PODSTAWY TELEKOMUNIKACJI Egzamin I - 2.02.2011 (za każde polecenie - 6 punktów) 1. Dla ciągu danych: 1 1 0 1 0 narysuj przebiegi na wyjściu koderów kodów transmisyjnych: bipolarnego NRZ, unipolarnego RZ, AMI oraz Manchester (bifazowego). Który z nich ma najlepsze własności synchronizacyjne, a który najwyższą efektywność widmową? Najlepsze właściwości synchronizacyjne ma kod Manchester - zawsze pośrodku przesyłanego znaku występuje zmiana napięcia co znakomicie ułatwia synchronizację. Najwyższą efektywność widmową mają kody NRZ i AMI - jednemu bitowi przypisywany jest jeden poziom napięcia. 2. Terminal generuje sygnał danych z szybkością 80 kbit/s. Sygnał ten po przejściu przez układ skramblera podawany jest na wejście kodera kodu unipolarnego NRZ. Narysuj widmo sygnału na wyjściu kodera transmisyjnego, jeżeli sygnał danych ma charakter okresowy o okresie 8 bitów oraz podaj, jakie pasmo kanału będzie potrzebne do przesłania tego sygnału. W jakim celu w nadajnikach wielu systemów transmisyjnych umieszczany jest układ skramblera? 1/Tb = Rb = 80 kbit/s 1/To = 10kHz Rb = T * B B = Rb / T = 80 kbit/s / 1 = 80 khz Zalety skramblera: łatwiejsza synchronizacja dzięki usunięciu długich ciągów 0 lub 1 rozprasza moc sygnału równomiernie, zmniejszając interferencję międzykanałową
(Na powyższym obrazku mamy obwiednię NRZ (po dokładny kształt kieruję do slajdów) + szum biały - do niego podobny jest sygnał danych po przejściu przez skramblera). 3. Wymień i krótko opisz poznane metody rozpraszania widma oraz podaj zalety transmisji sygnałów z widmem rozproszonym. DS - direct sequence, sygnał danych bezpośrednio wymnażany przez sekwencję rozpraszającą FH - frequency hopping, częstotliwość sygnału nośnego jest zmieniana zgodnie z sekwencją rozpraszającą TH - time hopping, sygnał danych jest transmitowany w oknach czasu wyznaczanych przez sekwencję rozpraszającą (żadnego CM w wykładzie o spread spectrum nie było, więc pomijam. google milczy) Zalety transmisji sygnałów przy użyciu spread spectrum: Odporność na zakłócenia (głównie wąskopasmowe) i interferencje Wielu użytkowników może współdzielić to samo pasmo Sygnał danych niedostępny bez znajomości kodu rozpraszającego CDMA (którego podstawą jest SS) nie wymaga synchronizacji sieciowej
4. Dla ciągu danych: 0 1 1 0 narysuj przebiegi na wyjściu modulatorów dwuwartościowych PSK (odwzorowanie bezpośrednie) i DPSK (odwzorowanie różnicowe). W jakim celu stosuje się modulację DPSK (w czym odwzorowanie różnicowe jest lepsze od bezpośredniego)? (W DPSK 1 zmienia fazę, 0 podtrzymuje aktualną fazę) DPSK: zmniejsza BER w kanałach wprowadzających duże zniekształcenia fazowe umożliwia zbudowanie dużo prostszego demodulatora (nie musimy odtwarzać i synchronizować sygnału modulującego, wystarczy nam porównanie odebranej próbki sygnału z poprzednią próbką) 5. Porównaj dwie metody ochrony danych przed błędami: ARQ i FEC (podaj podstawowe różnice). Co decyduje o wyborze metody, jaką możemy zastosować w konkretnym systemie transmisyjnym? ARQ detekcja błędów i retransmisja błędnie odebranego bloku konieczność opracowania protokołu transmisyjnego zmniejszenie szybkości efektywnej transmisji w wyniku retransmisji oraz przesyłania potwierdzeń konieczność buforowania danych opóźnienia odbioru poszczególnych bloków mogą się znacznie różnić dane odbierane przez użytkownika końcowego są pozbawione błędów detekcja błędów tania w implementacji i szybka idealna metoda do przesyłania danych między komputerami FEC korekcja błędów w odebranym ciągu metody korekcji skomplikowane i czasochłonne dane przekazywane użytkownikowi mogą zawierać błędy przy dużej liczbie błędów dekoder może ją jeszcze zwiększyć jednakowe opóźnienie odbioru kolejnych danych brak protokołu transmisyjnego brak bufora idealna metoda dla systemów czasu rzeczywistego (mowa, obraz) O wyborze metody decydują następujące aspekty: czy najważniejsze jest dla nas takie samo opóźnienie między kolejnymi blokami
(wybieramy FEC) czy częstość błędów w kanale pozwala na przesłanie danych bezbłędnie? (jeśli nie, wybierzemy FEC) czy istotny jest koszt implementacji kodera i dekodera? (jeśli tak, wybieramy ARQ) czy odebranie danych częściowo błędnych ale na czas jest dopuszczalne? (np. transmisja wideo, wybieramy FEC) czy dane odebrane muszą być bezbłędne? (ARQ) 6. Na wejście kodera splotowego o parametrach: R = 1/2, L = 5, g 1 = 23 8, g 2 = 35 8 podano ciąg danych: 1 1 1. Znajdź zakodowany ciąg wyjściowy. W jakim celu w systemach wykorzystujących kody splotowe do korekcji błędów (np. GSM) do każdego kodowanego bloku dopisuje się tzw. tail bits (ciąg zer) i ile ich będzie w przypadku powyższego kodera? R = 1/2; L = 5; g 1 = 010011; g 2 = 011101; we = 111; Ciąg wejściowy po dodaniu tail bits: 11100 (ładujemy do kodera zaczynając od MSB) zawartość rejestru y 1 y 2 10000 1 1 11000 1 0 11100 1 1 01110 1 0 00111 0 0 zakodowany ciąg = 1110111000 Tail bits są dopisywane, aby sekwencja kodowana miała długość równą długości rejestru przesuwnego, tak aby został dla niej wykonany jeden pełen cykl kodowania splotowego. Dzięki temu zawsze kodujemy ciągi bitów długości L. (zgadywanka) W powyższym przypadku dopisaliśmy 2 tail bits, żeby długość kodowanego ciągu była równa 5. 7. W systemach telekomunikacyjnych (jak ISDN czy GSM) wyodrębniono trzy grupy usług telekomunikacyjnych. Podaj nazwy tych grup, kryteria podziału oraz wymień przykładowe usługi z systemu ISDN (po 3 z każdej grupy). a) Usługi przenoszenia (transmisyjne, bazowe) zapewnienie zdolności do określonego sposobu przesyłania informacji strumień cyfrowy bez ograniczeń (UDI) mowa sygnał akustyczny w paśmie 3.1kHz
b) Teleusługi zapewnienie możliwości łączności za pomocą aparatów końcowych telefonia 3.1kHz telefonia 7kHz wideokonferencja c) Usługi dodatkowe (dodane) - MSN - wielokrotny numer abonenta - TP - przenośność terminala - HOLD - podtrzymanie połączenia 8. Podaj, jakie bloki, spośród wymienionych poniżej, powinny pojawić się w nadajniku systemu transmisji bezprzewodowej WLAN i wyjaśnij dlaczego. Bloki: koder mowy według standardu G.711, koder kodu transmisyjnego Manchester, skrambler, modulator, koder splotowy, koder kodu cyklicznego CRC. (ktoś zna standard transmisji WLAN?.. na pewno odpada koder mowy) 9. W podstawowej wersji systemu UMTS (Rel.99) zdefiniowano 3 klasy terminali, różniące się maksymalnymi szybkościami transmisji: 144 kbit/s, 384 kbit/s, 2048 kbit/s. Dlaczego wybrano właśnie takie wartości? Dla zapewnienia zgodności ze standardem ISDN: 144 - dostęp podstawowy ISDN (2x64 + 16) 384 - usługi wideokonferencji z ISDN (6x64) 2048 - dostęp pierwotny ISDN (+64) 10. Jakie są różnice pomiędzy dostępem podstawowym a pierwotnym w ISDN? Dostęp podstawowy: 2 kanały użytkowe (B) o przepływności 64 kbit/s 1 kanał sygnalizacyjny (D) o przepływności 16 kbit/s Dostęp pierwotny: 30 kanałów typu B o przepływności 64 kbit/s 1 kanał typu D o przepływności 64 kbit/s