Exam text content

/
D= Yoga

ELT-41200 Langattoman tietoliikenteen perusteet
Tentti ja 2. välikoe, 17.12.2019 / Jukka Talvitie

Liitteenä kaavakokoelma (2 sivua). Kurssikalvoja yms. muuta materiaalia ei saa käyttää. Tenttipaperia ei
tarvitse palauttaa. Mukana saa olla oma laskin.

Voit vastata joko tenttiin, 2. välikokeeseen, tai molempiin. Paras suoritus huomioidaan.
Tentti: kysymykset 1-6
2. välikoe: kysymykset 46

1. — Selitä, mitä tarkoitetaan kanavan koherenssiajalla ja koherenssikaistanleveydellä. Miten nämä liittyvät
termeihin Doppler-haje ja viivehaje. Entä mitä tarkoittaa kanavan aikaselektiivisyys ja
taajuusselektiivisyys ja miten ne liittyvät edellä mainittuihin suureisiin?

2. — a) Oletetaan, että 4G-datayhteys LTE-verkon tukiasemasta matkapuhelimeen toimii toivotulla tavalla,
mikäli signaalikohinasuhde matkapuhelimen radiovastaanottimessa on vähintään 25 dB. Tukiaseman
antennivahvistus on 15 dBi ja kaapelihäviöt 2 dB. Vastaavasti matkapuhelimen antennivahvistus on 0
dBi ja kaapelihäviöt 0 dB. Vastaanottimen kohinaluku on 6 dB ja toimintalämpötilaksi oletetaan 288 K.
Radiotien etenemisvaimennus on 130 dB ja käytetty signaalin kaistaleveys on 20 MHz. Kuinka monta
wattia pitää olla tukiaseman lähetysteho, jotta yhteys toimii?

b) Mikä on matkapuhelimen etäisyys tukiasemasta, kun oletetaan vapaan tilan vaimennusmalli ja yllä
mainittu radiotien etenemisvaimennus 130 dB. Käytetty lähetystaajuus on 1.2 GHz.

3. LTE-järjestelmässä (4G) käytetään Suomessa taajuustason dupleksointia (FDD). Mitä tämä tarkoittaa?
Mitä muita dupleksointiperiaatteita on mahdollista käyttää langattomassa tietoliikenteessä? Pohdi mitä
etuja, haittoja/haasteita taajuustason dupleksoinnilla on verrattuna aikatason dupleksointiin (TDD), joka
on keskeisessä roolissa tulevissa 5G-verkoissa.

4. a) Selitä lyhyesti käsitteet uudelleenkäyttökerroin ja
uudelleenkäyttöetäisyys liittyen soluverkkokonseptiin (käytä
vastauksissasi hyväksesi kuvan 1 kaltaista hahmotelmaa):

b) Mikä on ryppään koko N kuvan määrittelemässä
soluverkossa. Olettaen tässä tapauksessa, että solun kantama
R= 500 m, mikä on uudelleenkäyttöetäisyys D?

c) Miten ryppään koko N, uudelleenkäyttöetäisyys D ja solun
kantama R vaikuttavat soluverkossa esiintyvän samankanavan
häiriön määrään? Mikäli häiriö halutaan minimoida, pitääkö
arvoja N, D, ja R kasvattaa vai pienentää (pohdi kukin arvo Kuva 1: Taajuuksien

erikseen)? uudelleenkäyttö soluverkoissa

 

5. Kuvaile lyhyesti mitä tarkoittavat matkapuhelimen radiolinkin ”lepo/idle-tila” (RRC IDLE) ja
”aktiivinen-tila” (RRC ACTIVE). Lisäksi selitä lyhyesti seuraavat käsitteet/toiminnot liittyen
matkapuhelinverkkojen radioresurssien hallintaan ja ilmaise samalla onko kyseessä RRC IDLE- vai
RRC ACTIVE-tilan toiminto.

a) Solun uudelleenvalinta (cell reselection)
b) Solunvaihto (handover)

c) Hakutoiminnallisuus (paging)

d) Satunnaispääsyprosessi (random access)

6. a) Selitä pääpiirteittäin GPS-paikannuksen toimintaperiaate. Millaisia virhelähteitä satelliittipaikannus-
järjestelmiin sisältyy?
b) Kuvaile ainakin 3 eri menetelmää, joilla laite voidaan paikantaa langattomassa verkossa. Pohdi
millaisia etuja ja haasteita kyseisten menetelmien käyttöön liittyy.
ELT-41200 Langattoman tietoliikenteen perusteet (Basic Course on Wireless Communications)

Liite tenttiin (sivu 1/2) — Appendix for the exam (page 1/2)

 

ä 2
> = E SA 4-2 G=1 22) P,[dBm]=-198.6+1010g,, 7+10108,, B+ NF:n
4xR An c
1 oo(20h AN dy V
L =32.4+20108 5 dy, + 2010810 Jasu j=4sin (29) P,(d)=P, (3)

L = A+ B108 9 (fy: ) 138210810 (1) +[C— 65510810 (1, 10810 (din) = K

  

150—1500 MHz | 1500-2000 MHz
69.55 46.3

 

 

F W
L=1L,;+20108,d+Y,FAF(f) +Y WAF(w)

JA w=1

26.16 33.9

 

 

P,(d) = P,(d,)-10n10g,, (d/dy)+ Ys

 

 

 

P. -P(d,)+10n10g,,(d/d,) 1 ? 0
= p(P(d)<P =]- Zmin R/T ——-8106 04 x)=——|e"""dt
Po = PPe(d) < Pain) o| n, 00)=-= J
N 15 1 < 1 <
fo=70s0 S)" 4-75 )P0) a 7 20-4)P)
NU i av 1=0 av 7=0
afu1-| £ £)
fa
fa e)= et" ferla)=se Juruo)=te 2)
7 Pro R R 5 g? 0 o?,
= - 24,7, 2L N 4,7, e
s,(0=>,a(mp-nT.) T=4,T,e"" =ILe T=4,T,e YP =Le
n=0

Continued on other side >
ELT-41200 Langattoman tietoliikenteen perusteet (Basic Course on Wireless Communications)

Liite tenttiin (sivu 2/2) — Appendix for the exain (page 2/2)

C=MKN = MS N=P+ij4j" 0-2 JN

 

 

 

€ 16 e
4-5 4=v4, Pr[blocking] ="! Prpdelay>0]= —"<<-
our YAI 4 +0(1-4)+ =
i=0 EC) = i
R 2; Pi
PG=10108,| % roo p=el,1)=r+cM
b X aiB5P; +;
N oc = 2 = = 2da S sinpoc (0) = sign sin Npoc”it

Erlang B capacity with 1%, 2%, 3% and 5% blocking

 

 

[ 1780 [ 1550 |
19:50
23.70

 

.00 2

:
10.50 5 5 27. 3
3