的其劇情的發(fā)展過程常包含數(shù)個或更多的段落,這個段落也常常在一個特定的地方展開,這個特定的方向或許是室內(nèi)景或許是室外景。我們稱它為場。幾個或更多個場在組合成一部完整的故事架構(gòu)。
攝影角度基本上可分為主觀鏡頭和客觀鏡頭??陀^鏡頭是從一個旁觀者的立場和角度來觀察一個事件,如一個偷窺者因?yàn)樗麄儗κ录目捶ú⒉皇莵碜詧鼍爸械娜魏我粋€人的觀點(diǎn),客觀鏡頭的攝影角度是非個人的。一般來說攝影師或?qū)а荻紝⑺O(shè)定為觀眾的觀點(diǎn)。主觀鏡頭,則是從一個個人的觀點(diǎn)的角度來怕
鏡頭:極遠(yuǎn)景、遠(yuǎn)景、全景、中景、近景和特寫。
遠(yuǎn)景和極遠(yuǎn)景只是交代場景的環(huán)境,常使用在開場時給觀眾一個進(jìn)入的窗口。
全景:除了顯示場景的環(huán)境外,在人物的運(yùn)動上交代人物的入境和出境的位置,在穿插中景和特寫之前是觀眾明白演員和背景的關(guān)系。
中景:遠(yuǎn)景設(shè)定好了場景,就有中景來敘述,是很具戲劇表演的景框在影片中占了很大的比重。變化最為豐富
近景:說明小的環(huán)境可以對劇本下一個推動攝像機(jī)語被攝主題的關(guān)系。
特寫:常用來表現(xiàn)內(nèi)心的情緒變化,動畫員在特寫畫處理上對于造型和細(xì)微動作的精確度應(yīng)特別重視,甚至線條的描繪都要特別的注意。
此外一些插入性的鏡頭,各種角度變化的鏡頭,如水平角度、俯仰角度、傾斜角度的鏡頭和描述性的鏡頭如跟拍鏡頭、推拉鏡頭、升降鏡頭的交互作用將畫面充滿變化
四種基本的鏡頭及其作用:推拉搖移
推:場景變小內(nèi)容細(xì)致鏡頭越來越近。拉與上相反平移:介紹環(huán)境場景空間人物的關(guān)系
搖:攝像機(jī)位置固定鏡頭進(jìn)行左右上下的旋轉(zhuǎn)
過肩鏡頭必須在兩個人之間發(fā)生,有很大的調(diào)節(jié)作用
影片中有時間和空間的連續(xù)性
常用動畫術(shù)語:Fade in(淡入)Fade Out(淡出)L.S(遠(yuǎn)景)FS(全景)M.S(中景)layout(構(gòu)圖)EFX(特效)Field of center(安全框)Wipe dope sheet(率表)第二章第一節(jié)人體結(jié)構(gòu)
人體素描都是一項(xiàng)重要的基本能力 動畫的表現(xiàn)方式主要以線條為主
用線條表現(xiàn)人物的立體感和結(jié)構(gòu)合理性和快速的完成畫面是我們的訓(xùn)練方向。
比例:惟有合理的比例概念才能強(qiáng)調(diào)夸張的基礎(chǔ)。制作夸張的步驟1:首先將所畫的人物分成幾大大塊結(jié)構(gòu),2:調(diào)整人物的造型3:在做動作上的修正最后才是表情、配件的細(xì)節(jié)刻畫。
人體結(jié)構(gòu)
兒童:三到四頭,頭大腿短。成年人:立七座五蹲三半,當(dāng)你站立好胳膊垂放手指在指尖在大腿的二分之一處。人物的頭部結(jié)構(gòu):三庭五眼
透視的原理:為了表現(xiàn)深度,我們利用透視的方法來模擬立體感,以光影來達(dá)到立體的效果。光影達(dá)到立體的效果,透視利用了許多消失在一個或數(shù)個點(diǎn)上的線條,完成空間的建構(gòu)
觀察立體、想象空間、以透視的原則來描繪
基礎(chǔ)的透視原理
基本要素1:地平線(HL)觀察者的水平線,有觀察者的眼睛決定。2:消失點(diǎn)(VP)觀察者的視點(diǎn)與地平線的焦點(diǎn)即是消失點(diǎn),畫面上集中聚與消失點(diǎn)的直線被視為平行線 有一條地平線組合一個或數(shù)個消失點(diǎn),形成不同的透視空間。
一點(diǎn)透視:物體的正面以及平面與地平線平行,而與視線必須呈直角。
注:所有的透視線只存在一個消失點(diǎn),一點(diǎn)透視的畫面比較穩(wěn)定,使用也是非常的廣泛。
兩點(diǎn)透視:是不但物體的側(cè)面不與地平線成平行,而且當(dāng)中視線偏離時物體的側(cè)面平行線上的兩個消失點(diǎn)消失兩點(diǎn)透視畫出的物體,視覺上比較美觀
三點(diǎn)透視:很合適描繪巨大的物體或有俯仰角的物體或空間三點(diǎn)透視的立體感最為真實(shí) 特別注意:消失點(diǎn)要適當(dāng),消失點(diǎn)選擇太遠(yuǎn)會太平板,消失點(diǎn)太近則會是畫面產(chǎn)生扭曲。
廣角透視;表現(xiàn)出視覺效果,是物體具有上下左右四個透視線消失點(diǎn),是物體呈現(xiàn)出弧度變化的透視效果。
陰影的處理:光源的區(qū)別大致分為自然光和人造光源兩類自然光源無透視。
人造光的陰影透視:人造光是以輻射方式直線前進(jìn),消失點(diǎn)和陰影消失點(diǎn)是相同的。
反影:光滑的平面都能反映物體的形狀,稱為反射面。反射面折射的虛像就是反影。物體是立體的上下形狀會因透視空間和視線高度不同而不同,越遠(yuǎn)則倒影相對面積就越大。
鐘擺原理:動畫動作設(shè)計(jì)的原理,是模仿自然界運(yùn)動的現(xiàn)象,并以方便制作的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。
軌目的基本形式:一般有中割軌目、等割軌目、和偏割軌目的基本形式,也用可能同時具有。軌目中割越多表示動畫張數(shù)就越多時間越長速度越慢。
第二篇:動畫原理復(fù)習(xí)資料
動畫原理
一、填空題:
1、法國電影史將1877年8月30日定為動畫的生日,那是法國光學(xué)家兼畫家艾米爾。雷諾發(fā)明“光學(xué)實(shí)用鏡”獲得專利的日子。
2、1929年,迪士尼公司推出的第一部有聲動畫片《蒸汽船威利號》。
3、1937年,迪士尼公司推出的第一部彩色動畫長片是《白雪公主》。
4、日本的動畫與漫畫的發(fā)展密不可分,其中影響最重大的首推手冢治蟲,他的重要作品有《鐵壁阿童木》、《森林大帝》、《怪醫(yī)黑杰克》等。
5、中國最早研究動畫的藝術(shù)家是萬氏兄弟:萬古蟾、萬籟鳴、萬超塵。1941年他們完成80分鐘的動畫片《鐵扇公主》,為此東南亞第一部動畫長片誕生。
6、中國的動畫片從傳統(tǒng)繪畫、民間工藝、地方戲曲等藝術(shù)領(lǐng)域吸取豐富的養(yǎng)逐漸形成了一種藝術(shù)風(fēng)格,被稱為“中國學(xué)派”。《驕傲的將軍》、《神筆》是此學(xué)派的開山之作。
7、1960年水墨動畫片的出現(xiàn),把中國動畫的民族風(fēng)格推向新的高峰,代表作有《小蝌蚪找媽媽》、《牧笛》。
8、20世紀(jì)80年代宮崎駿的崛起,代表日本動畫的質(zhì)量與內(nèi)涵上升到了另一個高度。
9、原畫設(shè)計(jì),也被稱為動作設(shè)計(jì),是一部動畫片的靈魂。
10、繪畫是靜止的藝術(shù),動畫則是加入了時間與動態(tài)的因素來講故事。
11、動畫的制作流程分為三個階段:前期策劃、中期制作、后期制作。
12、原畫也稱為動作設(shè)計(jì)師,相當(dāng)于實(shí)拍電影中的演員。
13、美術(shù)設(shè)計(jì)奠定了一部動畫片的視覺風(fēng)格,具體的工作主要為造型設(shè)計(jì)、場景設(shè)計(jì)。
14、畫面分鏡頭是將文字劇本轉(zhuǎn)換成圖像的道工序,它確立了影片的畫面構(gòu)成與節(jié)奏,相當(dāng)于影片的雛形。,通常由導(dǎo)演親自來制作。
15、聲音設(shè)計(jì)的具體任務(wù)包括設(shè)計(jì)音樂、配音、音效。
16、動畫作為一項(xiàng)視聽傳播工具,需要“外在形式”來構(gòu)成畫面,并將多個畫面組接在一起,來達(dá)成敘事的目的,這種外在形式也就是我們常說的視聽語言。
15、組成視聽語言的元素包括鏡頭設(shè)計(jì)、場面調(diào)度、剪輯、聲音等。
16、AS3.0中腳本語句gotoAndStop(1,“Scene 2”);的含義是:跳轉(zhuǎn)并停止在名稱為“Scene 2”場景的第一幀
17、為了讓Flash動畫跳轉(zhuǎn)第10幀開始播放,應(yīng)該在最后一幀處用哪個語句______
18、Flash CS4以上版本在時間軸上可以創(chuàng)建補(bǔ)間形狀動畫、創(chuàng)建傳統(tǒng)補(bǔ)間和創(chuàng)建補(bǔ)間動畫
19、要將顯示對象添加至顯示列表,應(yīng)使用
20、定義了一個Timer類的實(shí)例mytimer并對其添加了TIMER事件,若要使計(jì)時事件生效,還需添加______語句。
二、選擇題:
1.下列動畫片不屬于水墨動畫片的是(B)
A 《小蝌蚪找媽媽》B.《田螺姑娘》 C《牧笛》D.《山水情》
2.動畫作品在世界上最早出現(xiàn)在電視上是:(A)
A.迪斯尼B.萬古蟾C.手冢治蟲D.宮崎駿
3.第一部有聲卡通是:(C)
A.《花與樹》 B.《幻想曲》C.《氣船威利號》 D.《三只小豬》
4.中國第一部有聲動畫片(B)
A.《鐵扇公主》 B.《駱駝獻(xiàn)舞》 C.《舒振東華文打字機(jī)》 D.《皇帝夢》
5.被日本動畫界稱為“漫畫之父”“漫畫之神”的著名藝術(shù)大師是(C)
A.大川博B.宮崎駿C.手冢治蟲D.大友克洋
6.世界上最早放映動畫片的人(C)。
A.約翰拉斯特B.彼得 羅杰C.雷諾D.沃爾特迪斯尼
7.中國唯一收益大于投入的國產(chǎn)動畫是(C)。
A.《寶蓮燈》 B.《我為歌狂》 C.《藍(lán)貓?zhí)詺?000問》D.《隋唐英雄傳》
8.日本東映動畫制作公司于1958年推出的第一部取材于中國神話故事的彩色動畫長
片是(b)
A.《西游記》 B.《白蛇傳》 C.《哪吒鬧?!?D.《女媧補(bǔ)天》
9.早提出人眼有“視覺暫留”特點(diǎn)的人是(a)
A.彼得 羅杰B.諾曼麥克拉倫C.約翰拉斯特D.奧諾雷杜米埃
10.1914年, 美國人埃爾.赫德發(fā)明了透明的(c),實(shí)現(xiàn)了活動形象與背景分離的制
作,大大提高了動畫制作的效率和表現(xiàn)力。
A.定位尺B.繪圖板C.賽璐珞片D.繪圖紙
11.中國動畫始于20世紀(jì)20年代,動畫創(chuàng)始人萬籟鳴、萬古蟾、萬超塵。拍攝出片長僅有
1分鐘的動畫廣告片開創(chuàng)了中國動畫的先河。(D)
A.《金色海螺》B.《天空之城》
C.《白雪公主》D.《舒振東華打字機(jī)》
12.《阿凡提》是我國80年代木偶片的一個高峰,也是中國木偶片史上的一部杰作,這部動
畫片的作者是誰(C)
A.周克勤B.萬氏兄弟
C.靳夕D.胡金銓
13.藝術(shù)短片的造型風(fēng)格中重要的一部分是借鑒了傳統(tǒng)的美術(shù)樣式。由我國著名動畫家萬古
蟾制作的動畫短片,借鑒了民間剪紙,皮影的藝術(shù)風(fēng)格,這部片叫什么(B)
A.《阿童木》B.《漁童》
C.《千與千尋》D.《龍貓》
14.迪斯尼于1932年推出了世界上第一部彩色卡通片是(B)。
A.《小美人魚》B.《花與樹》C.《獅子王》D.《恐龍》
15.迪斯尼于1937年拍攝電影史上世界上第一部動畫電影是(A)
A.《白雪公主》B.《花與樹》C.《蒸汽船威利》D.《小美人魚》
16.美國動畫片史上第一個有性格魅力的動畫人物是(A)
A.米老鼠B.菲利克斯貓C.唐老鴨D.兔寶寶
17.迪斯尼公司于1995年與皮克斯公司推出的完全用電腦制作的動畫電影是(D)
A.《埃及王子》 B.《圣誕夜驚魂》 C.《飛天巨桃歷險(xiǎn)記》 D.《玩具總動員》
18.1922年攝制的中國第一部廣告動畫片是(C)
A.《駱駝獻(xiàn)舞》B.《同胞速醒》C.《蘇振東華文打字機(jī)》D.《飛來禍》
19.1935年,中國第一部有聲動畫片是(C)標(biāo)志著中國電影進(jìn)入有聲時代。
A.《鐵扇公主》B.《皇帝夢》C.《大鬧畫室》D.《駱駝獻(xiàn)舞》
20.1941年萬氏兄弟攝制大型動畫片(C)是中國也是亞洲的第一部動畫長片。
A.《龜兔賽跑》B.《皇帝夢》C.《鐵扇公主》D.《神筆》
21.1955年,中國第一部傳統(tǒng)彩色動畫片是(A)。
A.《烏鴉為什么是黑的》B.《驕傲的將軍》C.《鐵扇公主》D.《牧笛》
22.1958年,第一部中國風(fēng)格的剪紙片是(C)。
A.《小蝌蚪找媽媽》B.《聰明的鴨子》C.《豬八戒吃西瓜》D.《牧笛》
23.1960年,中國第一部折紙片是(B)。
A.《小蝌蚪找媽媽》B.《聰明的鴨子》C.《豬八戒吃西瓜》D.《牧笛》
24.1961年,中國第一部水墨動畫片是(A)。
A.《小蝌蚪找媽媽》B.《聰明的鴨子》C.《豬八戒吃西瓜》D.《牧笛》
25、Flash中普通幀與關(guān)鍵幀的主要區(qū)別在于(C)。
A、普通幀中不包括內(nèi)容,關(guān)鍵幀中包括內(nèi)容
B、普通幀中包括內(nèi)容,關(guān)鍵幀中不包括內(nèi)容
C、普通幀中的內(nèi)容與其之前的關(guān)鍵幀相同,而關(guān)鍵幀通常定義了內(nèi)容的變化
D、普通幀定義了內(nèi)容的變化,而關(guān)鍵幀延續(xù)其之前普通幀的內(nèi)容
26、創(chuàng)建動作補(bǔ)間動畫時,如果在“緩動”選項(xiàng)中設(shè)置為負(fù)數(shù)值,則表示(B)。
A、動畫先快后慢B、動畫先慢后快
C、動畫由快到慢,再到快D、動畫由慢到快,再到慢
27、在FLASH中若要制作一段與存在動畫時間上相反的動畫,則可以使用()。
A、復(fù)制幀 B、粘貼幀 C、翻轉(zhuǎn)幀 D、插入幀
28、按鈕的時間軸中有四個幀,其中的“點(diǎn)擊”幀表示(C)。
A、隱形按鈕B、鼠標(biāo)點(diǎn)擊后的狀態(tài)
C、有效點(diǎn)擊范圍D、鼠標(biāo)點(diǎn)擊可發(fā)出聲音
29、下列選項(xiàng)中所述各組事物之間的關(guān)系可以與ActionScript中的“事件”和“偵聽器”
之間關(guān)系類比的有(A)。
A、學(xué)生聽到鈴聲開始上課B、觀眾走進(jìn)影院觀看電影
C、學(xué)生去食堂吃飯D、學(xué)生打開燈后開始學(xué)習(xí)
30、下面選項(xiàng)中不能直接用于創(chuàng)建傳統(tǒng)補(bǔ)間動畫的對象是()。
A、元件實(shí)例 B、群組件 C、文字D、用Flash繪圖工具繪制的圖像
31、在中可以創(chuàng)建多種類型的文本字段。如果在某個動畫中,希望某個文本顯示經(jīng)常更新的內(nèi)容,例如每小時發(fā)布的天氣預(yù)報(bào),那么應(yīng)該使用()。
A、靜態(tài)文本B、動態(tài)文本C、輸入文本D、鏈接文本
32、在腳本中改變下面哪個屬性能夠改變動態(tài)文本的內(nèi)容?(C)
A、htmlTextB、typeC、textD、variable33、以下代碼中小球運(yùn)動軌跡為()
var angley:Number = 0;
stage.addEventListener(Event.ENTER_FRAME,ballMove);
function ballMove(e:Event)
{
ball.y = 200 + Math.cos(angley)* 50;
angley +=0.07;
ball.x+=
1}
A、正弦曲線B、余弦曲線C、圓周運(yùn)動D、水平往復(fù)運(yùn)動
34、以下代碼中小球運(yùn)動軌跡為()
var angley:Number = 0;
stage.addEventListener(Event.ENTER_FRAME,ballMove);
function ballMove(e:Event)
{
ball.y = 200 + Math.cos(angley)* 50;
angley +=0.07;
}
A、正弦曲線B、余弦曲線C、垂直往復(fù)運(yùn)動D、水平往復(fù)運(yùn)動
35、以下代碼中小球運(yùn)動軌跡為()
var anglex:Number = 0;
var angley:Number = 0;
stage.addEventListener(Event.ENTER_FRAME,ballMove);
function ballMove(e:Event)
{
ball.y = 200 + Math.cos(angley)* 50;
ball.x = 200 + Math.sin(anglex)* 50;
anglex +=0.07;
angley +=0.07;
}
A、正弦曲線B、余弦曲線C、圓周運(yùn)動D、直線往復(fù)運(yùn)動
36、以下代碼中,小球運(yùn)動速度為每秒()像素
function time(){
ball.x+=
2}
setInterval(time,100);
setInterval(time,100);
setInterval(time,100);
A、2B、20C、60D、637、Flash CS6中,幀頻為默認(rèn)值,以下代碼中,小球運(yùn)動速度為每秒()像素
ball.addEventListener(Event.ENTER_FRAME,ballMove)
ball.addEventListener(Event.ENTER_FRAME,ballMove)
function ballMove(e:Event){
ball.x+=
2}
A、30B、48C、60D、638、以下可以生成形狀補(bǔ)間動畫的是(b)。
A、開始關(guān)鍵幀和結(jié)束關(guān)鍵幀中分別是一幅導(dǎo)入的位圖
B、開始關(guān)鍵幀和結(jié)束關(guān)鍵幀中分別是一個用繪圖工具繪制的圖形
C、開始關(guān)鍵幀和結(jié)束關(guān)鍵幀中分別是一個用Flash文本工具輸入的文字
D、開始關(guān)鍵幀和結(jié)束關(guān)鍵幀中分別是某個元件的實(shí)例
39、在以下遮罩動畫中不可能實(shí)現(xiàn)的是(d)。
A、遮罩層中的對象是靜態(tài)的,而被遮罩層中是動作補(bǔ)間動畫
B、遮罩層中是動作補(bǔ)間動畫而被遮罩層中的對象是靜態(tài)的C、遮罩層與被遮罩層中都是動作補(bǔ)間動畫
D、在遮罩層中設(shè)置透明度的效果,從而獲得半透明的遮罩效果
40、關(guān)于元件的說法錯誤的是(C)
A、元件就是位于當(dāng)前影片庫面板中的可重復(fù)使用的元素
B、元件可通過“窗口”-“庫”命令,或按F11鍵打開庫面板調(diào)用
C、使用元件能加快影片的播放速度
D、使用元件可使動畫影片文件的存儲量增大
三、判斷題
1、動畫作品的構(gòu)成要素為活動影像、故事和聲音。(對)
2、立體動畫一般有偶動畫與電腦三維動畫。(實(shí)物動畫)(錯)
3、動畫片的構(gòu)圖原理包括繪畫構(gòu)圖原理和運(yùn)動構(gòu)圖原理。(對)
4、美國迪斯尼公司在1928年制作的有聲卡通片《蒸汽船威利》是世界上第一部影院動畫電
影。(世界上第一部影院動畫電影是《白雪公主》)(錯)
5、動畫片的眾多風(fēng)格中,原畫的風(fēng)格對動畫影響最大。(是導(dǎo)演)(錯)
6、電影制作都分為兩個部分:前期創(chuàng)作及后期制作階段。(錯)
7、宮崎駿是日本動畫的主要代表,日本新漫畫的創(chuàng)始人,被稱為“漫畫之神”。
(是手冢治蟲)(錯)
8、故事版就是畫面分鏡頭劇本(對)
9、繪制故事板的最佳人選是原畫,原畫對電影知識了解透徹,最能體現(xiàn)其構(gòu)思與藝術(shù)追求。(是導(dǎo)演)(錯)
10、動畫是用來填補(bǔ)原畫與原畫之間的過程動作。(對)
11、動畫片的人物角色,在任何場合任何時候,都要保持其特征形象的統(tǒng)一。(對)
12、修形的主要工作是清稿,還要負(fù)責(zé)其它動作銜接所需要完成的不足張數(shù)。
(不負(fù)責(zé)其它動作銜接所需要完成的不足張數(shù))(錯)
13、傳統(tǒng)動畫片拍攝方法與實(shí)拍電影故事片不同,動畫片采用逐格拍攝。(對)
14、AS3.0創(chuàng)建類文件時,類文件名、類名和構(gòu)造函數(shù)名必須保持一致(對)
15、使用setInterval()函數(shù)可實(shí)現(xiàn)類似與ENTER_FRAME事件類似的效果
四、程序題(以填空形式)
1、兔子胡蘿卜(兔子眼睛隨鼠標(biāo)轉(zhuǎn)動原理)
2、在舞臺任一位置單擊鼠標(biāo),要使小球(實(shí)例名稱為ball)移動至鼠標(biāo)單擊位置,移動的規(guī)律是先快后慢,掌握其關(guān)鍵代碼
3.用代碼實(shí)現(xiàn)小球(實(shí)例名稱為ball)加速下落效果
題型:
填空題 20分
單選題 40分
判斷題 10分
程序題 30分
第三篇:電路原理知識總結(jié)
電路原理總結(jié)
第一章 基本元件和定律
1.電流的參考方向可以任意指定,分析時:若參考方向與實(shí)際方向一致,則i>0,反之i<0。
電壓的參考方向也可以任意指定,分析時:若參考方向與實(shí)際方向一致,則u>0反之u<0。
2. 功率平衡
一個實(shí)際的電路中,電源發(fā)出的功率總是等于負(fù)載消耗的功率。
3. 全電路歐姆定律:U=E-RI 4. 負(fù)載大小的意義:
電路的電流越大,負(fù)載越大。電路的電阻越大,負(fù)載越小。5. 電路的斷路與短路
電路的斷路處:I=0,U≠0 電路的短路處:U=0,I≠0 二. 基爾霍夫定律 1. 幾個概念:
支路:是電路的一個分支。
結(jié)點(diǎn):三條(或三條以上)支路的聯(lián)接點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)。
回路:由支路構(gòu)成的閉合路徑稱為回路。網(wǎng)孔:電路中無其他支路穿過的回路稱為網(wǎng)孔。
2. 基爾霍夫電流定律:
(1)定義:任一時刻,流入一個結(jié)點(diǎn)的電流的代數(shù)和為零。
或者說:流入的電流等于流出的電流。(2)表達(dá)式:i進(jìn)總和=0
或: i進(jìn)=i出
(3)可以推廣到一個閉合面。3. 基爾霍夫電壓定律
(1)定義:經(jīng)過任何一個閉合的路徑,電壓的升等于電壓的降。
或者說:在一個閉合的回路中,電壓的代數(shù)和為零。
或者說:在一個閉合的回路中,電阻上的電壓降之和等于電源的電動勢之和。(2)表達(dá)式:1
或: 2 或: 3(3)基爾霍夫電壓定律可以推廣到一個非閉合回路
三. 電位的概念
(1)定義:某點(diǎn)的電位等于該點(diǎn)到電路參考點(diǎn)的電壓。
(2)規(guī)定參考點(diǎn)的電位為零。稱為接地。(3)電壓用符號U表示,電位用符號V表示
(4)兩點(diǎn)間的電壓等于兩點(diǎn)的電位的差。
(5)注意電源的簡化畫法。
四. 理想電壓源與理想電流源 1. 理想電壓源
(1)不論負(fù)載電阻的大小,不論輸出電流的大小,理想電壓源的輸出電壓不變。理想電壓源的輸出功率可達(dá)無窮大。(2)理想電壓源不允許短路。2. 理想電流源
(1)不論負(fù)載電阻的大小,不論輸出電壓的大小,理想電流源的輸出電流不變。理想電流源的輸出功率可達(dá)無窮大。(2)理想電流源不允許開路。
3. 理想電壓源與理想電流源的串并聯(lián)(1)理想電壓源與理想電流源串聯(lián)時,電路中的電流等于電流源的電流,電流源起作用。
(2)理想電壓源與理想電流源并聯(lián)時,電源兩端的電壓等于電壓源的電壓,電壓源起作用。
4. 理想電源與電阻的串并聯(lián)
(1)理想電壓源與電阻并聯(lián),可將電阻去掉(斷開),不影響對其它電路的分析。(2)理想電流源與電阻串聯(lián),可將電阻去掉(短路),不影響對其它電路的分析。5. 實(shí)際的電壓源可由一個理想電壓源和一個內(nèi)電阻的串聯(lián)來表示。
實(shí)際的電流源可由一個理想電流源和一個內(nèi)電阻的并聯(lián)來表示。五. 支路電流法
1. 意義:用支路電流作為未知量,列方程求解的方法。
2. 列方程的方法:
(1)電路中有b條支路,共需列出b個方程。
(2)若電路中有n個結(jié)點(diǎn),首先用基爾霍夫電流定律列出n-1個電流方程。
(3)然后選b-(n-1)個獨(dú)立的回路,用基爾霍夫電壓定律列回路的電壓方程。3. 注意問題:
若電路中某條支路包含電流源,則該支路的電流為已知,可少列一個方程(少列一個回路的電壓方程)。六. 疊加原理
1. 意義:在線性電路中,各處的電壓和電流是由多個電源單獨(dú)作用相疊加的結(jié)果。2. 求解方法:考慮某一電源單獨(dú)作用時,應(yīng)將其它電源去掉,把其它電壓源短路、電流源斷開。
3. 注意問題:最后疊加時,應(yīng)考慮各電源單獨(dú)作用產(chǎn)生的電流與總電流的方向問題。疊加原理只適合于線性電路,不適合于非線性電路;只適合于電壓與電流的計(jì)算,不適合于功率的計(jì)算。七. 戴維寧定理
1. 意義:把一個復(fù)雜的含源二端網(wǎng)絡(luò),用一個電阻和電壓源來等效。2. 等效電源電壓的求法: 把負(fù)載電阻斷開,求出電路的開路電壓UOC。等效電源電壓UeS等于二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UOC。
3. 等效電源內(nèi)電阻的求法:
(1)把負(fù)載電阻斷開,把二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的電源去掉(電壓源短路,電流源斷路),從負(fù)載兩端看進(jìn)去的電阻,即等效電源的內(nèi)電阻R0。
(2)把負(fù)載電阻斷開,求出電路的開路電壓UOC。然后,把負(fù)載電阻短路,求出電路的短路電流ISC,則等效電源的內(nèi)電阻等于UOC/ISC。八. 諾頓定理 1. 意義:
把一個復(fù)雜的含源二端網(wǎng)絡(luò),用一個電阻和電流源的并聯(lián)電路來等效。
2. 等效電流源電流IeS的求法:
把負(fù)載電阻短路,求出電路的短路電流ISC。則等效電流源的電流IeS等于電路的短路電流ISC。
3. 等效電源內(nèi)電阻的求法: 同戴維寧定理中內(nèi)電阻的求法。本章介紹了電路的基本概念、基本定律和基本的分析計(jì)算方法,必須很好地理解掌握。其中,戴維寧定理是必考內(nèi)容,即使在本章的題目中沒有出現(xiàn)戴維寧定理的內(nèi)容,在第2章<<電路的瞬態(tài)分析>>的題目中也會用到。
第2章 電路的瞬態(tài)分析 一. 換路定則: 1. 換路原則是:
換路時:電容兩端的電壓保持不變,Uc(o+)=Uc(o-)。
電感上的電流保持不變,Ic(o+)= Ic(o-)。原因是:電容的儲能與電容兩端的電壓有關(guān),電感的儲能與通過的電流有關(guān)。2. 換路時,對電感和電容的處理
(1)換路前,電容無儲能時,Uc(o+)=0。換路后,Uc(o-)=0,電容兩端電壓等于零,可以把電容看作短路。
(2)換路前,電容有儲能時,Uc(o+)=U。換路后,Uc(o-)=U,電容兩端電壓不變,可以把電容看作是一個電壓源。
(3)換路前,電感無儲能時,IL(o-)=0。換路后,IL(o+)=0,電感上通過的電流為零,可以把電感看作開路。
(4)換路前,電感有儲能時,IL(o-)=I。換路后,IL(o+)=I,電感上的電流保持不變,可以把電感看作是一個電流源。
3. 根據(jù)以上原則,可以計(jì)算出換路后,電路中各處電壓和電流的初始值。二. RC電路的零輸入響應(yīng) 三. RC電路的零狀態(tài)響應(yīng) 2. 電壓電流的充電過程
四. RC電路全響應(yīng)
2. 電路的全響應(yīng)=穩(wěn)態(tài)響應(yīng)+暫態(tài)響應(yīng)
穩(wěn)態(tài)響應(yīng) 暫態(tài)響應(yīng) 3. 電路的全響應(yīng)=零輸入響應(yīng)+零狀態(tài)響應(yīng)
零輸入響應(yīng) 零狀態(tài)響應(yīng) 五. 一階電路的三要素法: 1. 用公式表示為:
其中: 為待求的響應(yīng),待求響應(yīng)的初始值,為待求響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)值。
2. 三要素法適合于分析電路的零輸入響應(yīng),零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)。必須掌握。3. 電感電路的過渡過程分析,同電容電路的分析。
電感電路的時間常數(shù)是: 六. 本章復(fù)習(xí)要點(diǎn)
1. 計(jì)算電路的初始值
先求出換路前的原始狀態(tài),利用換路定則,求出換路后電路的初始值。2. 計(jì)算電路的穩(wěn)定值
計(jì)算電路穩(wěn)壓值時,把電感看作短路,把電容看作斷路。
3. 計(jì)算電路的時間常數(shù)τ 當(dāng)電路很復(fù)雜時,要把電感和電容以外的部分用戴維寧定理來等效。求出等效電路的電阻后,才能計(jì)算電路的時間常數(shù)τ。4. 用三要素法寫出待求響應(yīng)的表達(dá)式 不管給出什么樣的電路,都可以用三要素法寫出待求響應(yīng)的表達(dá)式。第3章 交流電路復(fù)習(xí)指導(dǎo)
一. 正弦量的基本概念 1. 正弦量的三要素
(1)表示大小的量:有效值,最大值(2)表示變化快慢的量:周期T,頻率f,角頻率ω.(3)表示初始狀態(tài)的量:相位,初相位,相位差。
2. 正弦量的表達(dá)式:
3. 了解有效值的定義:
4. 了解有效值與最大值的關(guān)系:
5. 了解周期,頻率,角頻率之間的關(guān)系:
二. 復(fù)數(shù)的基本知識:
1. 復(fù)數(shù)可用于表示有向線段,如圖: 復(fù)數(shù)A的模是r,輻角是Ψ 2. 復(fù)數(shù)的三種表示方式:(1)代數(shù)式:(2)三角式:(3)指數(shù)式:(4)極坐標(biāo)式:
3. 復(fù)數(shù)的加減法運(yùn)算用代數(shù)式進(jìn)行。復(fù)數(shù)的乘除法運(yùn)算用指數(shù)式或極坐標(biāo)式進(jìn)行。
4. 復(fù)數(shù)的虛數(shù)單位j的意義:
任一向量乘以+j后,向前(逆時針方向)旋轉(zhuǎn)了,乘以-j后,向后(順時針方向)旋轉(zhuǎn)了。
三. 正弦量的相量表示法:
1. 相量的意義:用復(fù)數(shù)的模表示正弦量的大小,用復(fù)數(shù)的輻角來表示正弦量初相位。相量就是用于表示正弦量的復(fù)數(shù)。為與一般的復(fù)數(shù)相區(qū)別,相量的符號上加一個小園點(diǎn)。
2. 最大值相量:用復(fù)數(shù)的模表示正弦量的最大值。
3. 有效值相量:用復(fù)數(shù)的模表示正弦量的有效值。
4. 例題1:把一個正弦量 用相量表示。解:最大值相量為: 有效值相量為: 5. 注意問題:
正弦量有三個要素,而復(fù)數(shù)只有兩個要素,所以相量中只表示出了正弦量的大小和初相位,沒有表示出交流電的周期或頻率。相量不等于正弦量。
6. 用相量表示正弦量的意義:
用相量表示正弦后,正弦量的加減,乘除,積分和微分運(yùn)算都可以變換為復(fù)數(shù)的代數(shù)運(yùn)算。
7. 相量的加減法也可以用作圖法實(shí)現(xiàn),方 3 法同復(fù)數(shù)運(yùn)算的平行四邊形法和三角形法。四. 電阻元件的交流電路
1. 電壓與電流的瞬時值之間的關(guān)系:u=Ri 式中,u與i取關(guān)聯(lián)的參考方向 設(shè):(式1)則:(式2)
從上式中看到,u與i同相位。
2. 最大值形式的歐姆定律(電壓與電流最大值之間的關(guān)系)從式2看到:
3. 有效值形式的歐姆定律(電壓與電流有效值之間的關(guān)系)從式2看到:
4. 相量形式的歐姆定律(電壓相量與電流相量之間的關(guān)系)由式1和式2 得: 相位 與相位 同相位。5. 瞬時功率:
6.平均功率:
五. 電感元件的交流電路
1. 電壓與電流的瞬時值之間的關(guān)系: 式中,u與i取關(guān)聯(lián)的參考方向 設(shè):(式1)則:(式2)從上式中看到,u與i相位不同,u 超前i 2. 最大值形式的歐姆定律(電壓與電流最大值之間的關(guān)系)從式2看到:
3. 有效值形式的歐姆定律(電壓與電流有效值之間的關(guān)系)從式2看到:
4. 電感的感抗: 單位是:歐姆
5. 相量形式的歐姆定律(電壓相量與電流相量之間的關(guān)系)由式1和式2 得:
相位 比相位 的相位超前。6. 瞬時功率:
7.平均功率:
8. 無功功率:用于表示電源與電感進(jìn)行能量交換的大小 Q=UI=XL
單位是乏:Var
六. 電容元件的交流電路
1. 電壓與電流的瞬時值之間的關(guān)系:
式中,u與i取關(guān)聯(lián)的參考方向 設(shè):(式1)則:(式2)從上式中看到,u與i不同相位,u 落后i 2. 最大值形式的歐姆定律(電壓與電流最大值之間的關(guān)系)從式2看到:
3. 有效值形式的歐姆定律(電壓與電流有效值之間的關(guān)系)從式2看到:
4. 電容的容抗: 單位是:歐姆
5. 相量形式的歐姆定律(電壓相量與電流相量之間的關(guān)系)由式1和式2 : 得:
相位 比相位 的相位落后。6. 瞬時功率:
7.平均功率:
8. 無功功率:用于表示電源與電容進(jìn)行能量交換的大小
為了與電感的無功功率相區(qū)別,電容的無功功率規(guī)定為負(fù)。Q=-UI=-XC 單位是乏:Var
七.R、L、C元件上電路與電流之間的相量關(guān)系、有效值關(guān)系和相位關(guān)系如下表所示: 元件
名稱 相量關(guān)系 有效值 關(guān)系 相位關(guān)系 相量圖 電阻R 電感L 電容C 表1 電阻、電感和電容元件在交流電路中的主要結(jié)論
八.RLC串聯(lián)的交流電路 RLC串聯(lián)電路的分析
RLC串聯(lián)電路如圖所示,各個元件上的電壓相加等于總電壓:
1. 相量形式的歐姆定律
上式是計(jì)算交流電路的重要公式 2. 復(fù)數(shù)阻抗:
復(fù)阻抗Z的單位是歐姆。
與表示正弦量的復(fù)數(shù)(例:相量)不同,Z僅僅是一個復(fù)數(shù)。3. 阻抗模的意義:(1)
此式也稱為有效值形式的歐姆定律(2)
阻抗模與電路元件的參數(shù)之間的關(guān)系
4. 阻抗角的意義:(1)
阻抗角是由電路的參數(shù)所確定的。(2)
阻抗角等于電路中總電壓與電流的相位差。
(3)當(dāng),時,為感性負(fù)載,總電壓 超前電流 一個 角;
當(dāng),時,為容性負(fù)載,總電壓 滯后電流 一個 角;
當(dāng) , 時,為阻性負(fù)載,總電壓 和電流 同相位;這時電路發(fā)生諧振現(xiàn)象。
5. 電壓三角形:在RLC串聯(lián)電路中,電壓相量 組成一個三角形如圖所示。圖中分別畫出了、和 三種情況下,電壓相量與電流相量之間的關(guān)系。
6. 阻抗三角形:
了解R、XL、與 角之間的關(guān)系及計(jì)算公式。
九.阻抗的串并聯(lián) 1. 阻抗的串聯(lián) 電路如圖:
(1)各個阻抗上的電流相等:
(2)總電壓等于各個阻抗上和電壓之和:(3)總的阻抗等于各個阻抗之和:(4)分壓公式: 多個阻抗串聯(lián)時,具有與兩個阻抗串聯(lián)相似的性質(zhì)。
2. 阻抗的并聯(lián) 電路如圖:
(1)各個阻抗上的電壓相等:
(2)總電流等于各個阻抗上的電流之和:(3)總的阻抗的計(jì)算公式: 或(4)分流公式: 多個阻抗并聯(lián)時,具有與兩個阻抗并聯(lián)相似的性質(zhì)。
3. 復(fù)雜交流電路的計(jì)算
在少學(xué)時的電工學(xué)中一般不講復(fù)雜交流電路的計(jì)算,對于復(fù)雜的交流電路,仍然可以用直流電路中學(xué)過的計(jì)算方法,如:支路電流法、結(jié)點(diǎn)電壓法、疊加原理、戴維寧定理等。
十.交流電路的功率
1.瞬時功率:p=ui=UmIm sin(ωt+φ)sinωt=UIcosφ-UIcos(2ωt+φ)2.平均功率:P= = =UIcosφ
平均功率又稱為有功功率,其中 cosφ稱為功率因數(shù)。
電路中的有功功率也就是電阻上所消耗的功率:
3.無功功率:Q=ULI-UCI= I2(XL-XC)=UIsinφ
電路中的無功功率也就是電感與電容和電源之間往返交換的功率。4.視在功率: S=UI
視在功率的單位是伏安(VA),常用于表示發(fā)電機(jī)和變壓器等供電設(shè)備的容量。5.功率三角形:P、Q、S組成一個三角形,如圖所示。其中φ為阻抗角。它們之間的關(guān)系如下:
十一。電路的功率因數(shù) 1. 功率因數(shù)的意義
從功率三角形中可以看出,功率因數(shù)。功率因數(shù)就是電路的有功功率占總的視在功率的比例。功率因數(shù)高,則意味著電路中的 5 有功功率比例大,無功功率的比例小。2. 功率因數(shù)低的原因:
(1)生產(chǎn)和生活中大量使用的是電感性負(fù)載 異步電動機(jī),洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、日光燈都為感性負(fù)載。
(2)電動機(jī)輕載或空載運(yùn)行(大馬拉小車)異步電動機(jī)空載時cosφ=0.2~0.3,額定負(fù)載時cosφ=0.7~0.9。3. 提高功率因數(shù)的意義:
(1)提高發(fā)電設(shè)備和變壓器的利用率 發(fā)電機(jī)和變壓器等供電設(shè)備都有一定的容量,稱為視在功率,提高電路的功率因數(shù),可減小無功功率輸出,提高有功功率的輸出,增大設(shè)備的利用率。(2)降低線路的損耗
由公式,當(dāng)線路傳送的功率一定,線路的傳輸電壓一定時,提高電路的功率因數(shù)可減小線路的電流,從而可以降低線路上的功率損耗,降低線路上的電壓降,提高供電質(zhì)量,還可以使用較細(xì)的導(dǎo)線,節(jié)省建設(shè)成本。4. 并聯(lián)電容的求法一,從電流相量圖中導(dǎo)出:
在電感性負(fù)載兩端并聯(lián)電容可以補(bǔ)償電感消耗的無功功率,提高電路的功率因數(shù)。電路如圖:
計(jì)算公式如下:
5. 并聯(lián)電容的求法二,從功率三角形圖中導(dǎo)出: 如圖所示,和S1是電感性負(fù)載的阻抗角和視在功率,和S是加電容后電路總的阻抗角和視在功率,QL和QC分別是電感和電容的無功功率,Q是電路總的無功功率。
計(jì)算公式如下:
十二。本章復(fù)習(xí)重點(diǎn)
1. 概念題:關(guān)于正弦量表達(dá)式、相量表達(dá)式式、感抗、容抗、阻抗等公式判斷正誤的題目,如教材各節(jié)后面的思考題??赡芤蕴羁疹}、判斷題的形式出現(xiàn)。2. 用相量計(jì)算交流電路
用相量計(jì)算交流電路,是本章的核心內(nèi)容,必須掌握。但由于復(fù)數(shù)的計(jì)算很費(fèi)時間,所以本章不會出很復(fù)雜的電路計(jì)算題。重點(diǎn)應(yīng)掌握簡單交流電路的計(jì)算,例如:RLC串聯(lián)電路、RL串聯(lián)電路、RL串聯(lián)后再并聯(lián)電容等電路。
3. 有些電路不用相量也能計(jì)算,甚至比用相量法計(jì)算電路要簡單。只用阻抗、相位角、有功功率、無功功率、視在功率等相差公式計(jì)算電路,例如作業(yè)題3.7.1、3.7.2等。第4章 供電與用電復(fù)習(xí)指導(dǎo)
一、概念題:
1. 星形聯(lián)結(jié)法中線電壓與相電壓的關(guān)系,線電流與相電流的關(guān)系。三角形聯(lián)結(jié)法中線電壓與相電壓的關(guān)系,線電流與相電流的關(guān)系。
基本要求是:已知一個線電壓或相電壓的表達(dá)式(三角函數(shù)式或相量表達(dá)式),能寫出其它線電壓和相電壓的表達(dá)式。
2.三相負(fù)載故障情況(短路、斷路)下,電路的分析與簡單計(jì)算。
3.已知負(fù)載的額定相電壓,根據(jù)三相電源的電壓考慮采用何種聯(lián)結(jié)方法(星形或三角形)。
二、簡單計(jì)算題:
考察三相電路的基本知識,一般用于對稱三相電路的計(jì)算。
例1:有一電源和負(fù)載都是星形聯(lián)結(jié)的對稱三相電路,已知電源線電壓為 380 V,負(fù)載每相阻抗模 為10Ω,試求負(fù)載的相電流和線電流。
解:負(fù)載相電壓 Up = 220 V 負(fù)載相電流 Ip =22A 負(fù)載線電流 IL = 22 A
三、用相量進(jìn)行計(jì)算的題目
一般用于計(jì)算不對稱的三相電路。
例3:已知R1=22Ω,R2=38Ω,UL=380V,求線電流的大小。解:用相量法求解。設(shè)U相的相電壓為
四、用功率相加的方法計(jì)算電路 求總的有功功率、無功功率和視在功率的方法是: 總的有功功率等于各個元件的有功功率之和,等于各個支路的有功功率之和,也等于各個部分電路的有功功率之和。
總的無功功率等于各個元件的無功功率之和,等于各個支路的無功功率之和,也等于各個部分電路的無功功率之和。
總的視在功率按式 計(jì)算。注意:一般情況下,用此法計(jì)算電路,有時比用相量法計(jì)算電路要簡單一些,此方法也可用于單相交流電路的計(jì)算。
第6章 電動機(jī)復(fù)習(xí)指導(dǎo)
一. 本章主要的計(jì)算公式及分類 本章公式很多,可歸納總結(jié)如下:
1.轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差率、極對數(shù)、頻率之間的關(guān)系
2.輸出功率、轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系
3.輸入功率、額定電壓、額定電流、額定功率因數(shù)之間的關(guān)系
4.輸入功率、輸出功率、損耗和效率之間的關(guān)系
5.Y一△起動時起動電流和起動轉(zhuǎn)矩的公式
6. 自耦變壓器降壓起動時起動電流和起動轉(zhuǎn)矩的公式
7. 其它公式
二. 本章復(fù)習(xí)重點(diǎn)
(一).概念題:
1.關(guān)于轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差率、極對數(shù)、頻率之間的關(guān)系的題目。例1.日本和美國的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)頻率為 60 Hz,他們的三相電動機(jī)在 p = 1 和 p = 2 時轉(zhuǎn)速如何?答:分別為3600轉(zhuǎn)/分和1800轉(zhuǎn)/分。
例2.50HZ 的三相異步電動機(jī),轉(zhuǎn)速是 1
440 r/min 時,轉(zhuǎn)差率是多少?轉(zhuǎn)子電流的頻率是多少?
答:S=0.04,f2=Sf1=2HZ.2.關(guān)于電動機(jī)的聯(lián)接方式(星形或三角形)及簡單計(jì)算。
例1.額定電壓為 380 V / 660 V,星/角聯(lián)結(jié)的三相異步電動機(jī),試問當(dāng)電源電壓分別為 380 V 和 660 V 時各采用什么聯(lián)結(jié)方式?它們的額定電流是否相同?額定相電流是否相同?額定線電流是否相同?若不同,差多少?
答:當(dāng)電源電壓為 380 V 時采用三角形聯(lián)結(jié)方式,當(dāng)電源電壓為 660 V時采用星形聯(lián)結(jié)方式時它們的額定相電流相同,額定線電流不同。
例2:380 V星形聯(lián)結(jié)的三相異步電動機(jī),電源電壓為何值時才能接成三角形? 380 V角形聯(lián)結(jié)的三相異步電動機(jī),電源電壓為何值時才能接成星形? 答:220 V 和 660 V。
3. 關(guān)于星形一三角形起動、自耦變壓器降壓起動的問題。
例1:星形-三角形減壓起動是降低了定子線電壓還是降低了定子線電壓?自偶減壓起動呢?
答:前者是降低了定子相電壓,沒有降低線電壓,后者是降低了定子線電壓,使得相電壓也隨之降低。4. 其它
(二)。計(jì)算題:至少會作以下2類題目。1.關(guān)于電動機(jī)的額定數(shù)據(jù)的計(jì)算。
例1:一臺4個磁極的三相異步電動機(jī),定子電壓為380V,頻率為 50 Hz,三角形聯(lián)結(jié)。在負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TL = 133 N?m 時,定子線電流為47.5 A,總損耗為 5 kW,轉(zhuǎn)速為1 440r/min。求:(1)同步轉(zhuǎn)速;(2)轉(zhuǎn)差率;(3)功率因數(shù);(4)效率。解:(1)由題目知 p=2,所以
(2)(3)(4)
2.關(guān)于能否采用直接起動、星形一三角形起動、自耦變壓器降壓起動的題目。
例1:某三相異步電動機(jī),PN=30 kW,UN=380 V,三角形聯(lián)結(jié),IN=63 A,nN=740 r/min,KS=1.8,KI=6,TL=0.9 TN,由 SN = 200 KV ? A 的三相變壓器供電。電動機(jī)起動時,要求從變壓器取用的電流不得超過變壓器的額定電流。試問:(1)能否直接起動?(2)能否星-三角起動?(3)能否選用 KA=0.8 的自耦變壓器起動? 答:(1)
變壓器的額定電流為
雖然 但由于,故不可以直接起動。(2)
由于,故不可以采用星一三角起動。(3)
從變壓器取用的電流為:
由于,故可以選用KA=0.8的自耦變壓器起動。
第7章電氣控制電路復(fù)習(xí)指導(dǎo)
一.復(fù)習(xí)內(nèi)容: 1. 熟悉電氣控制電路中常用控制電器的結(jié)構(gòu)、工作原理。包括刀開關(guān)、空氣開關(guān)、行程開關(guān)、熔斷器、按鈕、交流接觸器、中間繼電器、時間繼電器等。
2. 必須理解、掌握并能默寫(畫)出異步電動機(jī)起??刂齐娐泛驼崔D(zhuǎn)控制電路,這是本章的核心內(nèi)容,也是能分析其它控制電路的基礎(chǔ)。
3. 理解電氣控制電路中的各種保護(hù)環(huán)節(jié)。包括短路保護(hù)、過載保護(hù)、失壓保護(hù)、零壓保護(hù)、互鎖(聯(lián)鎖)保護(hù)等。
4. 理解電氣控制電路中的其它控制功能。例:點(diǎn)動控制、長動控制、自鎖控制、順序控制、時間控制、行程控制等。二.考試?yán)}:
1. 畫出異步電動機(jī)直接起動的控制電路,要求具有短路保護(hù)、過載保護(hù)、失壓保護(hù)、零壓保護(hù)功能。
2. 畫出異步電動機(jī)直接起動的控制電路,要求具有短路保護(hù)、過載保護(hù)、失壓保護(hù)、零壓保護(hù)功能。并能進(jìn)行點(diǎn)動控制和長動控
制。
3. 畫出異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路,要求具有短路保護(hù)、過載保護(hù)、失壓保護(hù)、零壓保護(hù)、聯(lián)鎖保護(hù)功能。
4. 改錯題。要求熟悉電氣控制電路的功能和各種控制電器的符號。
5. 能分析和設(shè)計(jì)簡單的順序控制電路。如兩臺電動機(jī)按一定的順序起動或停止的控制電路。
6. 能分析和設(shè)計(jì)簡單的行程控制電路。如實(shí)現(xiàn)自動往返的控制電路。
由于本章學(xué)時很少(只有4學(xué)時),講的內(nèi)容不是很多,在整個電工學(xué)課程(共十幾章,每章都有題)中所占比例不是很大,一般不會出難題和大題,前4個題應(yīng)重點(diǎn)掌握。第8章 半導(dǎo)體器件復(fù)習(xí)指導(dǎo)
本章復(fù)習(xí)的重點(diǎn)是概念題、作圖題和判斷題。
一.概念題
1.關(guān)于半導(dǎo)體材料的性質(zhì)
例1:半導(dǎo)體材料有哪些性質(zhì)?答:光敏特性、熱敏特性、摻雜特性。
例2:P型半導(dǎo)體中,()是多數(shù)載流子?()是少數(shù)載流子?答:空穴、自由電子。例3:N型半導(dǎo)體中,()是多數(shù)載流子?()是少數(shù)載流子?答:自由電子、空穴。2.關(guān)于關(guān)于PN結(jié)的性質(zhì) 例1:PN結(jié)加正向電壓時,P區(qū)接電源的()極,N區(qū)接電源的()極。答:正、負(fù)。例2:PN結(jié)加反向電壓時,P區(qū)接電源的()極,N區(qū)接電源的()極。答:負(fù)、正。3.關(guān)于二極管的性質(zhì)
例1:硅二極管的導(dǎo)通電壓是()伏,鍺二極管的導(dǎo)通電壓是()伏?答:0.7V、0.3V。
例2:硅二極管的死區(qū)電壓是()伏,鍺二極管的死區(qū)電壓是()伏?答:0.5V、0.2V。
例3:二極管的最高反向工作電壓是否等于反向擊穿電壓?答:不相等,約為1/2到2/3。
4.關(guān)于晶閘管的性質(zhì)
例1:晶閘管的導(dǎo)通條件是什么?答:陽極 8 和控制極都加正向電壓。二.作圖題和判斷題
1.關(guān)于二極管的題目,一般要用理想二極管來判斷。
例1:輸入電壓是交流電壓,畫出輸出電壓和波形。
例2:上題中,輸入電壓改為直流電壓,求輸出電壓的大小。改變二極管和電阻的位置、改變二極管的方向、改變電源電壓的大小,上題可變成多個題目。
例3:A、B端的電位不同,求F 電位。2.關(guān)于穩(wěn)壓二極管的題目 要了解穩(wěn)壓管的幾種工作狀態(tài)
穩(wěn)壓管加反向電壓,且反向電壓大于穩(wěn)壓值,穩(wěn)壓管的電壓等于穩(wěn)壓值。
穩(wěn)壓管加反向電壓,且反向電壓小于穩(wěn)壓值,穩(wěn)壓管不導(dǎo)通。
穩(wěn)壓管加正向電壓,穩(wěn)壓管導(dǎo)通,導(dǎo)通電壓很小,約0.6-0.7V。
3.關(guān)于三極管的三種工作狀態(tài)。
放大狀態(tài):發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)反向偏置。公式 成立。
飽和狀態(tài):發(fā)射結(jié)正向偏置、集電結(jié)正向偏置。
UCE約為0.2一0.3V 集電極電流等于集電極飽和電流ICS,截止?fàn)顟B(tài):發(fā)射結(jié)反向偏置、集電結(jié)反向偏置。
UCE等于電源電壓 ;集電極電流為零IC=0。
第11章 直流穩(wěn)壓電源復(fù)習(xí)指導(dǎo)
一. 理解并記住整流電路的16個基本公式 1. 單相半波整流電路
(1)輸出電壓的大小用平均值來表示
(2)輸出電流的平均值
(3)通過二極管的電流平均值
(4)二極管承受反向電壓的最大值
2. 單相橋式整流電路
(1)輸出電壓的大小用平均值來表示
(2)輸出電流的平均值
(3)通過二極管的電流平均值
(4)二極管承受反向電壓的最大值
3. 單相半波可控整流電路
(1)輸出電壓的大小用平均值來表示
(2)輸出電流的平均值
(3)通過晶閘管的電流平均值
(4)晶閘管承受正反向電壓的最大值
4. 單相橋式半控整流電路
(1)輸出電壓的大小用平均值來表示
(2)輸出電流的平均值
(3)通過晶閘管和二極管的電流平均值
(4)晶閘管承受正反向電壓的最大值
二. 整流電路加電容濾波后的計(jì)算公式 1. 濾波電容的選擇公式 單相半波整流電路 單相橋式整流電路 2. 輸出電壓U0的值
三. 單相橋式整流電路中二極管和電容的故障分析
1. 某二極管斷路:電路變?yōu)閱蜗喟氩ㄕ麟娐贰?/p>
2. 某二極管短路:造成電源短路。3. 某二極管接反:造成電源短路。4. 濾波電容開路: 5. 負(fù)載開路:
四. 整流電路的例題 五.其它概念 1.可控整流電路中控制角和導(dǎo)通角的關(guān)系:α+θ=180°。
2.濾波電容的極性。
第四篇:第1課 動畫原理 教案
第一課 動畫原理
【教學(xué)內(nèi)容】
本課從學(xué)生喜歡的各種動畫片入手,介紹了動畫的起源、發(fā)展、分類以及動畫原理等知識,讓學(xué)生對動畫有了初步的認(rèn)識。通過欣賞《喜羊羊與灰太狼》等經(jīng)典國產(chǎn)動畫片,再結(jié)合一系列的靜態(tài)圖片在ACDSee中以不同速度放映形成動態(tài)效果的探究活動,讓學(xué)生體驗(yàn)動畫形成的原理。通過師生欣賞國產(chǎn)動畫片的環(huán)節(jié),還能達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生熱愛家鄉(xiāng)、熱愛祖國的優(yōu)良品質(zhì)的目的。
本課通過觀賞動畫這個過程,讓學(xué)生感受二維動畫與三維動畫的不同視覺效果,使學(xué)生對二維動畫與三維動畫的特點(diǎn)有了直觀的認(rèn)識。在探究動畫形成原理的過程中,促使學(xué)生產(chǎn)生制作動畫的欲望,為后續(xù)學(xué)習(xí)動畫制作打下良好的基礎(chǔ)。
【教學(xué)目標(biāo)】
1、了解動畫的起源和發(fā)展。
2、了解動畫的分類和原理。
3、體驗(yàn)神奇的動畫效果。
4、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動畫制作的興趣,讓學(xué)生樂于學(xué)習(xí)?!窘虒W(xué)重難點(diǎn)】
1、教學(xué)重點(diǎn):了解動畫的原理
2、教學(xué)難點(diǎn):探究動畫形成的原理?!窘虒W(xué)方法】
1、欣賞法:通過觀看動畫的起源、發(fā)展與制作過程等視頻,讓學(xué)生了解與動畫相關(guān)的理論知識,通過欣賞熟悉的動畫片,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動畫制作的興趣與欲望。
2、探究法:通過一溪流的靜態(tài)圖片在ACDSee中以不同速度放映的活動,讓學(xué)生探究動畫形成的原理。【教學(xué)準(zhǔn)備】
1、教學(xué)環(huán)境:多媒體網(wǎng)絡(luò)教室。
2、教學(xué)資源:教學(xué)課件,相關(guān)視頻
【教學(xué)過程】
一、導(dǎo)入新課
1、課件出示經(jīng)典動畫片的劇照,邊播放邊解說:動畫片一直吸引著我們的眼球,因?yàn)樗鼘⑵婊枚嘧兊墓适虑楣?jié)、個性夸張的角色性格、多種多樣的服飾組合、時空交錯的世界等有機(jī)地組合在一起,將我們帶入一個夢幻般的新世界:雨露可以說話,玩具也可以翩翩起舞,虹貓也可以天馬行空,羊也可以戰(zhàn)勝狼。動畫片的內(nèi)容通俗易懂,它將做人做事的道理融入歡快輕松的故事情節(jié)之中,更容易讓我們理解和接受。
學(xué)生欣賞,傾聽。
2、揭示課題:第一課 動畫原理。學(xué)生明確學(xué)習(xí)內(nèi)容。
二、動畫的起源于與發(fā)展:
1、發(fā)送學(xué)習(xí)資料:動畫原理與發(fā)展.ppt。
2、引導(dǎo)學(xué)生打開并閱讀學(xué)習(xí)資料。
3、學(xué)生說一說動畫起源于什么?
4、引導(dǎo)學(xué)生閱讀課本第二頁“動畫的起源與發(fā)展”。
5、引導(dǎo)學(xué)生交流討論傳統(tǒng)動畫創(chuàng)作過程與計(jì)算機(jī)輔助動畫制作過程在人力物力以及創(chuàng)作手法上有什么區(qū)別?
6、小結(jié):動畫起源于人類用繪畫記錄和表現(xiàn)運(yùn)動的愿望,隨著人類對運(yùn)動的逐步了解及技術(shù)的發(fā)展,這種愿望逐步發(fā)展成一種特殊的藝術(shù)形式。
動畫的發(fā)展是由早期傳統(tǒng)的將手繪圖片拍成膠片并播放形成動畫到現(xiàn)在的使用計(jì)算機(jī)軟件輔助創(chuàng)作動畫。
三、動畫的原理和分類。
1、播放課件中“視覺殘留”部分,引導(dǎo)學(xué)生思考:
(1)動畫是根據(jù)什么原理形成的?
(2)從空間的視覺效果可將動畫分為哪幾類?
2、結(jié)合課件內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生閱讀P3的內(nèi)容,讓學(xué)生在小組里交流討論前面提出的兩個問題。
3、小組匯報(bào)討論結(jié)果。
4、播放兩段動畫片片段并小結(jié):動畫從空間視覺效果上看的分類有二維動畫(平面動畫)和三維動畫(立體動畫)。動畫的原理是根據(jù)人的視覺暫留的現(xiàn)象而形成的。
四、感受動畫原理。
1、講授動畫原理的具體概念:人的眼睛看到的影像惠暫留大約0.1秒,即實(shí)際圖像消失之后,其影像還會暫時停留在眼前,這是人的視覺暫留原理。利用這一原理,在一幅畫的影像還沒有消失前,播放出下一幅畫的影像,就會給人造成一種的視覺變化效果,這就是動畫形成的原理。
2、發(fā)送資料至學(xué)生機(jī):動畫片段《喜羊羊與灰太狼》及其截圖文件夾。
3、引導(dǎo)學(xué)生欣賞動畫作品。
4、出示動畫原理的體驗(yàn)任務(wù):用ACDSee軟件感受動畫原理。
(1)打開ACDSee軟件,選擇“喜羊羊與灰太狼”截圖文件夾,連續(xù)點(diǎn)擊“下一張”按鈕,播放連續(xù)靜態(tài)圖片的動畫效果。
(2)連續(xù)點(diǎn)擊“上一張”按鈕,播放連續(xù)靜態(tài)圖片的動畫效果。
(3)以不同的速度進(jìn)行點(diǎn)擊“下一張”或“上一張”按鈕,感受不同速率播放連續(xù)靜態(tài)圖片的動畫效果。
(操作可參考P4、P5)
5、引導(dǎo)學(xué)生開展動畫原理的體驗(yàn)任務(wù),并引導(dǎo)他們在小組里互相觀賞操作成果。巡視指導(dǎo),參與學(xué)生的活動,及時表揚(yáng)與鼓勵。
五、自主探究,進(jìn)一步感受動畫原理。
1、引導(dǎo)學(xué)生想一想并說一說:
還可以通過什么活動來體驗(yàn)動畫的原理?(生活中的例子或?qū)W過的軟件)
2、出示分層任務(wù):利用老師提供的“喜羊羊與灰太狼”動畫截圖,使用PPT軟件來完成連續(xù)播放的動畫效果。
基礎(chǔ)任務(wù):
(1)將圖片按順序插入PPT文檔中。(2)手動放映PPT文檔,感受播放效果。提高任務(wù):
(1)將圖片按順序插入PPT文檔中,并調(diào)整圖片位置一致。(2)設(shè)計(jì)每一張幻燈片放映的時間,放映PPT文檔,感受播放效果。
(3)將每一張幻燈片放映的時間縮短為0.001秒,再次播放PPT文檔,感受不同速率播放效果。
3、引導(dǎo)學(xué)生使用PPT軟件創(chuàng)作喜羊羊與灰太狼的動畫。巡視指導(dǎo),參與學(xué)生活動,及時表揚(yáng)與鼓勵。
4、交流互動心得與成果,了解完成任務(wù)的情況,對活動過程及成果進(jìn)行適當(dāng)點(diǎn)評。
5、引導(dǎo)學(xué)生說一說制作動畫的軟件有哪些?舉例說明。
6、小結(jié):根據(jù)學(xué)生說的情況,進(jìn)行小結(jié)。同時簡單說明GIF動畫與Flash動畫制作軟件。
六、總結(jié)。
1、引導(dǎo)學(xué)生填寫P6評價(jià)表,了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況。
2、總結(jié)樹立本課所學(xué),通報(bào)學(xué)生學(xué)習(xí)情況。
第五篇:物聯(lián)網(wǎng)通信原理知識總結(jié)
IOT Revision Chap 1 通信系統(tǒng)
Part 1 Key Point 1.無線通信系統(tǒng)的模型
a)組成:
i.發(fā)送端:把各種可能轉(zhuǎn)換的消息轉(zhuǎn)換成原始電信號 ii.信道:信號傳輸?shù)耐ǖ?iii.接收端:從接收信號中回復(fù)出相應(yīng)的原始信號 iv.噪聲源:信道中的噪聲及分散在通信系統(tǒng)其他各處的噪聲的集中表示 b)簡化模型
i.一種簡化模型
ii.模擬通信系統(tǒng)模型
兩個概念:
·調(diào)制:發(fā)送端把連續(xù)消息變換為原始信號稱為調(diào)制
·解調(diào):接收端把原始電信號反變換為原連續(xù)消息稱為解調(diào) 數(shù)字通信系統(tǒng)模型 iii.圖中加密-解密,編碼-解碼和調(diào)制-解調(diào)并非必有,可根據(jù)需求定制
2.無線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的分類及通信方式
a)分類: i.按消息的物理特性:電報(bào)通信系統(tǒng)、電話通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、圖像通信系統(tǒng) ii.按調(diào)制系統(tǒng):基帶傳輸(將未經(jīng)調(diào)制的信號直接傳送)、調(diào)制傳輸(對各種信號變換方式后傳輸?shù)目偡Q)iii.按傳輸信號的特征:模擬通信系統(tǒng)、數(shù)字通信系統(tǒng)(按照信道中所傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字信號)iv.按傳輸信號的復(fù)用方式:
1.頻分復(fù)用:用頻譜搬移的方法使不同信號占用不同頻率范圍 2.時分復(fù)用:用脈沖調(diào)制的方法使不同的信號占據(jù)不同的時間分區(qū) 3.碼分復(fù)用:用一組正交的脈沖序列分別攜帶不同的信號 傳統(tǒng)的模擬通信中都采用頻分復(fù)用。隨著數(shù)字通信的發(fā)展,時分復(fù)用通信系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛。碼分復(fù)用主要應(yīng)用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)中。
b)通信方式: i.按消息傳遞的方向和時間關(guān)系
單工:消息只能單方向傳輸
半雙工:通信雙方都能收發(fā)消息,但不能同時進(jìn)行收和發(fā) 全雙工:通信雙方可同時進(jìn)行收發(fā)消息 ii.按數(shù)字信號排列的順序分類
串行通信:數(shù)字序列以串行方式一個接一個在一條信道上傳輸,一般的遠(yuǎn)距離數(shù)字通信 并行通信:數(shù)字序列以成組的方式在兩條或兩條以上的并行信道上同時傳輸
iii.按通信的網(wǎng)絡(luò)方式分類
專線通信(點(diǎn)對點(diǎn)通信):通信網(wǎng)的基礎(chǔ)網(wǎng)通信
3.信息的度量和計(jì)算
a)消息出現(xiàn)概率越小,它所含的信息量越大;反之信息量越小,且當(dāng)P(x)=1時,I=0 b)若干個互相獨(dú)立事件構(gòu)成的消息,所含信息量等于各獨(dú)立事件信息量的和
c)等概率離散消息的度量:
消息是M進(jìn)制,則該消息的每個波形出現(xiàn)的概率就變成為1/M.所傳遞的信息量就為
非等概率離散消息度量:
在非等概率的情況下,設(shè)離散信息源是一個由n個符號組成的集合,稱符號集。符號集中的每一個符號xi在消息中是按一定概率P(xi)獨(dú)立出現(xiàn)的,又設(shè)符號集中各符號出現(xiàn)的概率為x1, x2, …, xn P(x1), P(x2), …, P(xn)且,Σ P(xi)= 1則x1, x2, ?, xn所包含的信息量分別為-log2P(x1), -log2P(x2), ?, -log2P(xn)于是,每個符號所含信息量的統(tǒng)計(jì)平均值,即平均信息量為
H(x)= P(x1)[-log2P(x1)] + P(x2)[-log2P(x2)] + ? + P(xn)[-log2P(xn)]=-ΣP(xi)log2P(xn)(bit/符號)由于H與熱力學(xué)中的熵形式相似,故又稱為信息源的熵,共單位為bit/符號 例題:非等概率等概率
4.通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)涉及:
a)有效性、可靠性、適應(yīng)性、標(biāo)準(zhǔn)性、經(jīng)濟(jì)性和維護(hù)使用,其中通信的有效性與可靠性是其主要矛盾所在。b)有效性主要指:主要是指消息傳輸?shù)摹八俣取保煽啃灾饕赶鬏數(shù)摹百|(zhì)量”
Part 2 Practice Answer 1.數(shù)字通信有哪些特點(diǎn)? ·傳輸?shù)男盘柺恰半x散”或數(shù)字的 ·數(shù)字信號傳輸時,信道噪聲或干擾所造成的差錯原則上都是可以控制的 ·傳輸可以加密 ·由于數(shù)字通信傳輸?shù)氖且粋€接一個按節(jié)拍傳送的數(shù)字信號單元(碼元)因而接收端必須按與發(fā)送端相同的節(jié)拍接收 ·為了表達(dá)消息內(nèi)容,基帶信號都是按消息內(nèi)容進(jìn)行編組的(相當(dāng)于文章要有標(biāo)點(diǎn)符號)2.按消息的物理特征,通信系統(tǒng)如何分類? · 電報(bào)通信 · 電話通信 · 數(shù)據(jù)通信
· 圖像通信等系統(tǒng)
3.按調(diào)制方式,通信系統(tǒng)如何分類?
·基帶傳輸(音頻市內(nèi)電話)和頻帶(調(diào)制)傳輸 4.按傳輸信息的特征,通信系統(tǒng)如何分類? · 模擬通信和數(shù)字通信
5.按傳送信息的復(fù)用方式,通信系統(tǒng)如何分類? · 頻分復(fù)用、時分復(fù)用、碼分復(fù)用 6.通信方式如何確定的?
依據(jù)傳輸時是單向傳輸還是雙向傳輸 或者不能同時雙向但不同時候能雙向傳輸
Chap 2無線通信
Part 1 Key Point 1.電波波段的劃分及相應(yīng)的傳播特性
長波的傳播特性:以表面波的方式傳播,傳播穩(wěn)定性較好 中波的傳播特性:以表面波和天波的方式傳播
短波的傳播特性:可用表面波、天波的方式傳播,傳播距離遠(yuǎn)
超短波、微波傳播特性:只能用空間波、散射波和穿越電離層在外層空間的傳播方式 a.長波:
傳播特性:以表面波的方式傳播,傳播穩(wěn)定性較好。缺點(diǎn): 1)由于表面波衰減很慢,對其他的收信臺干擾嚴(yán)重。2)天電干擾對長波的接收影響很大,特別是雷雨天氣。
3)使用的發(fā)射機(jī)和天線一般體積龐大,但通信容量小,因此利用不廣。利用:導(dǎo)彈、潛艇導(dǎo)航及地下、水下通信。b.中波: 傳播特性 :以表面波和天波的方式傳播。對于波長2000~3000米的中長波,電離層對它的影響很小,電波可以獲得穩(wěn)定的場強(qiáng)。用于對飛機(jī)、艦船的導(dǎo)航通信。波長200~2000米的波段,電離層對它的吸收強(qiáng)烈,只能靠地表波傳播。主要用于廣播,稱為廣播波段。c.短波: 傳播特性:可用表面波、天波的方式傳播,傳播距離遠(yuǎn)。
缺點(diǎn):因表面波衰減快,天波傳播距離遠(yuǎn),會形成啞區(qū)(寂靜區(qū)),通信容量小,通信質(zhì)量不穩(wěn)。
利用:是一種傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程和超遠(yuǎn)程通信方式。因設(shè)備簡單,通信距離遠(yuǎn),用于遠(yuǎn)距離的無線電通信和廣播。d.超短波、微波
傳播特性:只能用空間波、散射波和穿透電離層在外層空間的傳播方式。缺點(diǎn):接收信號隨季節(jié)、晝夜和氣象條件而有所變化。
利用:超短波由于頻帶較寬,廣泛應(yīng)用于電視、調(diào)頻廣播、雷達(dá)、導(dǎo)航通信等方面。微波頻帶更寬,用于多路通信,傳輸電視、電話、電報(bào)、高速數(shù)據(jù)等,以及地面至空間飛行器、空間飛行器之間或地球于外星球之間的通信、遙測、射電天文等。
2.大尺度路徑損耗與小尺度衰落及多徑效應(yīng)
大尺度路徑損耗包括反射,繞射,散射。
反射:電波在不同性質(zhì)的介質(zhì)交替處,會一部分發(fā)生反射,一部分通過 繞射:繞射使電波可繞物體表面?zhèn)鞑?/p>
散射:實(shí)際移動無線環(huán)境中,接受的信號比單獨(dú)繞射和反射模型預(yù)測的要強(qiáng),這是因?yàn)楫?dāng)電波遇到粗糙表面時反射能量由于散射而散布于所有方向
小尺度衰落:指無線信號在經(jīng)過短時間或短距離傳播后,其幅度快速衰落,以至于大尺度路徑損耗的影響可以忽略不計(jì)。
多徑效應(yīng):指無線通信中,由于建筑、山脈、地面等物體對發(fā)射及發(fā)射出的電磁波的反射,使得接收機(jī)收到的信號包含有大量反射信號,這些反射信號通常稱為多徑信號。
3.無線通信的多址技術(shù)及各自特征
頻分多址FDMA:是以不同的頻率信道實(shí)現(xiàn);指為每個用戶指定了特定的信道,按要求分配給請求報(bào)務(wù)的用戶,在呼叫和整個過程中,其他用戶不能共享這一頻段。
時分多址TDMA:是以不同時隙實(shí)現(xiàn)通訊;且每個時隙僅允許一個用戶,要么接受要么發(fā)送。
碼分多址CDMA:是以不同的代碼序列來實(shí)現(xiàn)通信;它是擴(kuò)頻多址的一種,擴(kuò)頻多址可以抵抗多徑干擾而增強(qiáng)多址功能。每個用戶都有自己的偽隨機(jī)碼,而其他碼字由于不相關(guān)而被認(rèn)為是噪音
空間多址SDMA:是以不同方位信息實(shí)現(xiàn)多址通信??臻g分址控制用戶的空間輻射能量,如用定向波束來服務(wù)不同的用戶。
Part 2 Practice Answer 1.簡述電波波段的傳播特性
長波的傳播特性:以表面波的方式傳播,傳播穩(wěn)定性較好 中波的傳播特性:以表面波和天波的方式傳播
短波的傳播特性:可用表面波、天波的方式傳播,傳播距離遠(yuǎn)
2.簡述無線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要注意哪些方面 頻率復(fù)用 信道分配策略 切換策略 無線通信系統(tǒng)的干擾 中繼和服務(wù)等級
頻率復(fù)用:為了解決頻率帶寬有限的問題,必須對頻率進(jìn)行再利用,這稱為頻率利用。需要解決同頻和鄰頻干擾等問題。
信道分配策略:分為固定分配策略和動態(tài)分配策略。其中固定分配策略是給小區(qū)分配一組預(yù)先確定好的信道,固定分配策略易遇到呼叫阻塞等問題,這時靠借用策略,即借用相鄰小區(qū)的信道。動態(tài)分配策略是在每次呼叫請求來時,小區(qū)基站向移動交換中心請求一個信道。在通信結(jié)束后,這一信道又被歸還,以便重復(fù)使用。
切換策略:當(dāng)一個正在使用信道服務(wù)的移動平臺從一個基站移動到另一個基站時,要求在服務(wù)不中斷的情況下完成切換。因此,切換策略要優(yōu)先于呼叫請求,同時必須指定一個最恰當(dāng)?shù)男盘枏?qiáng)度,避免產(chǎn)不不需要的切換。無線通信系統(tǒng)的干擾:需要解決同頻干擾和鄰頻干擾問題。同頻干擾可通過在物理上隔開一個最小距離來避免。鄰頻干擾可以通過精確濾波和信道分配來減小干擾
中繼和服務(wù)等級:中繼是指允許大量用戶在一個小區(qū)內(nèi)共享相對較小的信道,即從可用信道庫中給每個用戶按需分配信道。一旦服務(wù)結(jié)束,其占用的信道就立即回到可用信道庫中。服務(wù)等級是用來測量在系統(tǒng)最忙的時間用戶進(jìn)入系統(tǒng)的能力,被用作某個中繼系統(tǒng)的預(yù)定性能基準(zhǔn),定義為呼叫阻塞概率(表示為B,單位為Erlang),或是呼叫延遲時間大于特定排除時間的概率。
3.信道分配策略分哪幾種,其不同點(diǎn)時什么
固定分配策略:固定分配信道,若所有信道被占用則呼叫阻塞,但也可以向相鄰小區(qū)借用信道 動態(tài)分配策略:不固定分配信道,每次呼叫時,小區(qū)基站向移動交換中心請求一個信道
4.思考下快速移動和低速移動時,無線通信系統(tǒng)的切換策略需要考慮哪些因素
當(dāng)一個正在使用信道服務(wù)的移動平臺,從一個基站移動到另一個基站時,移動交換中心自動地將呼叫轉(zhuǎn)移到新基站的信道上。一般情況下,切換策略都使切換請求優(yōu)先于呼叫請求。盡可能讓用戶覺察不到。必須指定一個啟動切換的最恰當(dāng)信號強(qiáng)度,避免產(chǎn)生不需要的切換。實(shí)際切換時,需要注意到快速移動和低速移動不同,以減輕移動交換中心的負(fù)荷。基于上述原因,當(dāng)用戶快速移動時,可優(yōu)先進(jìn)行切換。而當(dāng)用戶低速移動時,可暫緩切換。
5.無線通信系統(tǒng)干擾主要來自哪些方面,如何降低干擾
同頻干擾:頻率復(fù)用意味著在一個給定的覆蓋區(qū)域內(nèi),存在許多使用同一組頻率的小區(qū),即同頻小區(qū)。同頻小
區(qū)間的信號干擾稱為同頻干擾。
同頻干擾不能通過增大發(fā)射功率來克服,因?yàn)檫@會干擾相鄰?fù)l小區(qū),所以同頻小區(qū)必須在物理層上隔開一個最小距離
鄰頻干擾:使用信號頻率的相鄰頻率的信號干擾叫鄰頻干擾。
使用信號頻率的相鄰頻率的信號干擾叫鄰頻干擾,該干擾是由于接受濾波器不理想造成的,可通過精確濾波和信道分配來減小干擾。即給小區(qū)分配信道頻率時避免相鄰,或給予分配的信道一定的頻率間隔
降低功率來減小干擾
6.簡述大尺度路徑損耗和小尺度衰落及多徑效應(yīng)
大尺度路徑損耗:一方面信號的反射、繞射、散射等現(xiàn)象使電波在傳輸過程中發(fā)生了能量損耗。另一方面,受
到建筑物、高山的阻擋也會造成陰影衰落。這兩方面的影響是引發(fā)大尺度路徑損耗的主要因
素。
小尺度路徑損耗:簡稱衰落,指無線信號在經(jīng)過短時間或短距離傳播后,其幅度快速衰落,以至于大尺度路徑
損耗的影響可以忽略不計(jì)。
7.簡述無線通信多址技術(shù) 上述現(xiàn)象是由同一信號沿多個路徑轉(zhuǎn)播,以微小時間差到達(dá)接收機(jī)的信號的相互干涉引起的,也稱為多徑效應(yīng)。頻分多址:指為每個用戶指定了特定的信道,按要求分配給請求報(bào)務(wù)的用戶在呼叫的整個過程中,其他用戶不能共享這一頻段
時分多址:指把無線頻譜按時隙劃分,且每個時隙僅允許一個用戶,要么接收,要么發(fā)送
碼分多址:碼分多址系統(tǒng)中,窄帶信號被乘以叫作擴(kuò)頻信號的寬帶信號。擴(kuò)頻信號是一個偽隨機(jī)代碼序列,此麻片速率比消息中的數(shù)據(jù)速率高若干個數(shù)量級。每個用戶都有自己的偽隨機(jī)碼,而其他碼字由于不相關(guān)而被認(rèn)為是噪音。
空間分址:空間分址控制了用戶的空間輻射能量,如用定向波束來服務(wù)不同的用戶。
Chap 3近距離無線通信
Part 1 Key Point 1.近距離無線通信的分類及各自特點(diǎn)
低速近距離無線通信技術(shù):
802.15.4:具備連接簡單器件(傳感器和激活器)的能力
802.15.4a:具備精確定位(精度1米以內(nèi))及跟蹤支持等能力 高速近距離無線通信技術(shù):
高速UWB,主要應(yīng)用與無線個人網(wǎng)(WPAN)的超寬帶技術(shù),其目的是將電子設(shè)備間的物理連接替換為無線連接
2.無線局域網(wǎng)、藍(lán)牙、ZigBee、RFID各自的特點(diǎn)及在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用
無線局域網(wǎng):
優(yōu)點(diǎn):安裝便捷、保用靈活、經(jīng)濟(jì)節(jié)約、易于擴(kuò)展
應(yīng)用:銷售、物流、電力、服務(wù)、教育、證券、展廳、中小型辦公室/家庭辦公應(yīng)用、企業(yè)辦公樓間辦公
藍(lán)牙: 是一種低成本低速率近距離通信技術(shù) 特點(diǎn):
工作在2.4GHz頻帶
采用高速跳頻和時分多址的技術(shù)
采用權(quán)向糾錯編碼、ARQ(自動重復(fù)請求)、TDD(時分雙工)和基帶協(xié)議(速率1Mbps)
支持64kbps實(shí)時語音傳輸和數(shù)據(jù)傳輸
發(fā)射功率分別為1mW、2.5mW和100mW
使用全球統(tǒng)一48位設(shè)備識別碼
出書距離為10-100cm,覆蓋范圍是相隔1MHz的79個通道
應(yīng)用:移動電話和計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備,汽車、醫(yī)療監(jiān)護(hù)、智能住宅與辦公室、小范圍傳感器網(wǎng)絡(luò)
ZigBee: 優(yōu)點(diǎn):低功耗、端到端信息傳輸時延短、可靠數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)絡(luò)可拓展空間大、安全性較高、成本低、優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠芰?/p>
應(yīng)用:家庭和樓宇自動化、醫(yī)學(xué)、傳感器、工業(yè)控制、農(nóng)業(yè)、大型運(yùn)輸工具、道路交通安全
RFID: 優(yōu)點(diǎn): 快速掃描
體積小型化、形狀多樣化
抗污染能力和耐久性
可重復(fù)使用
穿透性和無屏障閱讀
數(shù)據(jù)的記憶容量大
安全性高
應(yīng)用:身份識別系統(tǒng)(身份證、通告證)、物流管理系統(tǒng)、商業(yè)交易系統(tǒng)
Part 2 Practice Answer 1.簡述低速和高速近距離通信有什么異同與作用?
高速近距離無線通信技術(shù):
高速UWB,主要應(yīng)用于無線個人網(wǎng)(WPAN)的超寬帶技術(shù)。其目的是將電子設(shè)備間的物理聯(lián)線替換為無線連接。
例:數(shù)字化家庭網(wǎng)絡(luò),高速UWB的工作主要在IEEE 802.15.3a中進(jìn)行,其數(shù)據(jù)率可以100Mbps以上。另一前景就是這樣的個人終端可支持讀取大量存放在服務(wù)器空間里的數(shù)據(jù),也可利用本地設(shè)備隨時構(gòu)成一臺屬于自己的多媒體計(jì)算機(jī)。低速近距離無線通信技術(shù):
802.15.4:具備連接簡單器件(傳感器和激活器)的能力。
802.15.4a:具備精確定位(精度1米以內(nèi))及跟蹤支持等能力。例:適時跟蹤公共汽車,以避免在烈日下等車。
2.簡述無線局域網(wǎng)的構(gòu)成和各自的功能
構(gòu)成:接入設(shè)備(AP)、接入控制器(AC)、無線接入服務(wù)(AS)和各種無線網(wǎng)絡(luò)終端
AP:將各個無線網(wǎng)絡(luò)客戶端連接在一起,實(shí)現(xiàn)大范圍、多用戶的無線接入
AC:將來自不同AP的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚并接入互聯(lián)網(wǎng),同時完成AP的配置管理、無限用戶認(rèn)證,管理及寬帶、訪問、切換、安全等控制功能。
AS:用于管理與控制無線局域網(wǎng)內(nèi)提供。如IP電話、視頻會議、電子郵件等。
3.簡述無線局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及各自特點(diǎn)
無線網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):點(diǎn)對多、點(diǎn)對點(diǎn)、多對點(diǎn)、混合型等
點(diǎn)對點(diǎn):常用與固定的要聯(lián)網(wǎng)的兩個位置間,優(yōu)點(diǎn)是傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸效率高、受外界影響小
點(diǎn)對多:常用于一個中心點(diǎn)。多個遠(yuǎn)端點(diǎn)的情況。最大的優(yōu)點(diǎn)是組網(wǎng)成本低,維護(hù)簡單,設(shè)備調(diào)試相對簡單。缺點(diǎn)是使用全向天線,使用功率大大衰減,網(wǎng)速較低,對遠(yuǎn)端點(diǎn)的可靠性得不到保證。
混合型:適用于所建網(wǎng)絡(luò)中有遠(yuǎn)距離的點(diǎn)、近距離的點(diǎn),還有建筑物或地形阻擋的點(diǎn),遠(yuǎn)距離的點(diǎn)采用點(diǎn)對點(diǎn)方式,近距離的多個點(diǎn)采用點(diǎn)多方式,有阻擋的點(diǎn)采用中繼方式。
4.什么是藍(lán)牙技術(shù)?其特點(diǎn)是什么?
藍(lán)牙技術(shù)是一種低成本、低功率、近距離通信技術(shù),主要用于移動電話、個人數(shù)字助理(PDA)、無線了耳機(jī)、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)之間可通過藍(lán)牙連接,進(jìn)行無線信息的傳輸與交換。
藍(lán)牙技術(shù)是由藍(lán)牙聯(lián)盟制定的,其標(biāo)準(zhǔn)如下: 工作在2.4GHz頻帶;
采用高速跳頻和時分多址(每時隙為0.625μs)技術(shù); 使用權(quán)向糾錯編碼、ARQ、TDD和基帶協(xié)議(速率1Mbps); 支持64kbps實(shí)時語音傳輸和數(shù)據(jù)傳輸; 發(fā)射功率分別1mW、2.5mW和100mW; 使用全球統(tǒng)一48位設(shè)備識別碼;
傳輸距離為10cm-100m,覆蓋范圍是相隔1MHz的79個通道。
5.簡述ZigBee的協(xié)議層的構(gòu)成及各自的功能 物理層(PHY Layer):
收發(fā)信機(jī)狀態(tài)控制,即激活(Activation)或者禁止(Deactivation);
能量檢測(ED:Energy Detection),指對當(dāng)前信道接收信號功率的檢測,其結(jié)果為高層的信道選擇提供依據(jù);
鏈路質(zhì)量指標(biāo)(Link Quality Indication,LQI),指接收數(shù)據(jù)包強(qiáng)度及質(zhì)量的指標(biāo),通過測量接收機(jī)ED或估計(jì)SNR 或兩者的結(jié)合獲得,該指標(biāo)可以作為量化網(wǎng)絡(luò)性能的一個尺度;
空閑信道評估(CCA),用于在采用CSMA-CA接入信道過程中提供空閑信道信息;
信道頻率選擇;
數(shù)據(jù)發(fā)送及接收。媒體訪問控制層(MAC Layer):
實(shí)現(xiàn)幀結(jié)構(gòu)、信標(biāo)(beacon)的生成及同步;
實(shí)現(xiàn)PAN的關(guān)聯(lián)(Association)與取消關(guān)聯(lián)(Disassociation)機(jī)制;
用于支持自組織目的,可支持自動建立星狀網(wǎng),還允許自組織對等網(wǎng);
支持設(shè)備安全加密;
提供三級安全性:無安全性方式、接入控制清單(ACL)、屬于高級加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)的對稱密碼;
CSMA-CA信道接入機(jī)制;
保障時隙(Guaranteed Time Slot,GTS)機(jī)制;
建立可靠鏈接。網(wǎng)絡(luò)層(NWK Layer):
網(wǎng)絡(luò)層主要功能:
設(shè)備加入和離開網(wǎng)絡(luò);
基于每個幀提供安全機(jī)制;
路由、路由的發(fā)現(xiàn)和維護(hù);
鄰居節(jié)點(diǎn)設(shè)備的發(fā)現(xiàn);
鄰居節(jié)點(diǎn)設(shè)備的信息登記。應(yīng)用層(Application Layer):
應(yīng)用層由應(yīng)用支持子層(Application Support,APS)、ZigBee設(shè)備對象層(ZigBee Device Object,ZDO)和應(yīng)用 框架(Application Framework,AF)構(gòu)成。
6.簡述RFID的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及各自的功能
信息接入層:標(biāo)簽、閱讀器及邊緣節(jié)點(diǎn),完成數(shù)據(jù)采集功能。
信息分析層:包括EvenSever,對上報(bào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾,分析處理。對上的命令進(jìn)行解析。信息傳遞層:可以是TCP/IP、NGN網(wǎng)絡(luò),或某種閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)應(yīng)用類型進(jìn)行選擇 業(yè)務(wù)應(yīng)用層:包括網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器、AAA(鑒權(quán)、認(rèn)證)、應(yīng)用服務(wù)器、命令解析服務(wù)器、物品地址解析服務(wù)器及數(shù)據(jù)庫等。
7.簡述RFID標(biāo)簽的種類及各自的特點(diǎn)以及關(guān)鍵技術(shù)
被動式:沒有內(nèi)部供電電源,其內(nèi)部集成電路用過收到的電磁波進(jìn)行驅(qū)動。當(dāng)標(biāo)簽接收到足夠強(qiáng)度的訊號時,可以向讀寫器發(fā)出數(shù)據(jù)。價(jià)格低廉,體積小、無需電源。目前市場多以被動式為主。被動式射頻標(biāo)簽受傳播衰減影響,讀取距離受限。
半被動式:在被動式上加上了一顆電池,反應(yīng)速度更快。距離更遠(yuǎn),效果更好。
主動式:具有內(nèi)部電源能供應(yīng)內(nèi)部IC所需電源。擁有較長的讀取距離和可容納較大的內(nèi)存容量,可以用來存儲讀取器所傳送來的一些附加訊息。
Chap 4中遠(yuǎn)距離無線通信技術(shù)
Part 1 Key Point 1.微波通信系統(tǒng)的構(gòu)成、通信方式及特點(diǎn)、衡量用性能指標(biāo)
數(shù)字微波系統(tǒng)構(gòu)成:用戶終端、交換機(jī)、數(shù)字復(fù)用終端機(jī)、微波站 通信方式:一點(diǎn)對多點(diǎn)微波通信方式,是一種分布式無線通信 特點(diǎn): 傳輸容量大
抗干擾性強(qiáng),整個線路噪聲不累積 保密性好
便于組成數(shù)字通信網(wǎng) 設(shè)備體積小、功耗低 容易穿越復(fù)雜地形 抗災(zāi)害能力強(qiáng) 性能指標(biāo):傳輸容量頻帶利用率傳輸質(zhì)量
傳輸質(zhì)量:位誤碼率:Pb=錯誤接受的比特?cái)?shù)/信道傳輸?shù)目偙忍財(cái)?shù)
碼元誤碼率:PB=錯誤接受的碼元數(shù)/信道傳輸?shù)目偞a元數(shù)
2.短波通信的方式及特點(diǎn)
方式:
·利用頻率為3-30MHz的電磁波進(jìn)行無線電通信
·主要通過地波傳播及天波傳播 特點(diǎn):
·通信距離遠(yuǎn) ·短波信道擁擠 ·信道具有時變性
3.衛(wèi)星通信系統(tǒng)的構(gòu)成、通信方式及特點(diǎn)
構(gòu)成:通信衛(wèi)星地球站
·通信衛(wèi)星:
天線系統(tǒng):包括通信天線、遙測、指令天線(波束有全球覆蓋、區(qū)域覆蓋、點(diǎn)波束、多點(diǎn)波束等類型)
通信轉(zhuǎn)發(fā)器:任務(wù)是把接收到的地球信號放大,并用變頻器變換成下行頻率信號,再發(fā)出
·地球站:
包括地球站到衛(wèi)星和上行鏈路和衛(wèi)星至地球站的下行鏈路
由于傳輸距離遠(yuǎn),需要發(fā)出大功率的信號
同時地球接收站必須采用低噪音高增益放大器
需要具有自動跟蹤和伺服系統(tǒng)
特點(diǎn):
·通信距離遠(yuǎn),覆蓋面積大,不受地理?xiàng)l件限制 ·以廣播方式工作,便于實(shí)現(xiàn)多址連接 ·信道穩(wěn)定,通信質(zhì)量高 ·機(jī)動性能好
4.WiMAX的系統(tǒng)構(gòu)成及關(guān)鍵技術(shù)
WiMAX是一種高速無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),主要用于城市網(wǎng)絡(luò),采用IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)。構(gòu)成:
傳輸單元:類似于一個移動電話的蜂窩單元,即把一定的地理范圍劃分為一個無線電波可覆蓋的區(qū)域,區(qū)域間的重疊部分稱為傳輸單元,用戶設(shè)備可通過傳輸單元從一個區(qū)域過渡到另一個區(qū)域 主要設(shè)備:基站和用戶設(shè)備
應(yīng)用范圍:支持移動、便攜和固定服務(wù) 關(guān)鍵技術(shù):
Part 2 Practice Answer
1.數(shù)字微波通信的特點(diǎn)是什么?
數(shù)字微波通信又分為PDH(準(zhǔn)同步數(shù)字體系列)和SDH(同步數(shù)字系列)微波通信
特點(diǎn):傳輸容量大;頻帶寬,一個信道可同時傳輸若干路數(shù)字信號;抗干擾性強(qiáng),整個線路噪聲不累積; 每次中繼時會除掉干擾噪聲;保密性強(qiáng);數(shù)字信號易于加密;微波天線方向性好;便于組成數(shù)字通信網(wǎng);設(shè)備體積小、功耗低;容易穿越復(fù)雜地形;抗災(zāi)害能力強(qiáng)。
2.如何評價(jià)微波通信和傳輸質(zhì)量?
傳輸容量:
位傳輸速率Rb,即每秒傳輸?shù)男畔⒘浚瑔挝粸閎ps 碼元傳輸速率RB,即每秒傳輸?shù)拇a元數(shù),單位為Bd 頻帶利用量:
傳輸速率與所占信道頻帶的關(guān)系,公式為η = 信息傳輸率 / 頻帶寬度 b(s·Hz)傳輸質(zhì)量:
位誤碼率:Pb = 錯誤接收的比特?cái)?shù)信道 / 傳輸?shù)目偙忍財(cái)?shù)
碼元誤碼率:PB = 錯誤接收的碼元數(shù) / 信道傳輸?shù)目偞a元數(shù)
3.同步數(shù)字體系是什么?簡述其技術(shù)關(guān)鍵
SDH全稱叫做同步數(shù)字傳輸體系(Synchronous Digital Hierarchy),是一種將復(fù)接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡(luò),采用了高速多態(tài)調(diào)制解調(diào)技術(shù)、自適應(yīng)交叉極化干擾抵消(XPIC)技術(shù)、高線性功率放大器和自適應(yīng)發(fā)射功率控制、自適應(yīng)頻域和時域均衡技術(shù)及智能天線、編碼調(diào)制與前向糾錯技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。
4.什么是短波通信?簡述短波通信的特點(diǎn)。
利用頻率為3~30MHz的電磁波進(jìn)行的無線電通信。主要通過地波傳播和天波傳播,由于地波信號沿地球表面進(jìn)行傳播,衰減較大,只能進(jìn)行近距離傳播。而天波信號依靠電離層反射來傳播,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳播。
特點(diǎn):
通信距離遠(yuǎn):通過天波傳播的單跳反射最大可過3500km,多次反射可達(dá)數(shù)萬公里。
短波信道擁擠:可用頻率資源只有20MHz左右,且載頻低、可用頻帶窄、容量??;信道具有時變性。
大氣形成的電離層時高時低、多變化,且易受太陽黑子的影響,故不夠穩(wěn)定。
5.簡述短波信號在電離層中的傳播特性
多徑延時差:短波通過多徑傳播到達(dá)接收端的時間有先后,最長和最短路徑的延時之差稱為多徑延時差; 衰落:由于多徑信號在接收端的疊加,使接收信號強(qiáng)度隨機(jī)起伏,即信道產(chǎn)生衰落;
多普勒擴(kuò)展和延時擴(kuò)展:時變多徑信道會對所傳輸?shù)男盘栐斐深l譜上的擴(kuò)展和信息符號時間上的擴(kuò)展,前者稱為多普勒擴(kuò)展,后者稱為延時擴(kuò)展。
6.衛(wèi)星通信系統(tǒng)由什么構(gòu)成?簡述各自的功能。
衛(wèi)星通信系統(tǒng)由通信衛(wèi)星、地球站、軌道與通信頻段,以及監(jiān)測管理系統(tǒng)構(gòu)成。通信衛(wèi)星由天線系統(tǒng)及通信轉(zhuǎn)發(fā)器組成。
天線系統(tǒng):包括通信天線、遙測-指令天線;波束有全球覆蓋、區(qū)域覆蓋、點(diǎn)波束、多點(diǎn)波束等類型。通信轉(zhuǎn)發(fā)器:任務(wù)是把接收到的地球站信號放大,并用變頻器換成下行頻率信號,再發(fā)出??杉?xì)分為:
變頻轉(zhuǎn)發(fā)器:將輸入信號直接放大后變頻為下午頻率;
處理轉(zhuǎn)發(fā)器:將輸入的數(shù)字信號,經(jīng)微波放大和下變頻后,變?yōu)橹蓄l信號;再進(jìn)行解調(diào)和數(shù)據(jù)處
理,得到基帶數(shù)字信號;然后再經(jīng)調(diào)制,上變頻到下午頻率,經(jīng)功放后發(fā)出。
軌道與通信頻段:分別指衛(wèi)星運(yùn)行的地球軌道,和通信使用的頻段。
監(jiān)測管理系統(tǒng):對衛(wèi)星的軌道位置進(jìn)行測量和控制,以保持預(yù)定軌道;前對所有通信衛(wèi)星有效載荷(轉(zhuǎn)發(fā) 器)的通信業(yè)務(wù)進(jìn)行監(jiān)測管理,以保持整個系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。7.試比較WiMAX與Wi-Fi的優(yōu)劣
傳輸范圍:WiMAX可使用許可與公用頻段,Wi-Fi使用公用頻段,Wi-Fi的功率大約是WiMAX的1/百萬; 傳輸速度:理論上WiMAX是324Mbps,Wi-Fi是300Mbps; 安全性:均使用WPA2標(biāo)準(zhǔn)的加密,安全性有保障;
移動性: WiMAX在支持移動接入時,需要犧牲傳輸速度和覆蓋范圍;Wi-Fi不支持兩個基地間的切換; 網(wǎng)絡(luò)對比: WiMAX主要基于許可頻段的服務(wù),與Wi-Fi競爭的可能性較小。
Chap 5移動通信網(wǎng)絡(luò)
Part 1 Key Point 1.1G到4G蜂窩移動通信的不同點(diǎn)
第一代:模擬移動通信系統(tǒng),只有語音通信 第二代:數(shù)字移動通信系統(tǒng),可數(shù)據(jù)通信,可連接ISDN和非ISDN終端 第三代:寬帶移動通信系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)多媒體通信、移動互聯(lián)網(wǎng)接入
第四代:新一代寬帶移動通信系統(tǒng),進(jìn)一步提高了頻譜的利用率,擴(kuò)大了系統(tǒng)容量,統(tǒng)一了制式,提高了保密性能;提供更高速率的多媒體通信能力;逐步向IP交換過度
2.蜂窩移動通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成及特點(diǎn)
構(gòu)成:
移動用戶終端(MS):移動用戶使用的通信終端:1G只有語音通信;2G可數(shù)據(jù)通信,可連接ISDN和非ISDN終端;3G可實(shí)現(xiàn)多媒體通信、移動互聯(lián)網(wǎng)接入
基站子系統(tǒng)(BSS):由無線基站(BS)完成與移動用戶終端的無線通信收發(fā),并受移動交換中心控制
基站控制器(BSC):對一個或多個基站進(jìn)行控制
移動交換中心(MSC):對區(qū)域內(nèi)的無線收發(fā)設(shè)備(包括基站和移動臺)進(jìn)行控制和實(shí)現(xiàn)交換功能,提供移動通信系統(tǒng)與公用電話網(wǎng)(PSTN)間的接口
3.集群通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成及特點(diǎn)
構(gòu)成: 基站(BS):最基本的系統(tǒng)模塊。由無線收發(fā)信道機(jī)(BTS)、基站控制器(BSC)、天饋系統(tǒng)和電源設(shè)備 控制交換中心(SCN):監(jiān)測和控制系統(tǒng)操作,可控制多個基站,一個基站也可被多個SCN控制 用戶終端(SU):用于在移動中或停留在某個地點(diǎn)進(jìn)行通信的用戶臺,含移動終端(MS)和固定終端(LS)網(wǎng)絡(luò)管理終端(CNM):實(shí)現(xiàn)用戶終端和基站的配置、故障診斷及業(yè)務(wù)管理 調(diào)度臺:對移動臺進(jìn)行指揮、調(diào)度和管理。分為無線和有線
天饋設(shè)備:有高增益全向天線及收發(fā)信濾波器、隔離器等無源部件組成 特點(diǎn):
1.是多個用戶(部門、群體)共用一組無線電信道,并動態(tài)地使用這些信道的專用移動通信系統(tǒng) 2.采用多信道共用和動態(tài)分配信道技術(shù),主要為團(tuán)體用戶提供指揮高度業(yè)務(wù) 3.具有頻率利用率高,接通迅速,能實(shí)現(xiàn)群呼組呼等優(yōu)點(diǎn)
4.語音通信采用PTT(Push to Talk)按鍵,被叫無須摘機(jī);多以單工或半雙工為主
4.三種典型的集群通信系統(tǒng)的比較
TETRA集群通信系統(tǒng)
①由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)研究所于1995年正式確定 ②基于數(shù)字時分復(fù)用(TDMA),提供了一系列開放接口、呼叫服務(wù)和協(xié)議 ③不僅提供了一對一全雙工移動電話服務(wù),還可提供短數(shù)據(jù)信息服務(wù)、分組數(shù)據(jù)服務(wù)及一對多群、組的調(diào)度功能 ④適用于公安、消防、急救中心、機(jī)場、港口、鐵路、出租車和公共汽車調(diào)度、城市地鐵、高速公路管理 ⑤每個25kHz載波內(nèi)可容納4個時分信道,同時支持4路語音或數(shù)字信號 ⑥具有語音和數(shù)字加密功能 IDEN集群通信系統(tǒng)
①1994年,由摩托羅拉推出的集語音和數(shù)字傳輸為一體的集群通信系統(tǒng) ②采用TDMA技術(shù),在25kHz信道上可同時傳送6路數(shù)字信號 ③具有蜂窩無線電話、調(diào)度通信、無線尋呼及無線數(shù)據(jù)傳輸功能④語音編碼采用矢量和激勵線性預(yù)測編碼技術(shù)(VSELP),提高了語音輸出的質(zhì)量,改善了覆蓋邊緣區(qū)的語音效果 ⑤目前使用范圍遍及亞洲的日、韓、菲、新加坡、以色列和美洲的美國、加拿大、墨西哥、哥倫比亞、巴西、阿根廷和秘魯?shù)?,用戶已超過3000萬 GoTa集群通信系統(tǒng)
①由我國的中興公司自主推出的開放式集群通信系統(tǒng) ②基于CDMA技術(shù),具有容量大、覆蓋面廣、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn) ③功能包括一對一私密呼叫、一對多群組呼叫、動態(tài)重組、強(qiáng)拆強(qiáng)插、遲后接入、呼叫顯示、通話顯示、呼叫前轉(zhuǎn);數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)包括數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、消息類業(yè)務(wù)及定位業(yè)務(wù) ④提供成熟的傳統(tǒng)移動通信業(yè)務(wù);實(shí)現(xiàn)集團(tuán)虛擬專用網(wǎng)(VPN)
調(diào)查一下身邊的蜂窩移動通信系統(tǒng),從功能、結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)等方向進(jìn)行相互比較。
Chap 6移動自組織網(wǎng)絡(luò)
Part 1 Key Point 1.移動自組織網(wǎng)絡(luò)的概念與特點(diǎn)
概念:
①移動自組織網(wǎng)絡(luò)(Mobile Ad-hoc Network, MANET),屬對等式多跳移動通信網(wǎng)絡(luò)
②由一組無線移動節(jié)點(diǎn)組成,不依賴現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施,所需人工干預(yù)少,沒有任何中心,且自組織、自愈 ③移動自組織網(wǎng)絡(luò)可以通過無線連接構(gòu)成任意的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?,且能?dú)立工作,能與互聯(lián)網(wǎng)或蜂窩移動通信系統(tǒng)連接
④自組織網(wǎng)絡(luò)一般不適合于作為中間傳輸網(wǎng)絡(luò),只允許產(chǎn)生于或目的是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的信息進(jìn)出,而不讓其他信息穿越本網(wǎng)絡(luò)
⑤由于受傳輸范圍影響,自組織網(wǎng)絡(luò)往往要通過多個中間環(huán)節(jié),又稱為多跳無線網(wǎng)、自組織網(wǎng)絡(luò)、無固定設(shè)施網(wǎng)絡(luò)或?qū)Φ染W(wǎng)絡(luò) 特點(diǎn):
網(wǎng)絡(luò)自組織性:在任意時間、地點(diǎn)搭建,自動探測網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?,自動選擇傳輸路由,自動控制通信 分布式控制方式:建立在對等節(jié)點(diǎn)之上,沒有控制中心
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膭討B(tài)變化:移動節(jié)點(diǎn)間通過無線信道所形成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨相互干擾和地形變化等影響而變化
有限傳輸帶寬:受信道競爭時的信號衰落、碰撞、阻塞、噪聲干擾的影響,帶寬變得更窄 多跳路由:由于節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍有限,需要經(jīng)中間節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)
移動節(jié)點(diǎn)的計(jì)算性能有限:受CPU、內(nèi)存和供電能力限制 安全性較差:數(shù)據(jù)信息易受竊聽,網(wǎng)絡(luò)易受攻擊
存在單向無線信道:兩個節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率不同時,強(qiáng)的一方接收不支弱的一方的信號 生存時間較短:臨時搭建的,隨任務(wù)的完成而消失
供電問題突出:一般用電池供電,長時間工作需要解決電池問題 2.移動自組織網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
原則:
網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)可以直接或經(jīng)過轉(zhuǎn)接而相互連通
不允許存在不與其他節(jié)點(diǎn)相連的孤立節(jié)點(diǎn)
不允許存在一部分節(jié)點(diǎn)與另一部分節(jié)點(diǎn)不相連的情況 隨機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
所有的節(jié)點(diǎn)都具有收發(fā)信息的功能 所有的節(jié)點(diǎn)隨機(jī)分布,并可動態(tài)變化
分群結(jié)構(gòu)
所有節(jié)點(diǎn)都具有相同的功能,并能在預(yù)定的通信區(qū)域 內(nèi)隨機(jī)分布
若干個節(jié)點(diǎn)組成一個子群,每個子群內(nèi)是單跳網(wǎng) 群首:子群中編號最小的節(jié)點(diǎn)
信關(guān):為相鄰子群的群首提供鏈路的節(jié)點(diǎn),處于相鄰子 群的重疊區(qū)域。若重疊部的節(jié)點(diǎn)多于1個,則編號小的 節(jié)點(diǎn)被指定為信關(guān)
普通節(jié)點(diǎn):子群中不為群首和信關(guān)的其他節(jié)點(diǎn) 多個子群相互鏈接以覆蓋整個區(qū)域
3.移動自組織網(wǎng)絡(luò)的隱藏終端和暴露終端問題
隱藏終端:
節(jié)點(diǎn)ACB相連,但節(jié)點(diǎn)C相對于節(jié)點(diǎn)A為隱藏終端,當(dāng)A向B發(fā)送信號時,可能會遇到節(jié)點(diǎn)C也在向B發(fā)送信號,造成節(jié)點(diǎn)B丟失雙方信號
暴露終端:
節(jié)點(diǎn)ABCD為串聯(lián)鏈路,節(jié)點(diǎn)B相對于節(jié)點(diǎn)C為暴露終端
當(dāng)節(jié)點(diǎn)B向節(jié)點(diǎn)A發(fā)送CTS控制報(bào)文時,節(jié)點(diǎn)C認(rèn)為自己可以向節(jié)點(diǎn)D發(fā)送CTS控制報(bào)文,但當(dāng)節(jié)點(diǎn)反饋的CTS會與B發(fā)送的數(shù)據(jù)報(bào)文在節(jié)點(diǎn)C發(fā)送沖突,于是節(jié)點(diǎn)C無法和節(jié)點(diǎn)D成功握手
4.四類單播路由協(xié)議基本原理
表驅(qū)動路由協(xié)議:WRP、DSDV、OLSR 按需驅(qū)動路由協(xié)議:AODV、DSR 混合路由協(xié)議:ZRP、CBRP 基于定位的路由協(xié)議:LAR、GPSR(具體內(nèi)容另外理解記憶)
Part 2 Practice Answer
1.什么是移動自組織網(wǎng)絡(luò)?
通常是由一些公平對等的無線移動節(jié)點(diǎn),按照一定的規(guī)則自動組建的網(wǎng)絡(luò) 不需要固定基礎(chǔ)設(shè)施就可以在節(jié)點(diǎn)間建立有效通信 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的連接關(guān)系可以是動態(tài)的
適合于傳感器網(wǎng)絡(luò)、移動辦公會議、個人局域網(wǎng)、智能家庭等領(lǐng)域
移動自組織網(wǎng)絡(luò)可以通過無線連接構(gòu)成任意的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?,且能?dú)立工作,能與互聯(lián)網(wǎng)或蜂窩移動通信系統(tǒng)連接;自組織網(wǎng)絡(luò)一般不適合于作為中間傳輸網(wǎng)絡(luò),只允許產(chǎn)生于或目的是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的信息進(jìn)出,而不讓其他信息穿越本網(wǎng)絡(luò);由于受傳輸范圍影響,自組織網(wǎng)絡(luò)往往要通過多個中間環(huán)節(jié),又稱為多跳無線網(wǎng)、自組織網(wǎng)絡(luò)、無固定設(shè)施網(wǎng)絡(luò)或?qū)Φ染W(wǎng)絡(luò)。
2.簡述移動自組織網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)?
網(wǎng)絡(luò)的自組織性:在任意時間、地點(diǎn)搭建,自動探測網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔ⅲ詣舆x擇傳輸路由,自動控制通信 分布式控制方式:建立在對等節(jié)點(diǎn)之上,沒有控制中心
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膭討B(tài)變化:移動節(jié)點(diǎn)間通過無線信道所形成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相互干擾和地形變化等影響而變化 有限傳輸寬帶:受信道競爭時的信號衰落、碰撞、阻塞、噪聲干擾的影響,帶寬變得更窄 多跳路由:由于節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍有限,需要經(jīng)中間節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā) 移動節(jié)點(diǎn)的計(jì)算性能有限:受CPU、內(nèi)存和供電能力限制 安全性能較差:數(shù)據(jù)信息易受竊聽,網(wǎng)絡(luò)易受攻擊
存在單向無線信道:兩個節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率不同時,強(qiáng)的一方接收弱的一方的信號 生存時間較短:臨時搭建的,隨任務(wù)的完成而消失
供電問題突出:一般用電池供電,長時間工作需要解決電池問題
3.簡述移動自組織網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浼疤攸c(diǎn)?
網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)可以直接或經(jīng)過轉(zhuǎn)接而相互連通 不允許存在不與其他節(jié)點(diǎn)相連的孤立節(jié)點(diǎn)
不允許存在一部分節(jié)點(diǎn)與另一部分節(jié)點(diǎn)不相連的情況
隨機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):所有的節(jié)點(diǎn)都具有收發(fā)信息的功能;所有的節(jié)點(diǎn)隨機(jī)分布,并可動態(tài)變化。
分群結(jié)構(gòu):所有節(jié)點(diǎn)都具有相國的功能,并能在預(yù)定的通信區(qū)域內(nèi)隨機(jī)分布。若干個節(jié)點(diǎn)組成一個子群,每個子群內(nèi)是單跳網(wǎng);
群首:子群中編號最小的節(jié)點(diǎn);
信關(guān):為相鄰子群的群首提供鏈路的節(jié)點(diǎn),處于相鄰子群的重疊區(qū)域。若重疊部的節(jié)點(diǎn)多于1個,則編號小的節(jié)點(diǎn)被指定為信關(guān);
普通節(jié)點(diǎn):子群中不為群首和信關(guān)的其他節(jié)點(diǎn)。多個子群相互鏈接以覆蓋整個區(qū)域。
4.什么是移動自組織網(wǎng)絡(luò)的隱藏終端和暴露終端問題?
隱藏終端:
節(jié)點(diǎn)ACB相連,但節(jié)點(diǎn)C相對于節(jié)點(diǎn)A為隱藏終端,當(dāng)A向B發(fā)送信號時,可能會遇到節(jié)點(diǎn)C也在向B發(fā)送信號,造成節(jié)點(diǎn)B丟失雙方信號
暴露終端:
節(jié)點(diǎn)ABCD為串聯(lián)鏈路,節(jié)點(diǎn)B相對于節(jié)點(diǎn)C為暴露終端
當(dāng)節(jié)點(diǎn)B向節(jié)點(diǎn)A發(fā)送CTS控制報(bào)文時,節(jié)點(diǎn)C認(rèn)為自己可以向節(jié)點(diǎn)D發(fā)送CTS控制報(bào)文,但當(dāng)節(jié)點(diǎn)反饋的CTS會與B發(fā)送的數(shù)據(jù)報(bào)文在節(jié)點(diǎn)C發(fā)送沖突,于是節(jié)點(diǎn)C無法和節(jié)點(diǎn)D成功握手
5.簡述移動自組織網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議的分類及區(qū)別
表驅(qū)動路由協(xié)議:WRP、DSDV、OLSR 按需驅(qū)動路由協(xié)議:AODV、DSR 混合路由協(xié)議:ZRP、CBRP 基于定位的路由協(xié)議:LAR、GPSR(具體內(nèi)容另外理解記憶)
移動自組織網(wǎng)絡(luò)的路由問題較固定網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜,需要滿足下述要求:節(jié)點(diǎn)自由移動、信號衰減、有限帶寬、信號干擾;要求路由協(xié)議必須采用分布式操作;盡量支持單向鏈路;避免出現(xiàn)路由環(huán)路。因此其路由協(xié)議有如下選擇。
表驅(qū)動路由協(xié)議:新節(jié)點(diǎn)加入時更新快;有先驅(qū)節(jié)點(diǎn)記錄,可避免路由環(huán)路。但信息表過多,加重節(jié)點(diǎn)負(fù)
擔(dān),且不允許節(jié)點(diǎn)睡眠,耗電量加大,占用網(wǎng)絡(luò)帶寬。
按需驅(qū)動路由協(xié)議:當(dāng)向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送封包時,原節(jié)點(diǎn)才在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)起路由查找過程,找到相應(yīng)的路由。雖可提供最新和最短跳數(shù)路由,但建立路由時開銷較大。
混合路由協(xié)議:一種混合路由協(xié)議,綜合了先應(yīng)式路由協(xié)議和反應(yīng)式路由協(xié)議。每個節(jié)點(diǎn)的區(qū)域內(nèi)部使用路由表,在區(qū)域外部使用路由發(fā)現(xiàn)程序,利用區(qū)域的本地路由信息來獲取路由?;诙ㄎ坏穆酚蓞f(xié)議:一種典型的利用地理位置信息的路由協(xié)議。中間節(jié)點(diǎn)收到路由查詢報(bào)文后,判斷自己是否在上一節(jié)點(diǎn)的尋找區(qū)域內(nèi),如果在則轉(zhuǎn)發(fā),不在則丟棄。由于利用位置信息限制路由查詢報(bào)文的洪泛范圍,路由開銷較小。
6.簡述移動自組織網(wǎng)絡(luò)的QoS保障技術(shù)
QoS體系結(jié)構(gòu)
傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)QoS技術(shù)不再適用于移動自組織網(wǎng)絡(luò)
新要求:業(yè)務(wù)區(qū)分能力,提供定性的QoS支持;開銷小,對節(jié)點(diǎn)存儲和處理能力要求低;分布式實(shí)施;自適應(yīng)能力
QoS信令
RSVP(資源預(yù)留協(xié)議)是互聯(lián)網(wǎng)中相當(dāng)成熟和標(biāo)準(zhǔn)化的QoS信令協(xié)議,其移動性的擴(kuò)展主要集中在為蜂窩網(wǎng)絡(luò)提供QoS,解決小區(qū)的平滑切換和重路由。要求以少的信令開銷迅速建立流預(yù)約;在拓?fù)浒l(fā)生變化時能維護(hù)活躍的流
QoS路由
移動自組織的QoS路由剛起步,其自身的特點(diǎn)使蜂窩網(wǎng)絡(luò)等QoS路由不能簡單套用:移動自組織網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫允构?jié)點(diǎn)間鏈路狀態(tài)的獲取與維護(hù)變得困難;多約束的QoS路由選擇更困難;單向信道的存在使QoS路由協(xié)議設(shè)計(jì)更困難基于共享機(jī)制的信道造訪易造成信道阻塞;自身特性決定其QoS路由協(xié)議不能太復(fù)雜 QoS MAC協(xié)議
需要設(shè)計(jì)MAC QoS協(xié)議來高效地調(diào)度分組和使用帶寬,及時響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?;在不影響其他?jié)點(diǎn)的的前提下實(shí)現(xiàn)自身的QoS要求
Chap 7電信網(wǎng)絡(luò)
Part 1 Key Point 1.AMPS和ETACS的系統(tǒng)概述和呼叫處理
概述:
①在無線傳輸中采用了頻率調(diào)制
②每個無線信道實(shí)際由一對單工信道組成,彼此分隔45MHz ③需要建立高塔來支撐接收和發(fā)射天線,發(fā)射天線功率通常為數(shù)百瓦
④每個基站由控制信道發(fā)射器和接收器,以及8個以上FM雙工語音信道組成(商用基站可達(dá)57個語音信道)
呼叫處理:
2.GSM系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、信道分類及各自特點(diǎn)、幀結(jié)構(gòu)及信號處理 體系結(jié)構(gòu):
基站子系統(tǒng)(BSS):提供并管理移動臺和移動業(yè)務(wù)交換中心之間的無線傳輸通道。每個BSS包括多個基站控制器(BSC),BSC經(jīng)由MSC將MS連接到NSS 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(NSS):NSS管理著系統(tǒng)的交換功能,允許系統(tǒng)工種師對GSM的所有方面進(jìn)行監(jiān)視、診斷和檢修。該子系統(tǒng)與其他GSM子系統(tǒng)內(nèi)部相連,僅提供給負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)設(shè)備的GSM運(yùn)營方
操作支持子系統(tǒng)(OSS)信道分類:
1)業(yè)務(wù)信道(TCH):數(shù)字化的用戶編碼語音或用戶數(shù)據(jù),在前向鏈路和反向 鏈路上具有相同的功能和格式 業(yè)務(wù)信道又分為:
(1、全速率TCH:用戶數(shù)據(jù)包含在每幀的一個時隙內(nèi)
(2、半速率TCH:用戶的數(shù)據(jù)映射到相同的時隙上,但是在交替幀內(nèi)發(fā)送 2)控制信道(CCH):在基站和移動站之間傳輸信令和同步指令 控制信道又分為:(1、廣播信道(BCH)
在每個小區(qū) 中指定的ARFCH前向鏈路上運(yùn)行,僅在某些GSM幀的第一時隙發(fā)送數(shù)據(jù),只使用前向鏈路
廣播控制信道(BCCH):廣播小區(qū)和網(wǎng)絡(luò)識別、小區(qū)運(yùn)行特征(控制信道結(jié)構(gòu)、利用率和阻塞)、信道列表等消息。一個控制復(fù)幀的第二幀到5幀為BCCH數(shù)據(jù)
頻率校正信道FCCH):是一個特定的數(shù)據(jù)突發(fā)序列,占用第一個GSM幀的TS 0,在控 制信道復(fù)幀中每10幀重復(fù)一次,用于同步用戶內(nèi)部頻率與基站的頻率
同步信道SCH):出現(xiàn)在FCCH幀后的幀中的TS 0內(nèi),當(dāng)允許移動臺與基站進(jìn)行幀同步 時,SCH用來識別服務(wù)基站(2、公共控制信道(CCCH)
在廣播信道的ARFCN上,每個沒有被BCH或空閑幀使用的GSM幀的TS 0被公共控制信道占用
尋呼信道PCH):從基站向小區(qū)內(nèi)移動臺提供尋呼信號,通知指定的移動臺接收發(fā)自PSTN 的呼叫,也可提供小區(qū)廣播的ASCII文本消息
隨機(jī)接入信道RACH):是一個反向鏈路信道,用來讓用戶接收來自PCH的尋呼,也可 用 來使移動臺發(fā)出一個呼叫
接入認(rèn)可信道AGCH):被基站用來向移動臺提供前向鏈路通信,載有使移動臺在特定 物理信道中運(yùn)行的數(shù)據(jù)
(3、專用控制信道(DCCH)
為雙向信道,用于提供用戶所需的信令服務(wù)
獨(dú)立專用控制信道SDCCH):載有信令業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)在移動臺與基站相連后,基 站分配TCH之前,被認(rèn)為是一個中間的、暫時信道,用來接收BCH新完成的呼叫
慢速輔助控制信道SACCH):在前向鏈路上用來向移動臺發(fā)送慢速但規(guī)則變化的控制信 息;在反向鏈路上載有接收信號長度、TCH的質(zhì)量以及鄰近小區(qū)的BCH測量結(jié)果
快速輔助控制信道FACCH):載有緊急信息(如切換要求)
幀結(jié)構(gòu):(大概看下就行)
信號處理:(需要理解)
3.CDMA的信道特點(diǎn)
1)碼分多址(CDMA)較TDMA和FDMA具有一些優(yōu)越性,與被廣泛使用的一些蜂窩系統(tǒng)的頻帶兼容,可較經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)出用于雙模式運(yùn)行的移動臺和基站
2)通話小區(qū)內(nèi)用戶使用相同的無線信道,鄰近小區(qū)內(nèi)的用戶也可使用相同的無線信道 3)完全取消對頻率規(guī)劃的要求
4.DECT和PACS的體系結(jié)構(gòu)
DECT體系結(jié)構(gòu):
1)與ISDN相似,但不同于AMPS和GSM等蜂窩標(biāo)準(zhǔn),是為無線本地環(huán)路或城市區(qū)域接入而設(shè)計(jì)的 2)根據(jù)便攜臺接收的信號來動態(tài)分配信道,只提供普通速度的越區(qū)切換 3)物理層:采用FDMA/TDMA/TDD無線傳輸方式 4)媒體接入控制層(MAC):包括一個尋呼信道和一個控制信道 5)數(shù)據(jù)鏈路控制層(DLC):負(fù)責(zé)向網(wǎng)絡(luò)層提供可靠的數(shù)據(jù)鏈路,并對每個用戶將邏輯物理信道劃分成時隙,同時對時隙提供格式化的糾錯檢錯。
6)網(wǎng)絡(luò)層:即DECT的主要信令層,提供呼叫控制、電話交換業(yè)務(wù),及面向連接的消息業(yè)務(wù)和移動性管理。
PACS的體系結(jié)構(gòu): 1)用戶單元(SU):可是固定部分也可是便攜部分 2)無線接口(RP):連接到無線端口的控制單元RPCU 3)接入管理(AM):其中接口A是空中接口,提供SU 和RP的聯(lián)接;接口P提供通過RP連接SU和RPCU所要求的協(xié)議,且接口P通過一個嵌入操作信道(EOC)來連接RPCU及BP
Part 2 Practice Answer 1.下列說法哪個對GSM來講是不正確的?
a.上行鏈路和下行鏈路信道頻率間隔為45MHz。b.一個時隙中有8個用戶。
c.GSM調(diào)制器的蜂值頻移是GSM數(shù)據(jù)速率的整數(shù)倍。
d.GSM采用了恒包絡(luò)調(diào)制
2.GSM系統(tǒng)中,每個小區(qū)能提供多少個全速率物理頻道?
GSM均使用專為系統(tǒng)保留的兩個25MHz的頻段,即前向鏈路和反向鏈路。前向與反向有效頻段被劃分為200kHz寬的信道,該信道以絕對無線頻率信道號標(biāo)志(ARFCN),一個信道號代表一對前向、反向信道,兩者間隙為45MHz,且每個信道在8個TDMA用戶里是時間共享的。
則,一個鏈路被可被分為信息數(shù):25MHz / 200kHz = 125 由于每個信道在8個TDMA用戶里是時間共享的,所以全速率物理頻道數(shù)為:125 * 8 = 1000 3.下列AMPS信道中,哪個是空白-突發(fā)信道?
A.慢速輔助控制信道(SACCH)
B.反向語音信道(RVC)
C.尋呼信道(PC)
D.廣播控制信道(BCCH)
E.快速輔助控制信道(FACCH)
4.在DECT系統(tǒng)上用戶傳輸數(shù)據(jù)的最大速率是多少?
kbps
5.對每一個DETC系統(tǒng),在室外有明顯多徑影響的環(huán)境中,可能會出現(xiàn)什么情況?解釋你的答案,并給出定性分析。
6.下面哪個系統(tǒng)是基于微小區(qū)結(jié)構(gòu)的。選擇一項(xiàng):
A.CDMA
B.IS-95
C.USDC
D.GSM
E.DECT Chap 8 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)通信 Part 1 Key Point 1.異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的特征及研究發(fā)展趨勢 特征:
1)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)是一種由不同類型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議或不同的接入技術(shù)所組成的混合型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 2)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)可由不同制造商生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和系統(tǒng)組成 3)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的不同類型的網(wǎng)絡(luò)通過路由器連接
4)構(gòu)建異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)時,不應(yīng)該修改現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)作和融合是研究發(fā)展的趨勢。
2.軟件無線電技術(shù)
無線網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性體現(xiàn)在底層物理技術(shù)方面的空中接口差異性 軟件無線電是一種基于數(shù)字信號處理(DSP)芯片,以軟件為核心的嶄新的無線通信體系結(jié)構(gòu)。寬帶/多頻段天線、A/D/A轉(zhuǎn)換器件、DSP(數(shù)字信號處理器)技術(shù)及實(shí)時操作系統(tǒng)是軟件無線電的關(guān)鍵技術(shù)。軟件無線電(Software Defined Radio,簡稱SDR),就是采用數(shù)字信號處理技術(shù),在可編程控制的通用硬件平臺上,利用軟件來定義實(shí)現(xiàn)無線電臺的各部分功能:包括前端接收、中頻處理以及信號的基帶處理等等。即整個無線電臺從高頻、中頻、基帶直到控制協(xié)議部分全部由軟件編程來完成。
3.認(rèn)知無線電技術(shù)
1)1999年,由瑞典的一位學(xué)者提出,作為軟件無線電的發(fā)展,認(rèn)知無線電繼承了軟件無線電的開放性、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化思路,可以智能感知周圍的無線電環(huán)境特征
2)認(rèn)知無線電可通過智能感知,動態(tài)地檢測和有效地利用空閑頻譜,并能根據(jù)一定的學(xué)習(xí)和決策算法,自適應(yīng)地改變系統(tǒng)工作參數(shù)
3)可根據(jù)不同網(wǎng)絡(luò)的空中接口,實(shí)時調(diào)整自身參數(shù)與之適配,因而不需改變現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)及協(xié)議
Part 2 Practice Answer 1.簡述何為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)
異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)是一種由不同類型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議或不同的接入技術(shù)所組成的混合型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)可由不同制造商生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和系統(tǒng)組成 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的不同類型的網(wǎng)絡(luò)通過路由器連接 構(gòu)建異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)時,不應(yīng)該修改現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
2.簡述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)面臨哪些問題
異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合的參考模型或體系結(jié)構(gòu) 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的泛在移動性管理 異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的空中接口互連 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)合無線資源管理 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量(QoS)管理
3.尋找一個身邊與異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的事例,說明其具備哪些異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的特征,還有哪些方面的問題需要解決。