Szyszka2 (1) PDF - Notatki z Telekomunikacji

1. Co to jest koder kanałowy, narysować schemat nadajnika i odbiornika z koderem kanałowym. Wymienić i opisać podstawowe rodzaje koderów kanałowych. Koder kanałowy to urządzenie stosowany w telekomunikacji i transmisji danych, którego zadaniem jest poprawa niezawodności pr...

1. Co to jest koder kanałowy, narysować schemat nadajnika i odbiornika z koderem kanałowym. Wymienić i opisać podstawowe rodzaje koderów kanałowych. Koder kanałowy to urządzenie stosowany w telekomunikacji i transmisji danych, którego zadaniem jest poprawa niezawodności przesyłania informacji w obecności zakłóceń. Jest to część systemu kodowania kanałowego, który wprowadza nadmiarowe dane do przesyłanej informacji, umożliwiając wykrywanie i korekcję błędów powstających podczas transmisji. o Koder kanałowy – mapuje k bitów na n bitów, gdzie k < n Dodanie dodatkowych bitów umożliwia detekcję błędów transmisji 1. Kody blokowe a. Opis: Dane są dzielone na bloki o stałej długości, do których dodawane są bity nadmiarowe Każdy blok jest kodowany niezależnie. 2. Kody splotowe a. Opis: Dane są kodowane w sposób ciągły, a nie w blokach. Koder splotowy wykorzystuje pamięć (rejestry przesuwne) do generowania bitów nadmiarowych na podstawie bieżących i poprzednich bitów danych. 3. Kody CRC (Cyclic Redundancy Check) a. Opis: Służą głównie do wykrywania błędów, a nie ich korekcji. CRC generuje sumę kontrolną na podstawie danych, która jest wysyłana razem z nimi. Odbiornik oblicza CRC dla odebranych danych i porównuje z wysłaną sumą kontrolną. 4. Kody LDPC (Low-Density Parity-Check) a. Opis: Są to kody blokowe, które wykorzystują macierze rzadkie (o niskiej gęstości) do generowania bitów nadmiarowych. Charakteryzują się bardzo dobrą wydajnością w korekcji błędów.  2. Zadanie praktyczne z dodaniem odpowiedniego bitu parzystości lub nieprzejrzystości do ciągu bitów. Zadanie: Dla ciągu 1010101 dodać odpowiedni bit parzystości. Bit parzystości to dodatkowy bit, który sprawia, że liczba jedynek w ciągu staje się parzysta (parzystość) lub nieparzysta (nieparzystość). Dla parzystości: o Liczba jedynek w ciągu 1010101 to 4 (parzysta). Dodajemy 0 jako bit parzystości: 1010101 + 0 = 10101010 Dla nieparzystości: o Dodajemy 1, by liczba jedynek była nieparzysta: 1010101 + 1 = 10101011 3. Co to jest mechanizm wielodostępności w systemie telekomunikacyjnym, podać warunek wielodostępności w dziedzinie czasu i częstotliwości. Opisać mechanizmy wielodostępności TDMA i FDMA i narysować schematy nadajników je wykorzystujące. Mechanizm wielodostępności pozwala wielu użytkownikom korzystać z tego samego kanału komunikacyjnego jednocześnie, minimalizując interferencje. Czas - Użytkownicy korzystają z kanału w różnych przedziałach czasowych. Częstotliwości-Kanał jest podzielony na różne pasma częstotliwości.  TDMA (time division multiple access) wielodostęp z podziałem czasu W jednym momencie czasu wysyła tylko jeden klient a reszta czeka na swoją kolej. Po krótkim odstępie czasu kolejka się zmienia FDMA (frequency division multiple access) wielodostęp z podziałem częstotliwości Każdy użytkownik ma przydzielone unikalne pasmo częstotliwości. Dla innych użytkowników ten sygnał jest równy 0 4. Opisać ogólnie mechanizm wielodostępności CDMA oraz podać i opisać jego rodzaje. CDMA (code division multiple access) wielodostęp z podziałem kodu. Każdy użytkownik otrzymuje unikatowy kształt sygnału (kod). Dobrane kody spełniają warunek o poprawności DS-CDMA (direct sequence CDMA) CDMA z bezpośrednim rozpraszaniem Kod składa się z krótkich impulsów (1 || -1) o czasie Tc. Istnieje N krótkich impulsów które tworzą kod FH-CDMA (frequency hopping CMDA) CDMA z hoppingiem częstotliwości. Każdemu userowi przypisuje się częstotliwość , która jest wykorzystywana tylko przez niego. Dba o to system. No chyba że się spierdoli MC-CMDA (multicarrier CDMA) CDMA ze zwielokrotnianą falą nośną Tworzy się impuls składający się z kilku częstotliwości. Poprzez odpowiednie dobranie '1' i '-1' można spełnić warunek o poprawności 5. Opisać techniki modulacji analogowej 1. Modulacja amplitudy (AM) a. Opis: Amplituda sygnału nośnego jest zmieniana proporcjonalnie do sygnału informacyjnego. b. Zalety: Prosta implementacja, niska złożoność odbiornika, c. Wady: Wrażliwość na zakłócenia, niska efektywność energetyczna. d. Zastosowanie: Radio AM, telewizja analogowa. 2. Modulacja częstotliwości (FM) a. Opis: Częstotliwość sygnału nośnego jest zmieniana proporcjonalnie do sygnału Informacyjnego. b. Zalety: Odporność na zakłócenia, lepsza jakość dźwięku. c. Wady: Większa złożoność odbiornika, większe zużycie pasma. d. Zastosowanie: Radio FM, telewizja analogowa. 3. Modulacja AM-SC / DSB-SC (double side-band suppressed carrier) a. Opis: To rodzaj modulacji amplitudy, w której fala nośna jest wytłumiona (nie jest transmitowana), a przesyłane są jedynie dwie wstęgi boczne (dolna i górna). Z tego względu nazywa się ją dwuwstęgową modulacją amplitudy z wytłumiona falą nośną. Jest to sposób dzięki, któremu nie tracimy energii na przesyłanie fali nośnej, a jedynie samych danych. 6. Wymienić i opisać najważniejsze parametry sieci telefonii komórkowej. 1. Pojemność systemu Definicja: Liczba jednoczesnych połączeń lub użytkowników na danym obszarze. 2. Wydajność spektralna Definicja: Efektywność wykorzystania pasma (b/s/Hz). Parametr ten określa wydajność transferowania danych przy dostępnej szerokości pasma. 3. Latencja Definicja: Opóźnienie między wysłaniem żądania a otrzymaniem odpowiedzi, a więc wskaźnik określający responsywność sieci komórkowej.  4. Parametry techniczne Definicja: Parametry techniczne i percepcyjne wpływające na jakość połączeń. Przykład: - szybkość przesyłania danych, - opóźnienia w transmisji, - utrata przesyłanych pakietów danych i konieczność ich retransmisji 5. Parametry quasi-pecepcyjne Definicja: - dostępność usługi, - ciągłość jej świadczenia, - czas dostępu do usługi, - jakość transmitowanych treści (mowy, obrazu czy szybkości transmisji danych) 7. Opisać mechanizm przełączanie połączenia radiowego w systemie sieci komórkowej (ssk). Handoff - proces przeniesienia kanału użytkownika z jednej stacji bazowej do drugiej bez przerywania połączenia. Najczęściej przy przemieszczaniu się terminala z miejsca na miejsce, powinien być niezauważalny z punku widzenia użytkownika. Margines mocy stacji bazowej powinien być dobrany odpowiednio uwzględniając minimalny czas potrzebny na przełączanie i nieuzasadnione przeprowadzanie tego procesu 8. Wymienić i opisać rodzaje interferencji sygnału występujące w ssk. Interferencje - zakłócenia sygnału spowodowane dodatkowymi sygnałami w tym samym spektrum częstotliwości. Źródła: użytkownicy, inne komórki, źródło emitujące sygnał(cb-man) Wspólne kanały - przesłuchy pomiędzy dwoma transmisjami radiowymi w komórkach wykorzystujących te same zestawy częstotliwości Przyległe kanały - interferencje między kanałami znajdującymi się w sąsiadujących komórkach = rośnie S/I 9. Wymienić i opisać sposoby zwiększanie gęstości abonentów istniejącej w ssk Podział komórek sieci - podział komórki na mikrokomórki z własnymi stacjami bazowymi (mniejsza moc) = zwiększenie pojemności przez zwiększenie krotności wykorzystania kanałów Sektoryzacja komórek - podział komórek na sektory, zamiast jednej dookólnej anteny kilkoma antenami kierunkowymi Mikrokomórki - komórka podzielona na strefy mikrokomórek podłączonych do tej samej stacji bazowej i dzielących te same kanały radiowe (mniej interferencji, mniejsze rozmiary sprzętu, brak przełączania pomiędzy mikrokomórkami) = zwiększenie mocy systemu 10. Co to jest komórka w ssk, podać wady i zalety zmniejszania wielkości komórki. Komórka - obszar który znajduje się w zasięgu jednego nadajnika (stacji bazowej) wykorzystującej określoną liczbę dostępnych kanałów o Zalety: Większa pojemność systemu, Nadajniki o mniejszej mocy o Wady: Potrzeba zwiększenia liczby komórek, Częstsza aktualizacja Położenia 11. Co to jest zjawisko zaniku sygnału w ssk, czym jest spowodowane i jakie są sposoby jego zmniejszania. Zjawisko zaniku sygnału: to gwałtowne zmiany amplitudy, fazy i opóźnień sygnału radiowego, które występują na krótkich odległościach lub w krótkim czasie. Może to znacznie pogorszyć jakość połączenia w sieciach komórkowych. Osłabienie sygnału radiowego z powodu przeszkód, odbić lub dyfrakcji. Przyczyny: o Tłumienie w materiałach. o Wielodrogowość sygnału. Sposoby redukcji: o Dywersyfikacja anten. o Stosowanie modulacji odpornych na zakłócenia. 12. Narysować schemat połączeń i opisać funkcje i właściwości bloków funkcjonalnych systemu GSM. {Trzymajcie się bo będzie grubo z rysowaniem} Stacje ruchome (MS mobile station) Zespół stacji bazowych (BSS base station subsystem) Część komutacyjno-sieciowa (NSS network and switching subsystem) – o centrale, centrale tranzytowe, rejestry systemu Zespół eksploatacji i utrzymania (OMS operations and maintenance subsystem) MS Podstawowa (obróbka sygnału nadawanego i odbieranego) Systemowe (pomiar i regulacja mocy, frequency hopping) Transmisja mowy i danych UI BBS Część transmisyjna (stacje bazowe) i sterująca^3 (sterowniki stacji) Połączenia radiowe lub przewodowe NSS Centrala systemu ruchomego (MSC mobile switching centre) - zestawianie połączeń pomiędzy abonamentami, połączona z BSC i innymi MSC, taryfikacja połączeń Centrala tranzytowa GMSC - łączenie z innym sys. telekomunikacyjnym Rejestr macierzysty (HLR home location register) - baza danych abonamentów tylko lokalnych. Zawiera logikę biorącą udział w komutacji łączy i pakietów. W pizde ważny, zawsze ma awaryjny bliźniaczy rejestr Rejestr stacji obcych (VLR visitors location register) - => MSC, dane o MS, które znajdują się w obszarze centralowym, zapisuje parametry szyfrowania i identyfikacji oraz stan OMS (konfiguracja i administrowanie systemem ,lokalizacja i usuwanie uszkodzeń, umożliwia pracę z danymi o abonamentach) 13. Opisać budowę, rodzaje, zastosowania, wady i zalety symetrycznych i współosiowych torów przewodowych. Symetryczne tory przewodowe (skrętka) o Jedna lub więcej par skręconych z sobą przewodów miedzianych. o Zastosowania – łącza telekomunikacyjne, sieci komputerowe, przesyłanie analog i cyfra ▪ Zalety: Tanie, elastyczne ▪ Wady: Wrażliwe na zakłócenia Podział na nieekranizowane (UTP - unshielded twisted pair) i ekranizowane (FTP - foiled twisted pair, STP - shielded twisted pair). Współosiowe tory przewodowe (kablarony koncentryczne) o Jeden przewód w środku drugiego; kabel gorący (postać drutu/linki miedzianej), ekran (oplot) ▪ Zalety: Ochrona przed zakłóceniami ▪ Wady: Droższe. 2 rodzaje - impedancja falowa 50 Ohm (sieć komputerowa) lub 75 Ohm (antena TV i piwerko)