Tentin tekstisisältö

ELT-41200 Langattoman tietoliikenteen perusteet
1. välikoe, 21.10.2019 / Jukka Talvitie

Mukana saa olla oma ei-ohjelmoitava laskin. Koepaperin liitteenä on kaavakokoelma.

1. Selitä lyhyesti seuraavat termit langattoman tietoliikenteen -kontekstissa:
Isotrooppinen säteilijä

dBi-yksikkö

Doppler-siirtymä

Dupleksointi

Koodaussuhde (forward error-correction -periaatteen kontekstissa)

ö& RB pe

2. Oletetaan järjestelmä, jossa on lähetin ja vastaanotin 288.15 K lämpötilassa. Lähetettävän signaalin
lähetysteho on 1 W ja vastaanottimen kohinaluku on 6 dB:
a. Mikäon lähetysteho dBm-yksikössä?
b. Mikä on etenemisvaimennus 200 m päässä lähettimestä olettaen seuraavan kaltainen
yksinkertaistettu etenemismalli etenemisvaimennuseksponentilla n=3:

L x =40.4+10n10g,5 d

missä d on annettu metreissä.

c. Olettaen kohdan b) etenemisvaimennus ja lähetyskaistanleveys B = 100 MHz, mikä on
vastaanotetun signaalin signaali-kohinasuhde (SNR)?

d. Jotta saavutettaisiin signaali-kohinasuhde 30 dB, sallittu etenemisvaimennus on Lp = 88 dB.
Mikä on tässä tapauksessa etäisyys lähettimen ja vastaanottimen väl illä (olettaen yhä b)-kohdan
malli)?

e. Pohdi kohdassa b) käytetyn etenemisvaimennusmallin soveltuvuutta käytännön järjestelmissä:
Kuinka hyvin malli pystyy mallintamaan etenemisvaimennusta eri ympäristöissä? Lisäksi,
verrattuna — perinteiseen vapaan tilan etenemisvaimennusmalliin, mitä — olennaista
etenemisvaimennusparametria ei ole mallissa huomioitu lainkaan?

3. Oletetaan että langattomassa verkossa paikallaan oleva tukiasema lähettää radiosignaalia liikkuvalle
verkon käyttäjälle. Käyttäjälaitteessa vastaanotettuun signaaliin vaikuttaa nopeasti häipyvä kanava
monitie-etenemisestä ja vastaanottimen liikkeestä johtuen.

a. Selitä termi kanavan koherenssiaika
b. Selitä termi kanavan koherenssikaistanleveys
c. Tarkastele kahta seuraavaan kaltaista skenaariota ja pohdi kuinka ne eroavat toisistaan kanavan
koherenssiajan ja koherenssikaistanleveyden suhteen.
i. Käyttäjälaite on tietokoneluokassa yliopiston kampuksella ja käyttää langatonta
yhteyttä WLAN 802.11 -tukiasemaan (langaton lähiverkko).
ii. Käyttäjälaite on junassa Suomen maaseudulla ja käyttää langatonta yhteyttä
matkapuhelinverkon tukiasemaan, joka sijaitsee junan ulkopuolella.
d. Millaisia diversiteettimenetelmiä voidaan käyttää vähentämään häipymisen vaikutuksia
käyttäjälaitteessa?
ELT-41206 Basic Course on Wireless Communications
1. Midterm exam, 21.10.2019 / Elena-Simona Lohan

Own non-programmable calculator is allowed. As attached is a collection of eguations.

1. Explain briefly the following terms related to the context of wireless communications:

a. —Isotropic radiator

b. dBiunit

c. Doppler shift

d. Duplexing

e. Coderate (in context of forward error-correction)

2. Assumea system of a transmitter and a receiver at an operating temperature of 288.15 K. The transmission

power of the transmitted signal is 1 W and the receiver noise figure is 6 dB.
a. Whatis the transmission power in dBm unit?

b. What is the transmission loss at the receiver at. 200 m away from the transmitter, assuming a

simplified path loss model of the following type, with path loss coefficient n=3:

Lp =40.4+10n10g,5 d ,

where d is given in meters.

c. Assuming the path loss given in (b) and a transmission bandwidth of B = 100 MHz, what is the

signal-to-noise ratio (SNR) of the received signal?

d. In orderto reach the signal-to-noise ratio of 30 dB, the allowed path loss is L4s= 88 dB. In this
case, what is the distance between the transmitter and the receiver (still assuming the model

given in (b))?

e. Discussthe practical feasibility of the path loss model given in (b): How accurately it can model
the path loss in different environments? In addition, compared to conventional free-space path
loss model, which essential radio propagation model parameter is not considered in the model

 

at all?

3. Assume that in a wireless network, a stationary base station (or a network access node) transmits a radio
signal to a moving user device. At the user device, the received signal is affected by a fast fading channel

due to multipath propagation and the user mobility.
a. Explain the term coherence time of the channel
b. Explain the term coherence bandwidth of the channel

co. Consider the two following scenarios and discuss how they differ from each other in terms of

coherence time and coherence bandwidth:

i. The user device is at a computer class room in the university campus and utilizes the
wireless connection provided by a WLAN 802.11 access point (wireless local area

network).

ii. Theuser device is on a train in rural area of Finland and utilizes the wireless connection
provided by a mobile network base station, which is located outside the train.
d. How and which type of diversity methods can be used to reduce the effect of fading in the user

device?