7 - ΣΔΥ50 - ΟΣΣ4 - Παρουσίαση ΓΕ4

Ανϊλυςη Σϋταρτησ Γραπτόσ Εργαςύασ (ΓΕ4)

ΓΕ4 Καλύπτει τα κεφϊλαια

1, 3, 5-7, 10, 12 του βιβλύου του Garg

H εκφώνηςη ϋχει ανακοινωθεύ ςτο web χώρο τησ ΘΕ ΣΔΥ50 και περιλαμβϊνει το πρότυπο (template), ςτο οπούο θα ςυμπληρώςετε τα ςτοιχεύα ςασ και τισ απαντόςεισ

Υποβολό ηλεκτρονικϊ μϋςω study.eap.gr

Δύνουμε πολύ μεγϊλη ςημαςύα ςτην περιεκτικότητα και ςαφόνεια των απαντόςεων

Ημερομηνύα παρϊδοςησ εργαςύασ: 3/4/2016

2

Ερώτημα 1 –Διϊδοςη ραδιοκυμϊτων, χρόνοσ ςυνοχόσ, εύροσ ζώνησ ςυνοχόσ, ρυθμόσ μεταβολόσ του αςύρματου καναλιού [13 μονϊδεσ] (~ 200 λϋξεισ)

α) Εύναι ο χρόνοσ ςυνοχόσ ενόσ αςύρματου καναλιού αντιςτρόφωσ ανϊλογοσ του εύρουσ ζώνησ ςυνοχόσ, ναι ό όχι και γιατύ; Εξηγόςτε ςυνοπτικϊ τύ εύναι ο χρόνοσ ςυνοχόσ και τύ το εύροσ ζώνησ ςυνοχόσ του αςύρματου καναλιού.

β) Υποθϋςτε πωσ περπατϊτε ςτον δρόμο μιλώντασ ςτο κινητό ςασ. Μπορεύτε να υπολογύςετε πόςο ςυχνϊ μεταβϊλλεται το αςύρματο κανϊλι;

γ) Γιατύ εύναι ςημαντικόσ ο ρυθμόσ μεταβολόσ του αςύρματου καναλιού ςε ςυςτόματα κινητών επικοινωνιών;

Υπόδειξη: Στο ερώτημα β, θεωρεύςτε ότι η ταχύτητα κύνηςησ του χρόςτη εύναι 1/3 m/sec και χρηςιμοποιεύ ςύνδεςη κινητόσ τηλεφωνύασ η οπούα λειτουργεύ ςτη μπϊντα των 1800 ΜΗz. Επύςησ δεν λαμβϊνουμε υπόψη ςτην προςϋγγιςη μασ κινόςεισ ϊλλων ανθρώπων ό αντικειμϋνων.

3

Μζροσ Α- Διάδοςη ραδιοκυμάτων-Φυςικό Επίπεδο

Ερώτημα 2 –Διαμόρφωςη Ορθογωνικόσ Πολυπλεξύασ με Διαύρεςη υχνότητασ [6 μονϊδεσ] (~ 100 λϋξεισ)

(α) Σε ποιεσ εφαρμογϋσ ό πρότυπα που γνωρύζετε χρηςιμοποιεύται το πρότυπο OFDM;

(β) Ποια εύναι η βαςικό ςυνθόκη που πρϋπει να ιςχύει ςχετικϊ με την απόςταςη δύο υποκαναλιών ςε ϋνα ςύςτημα OFDM;

(γ) Με βϊςη την απϊντηςό ςασ ςτο προηγούμενο ερώτημα, εϊν ςχεδιϊζατε το δικό ςασ πρότυπο OFDM, θα χρηςιμοποιούςατε μεγϊλη ό μικρό διϊρκεια ςυμβόλου OFDM και γιατύ;

4

Μζροσ Α- Διάδοςη ραδιοκυμάτων-Φυςικό Επίπεδο

Ερώτημα 1 –Κυψελοειδό δύκτυα FDM/TDMA [24 μονϊδεσ] (~250 λϋξεισ)

Θεωρεύςτε ϋνα GSM δύκτυο ςτο οπούο οι ςταθμού βϊςησ εύναι τοποθετημϋνοι ςτα κϋντρα των κυψελών και ϋχουν ιςοτροπικϋσ κεραύεσ. Ο εκθϋτησ απωλειών εύναι n=4. Θεωρεύςτε πωσ η ελϊχιςτη απαιτούμενη ςχϋςη μϋςησ ιςχύοσ ςόματοσ προσ μϋςη ιςχύ παρεμβολόσ εύναι 19 dB. O κϊθε χρόςτησ μιλϊ κατϊ μϋςο όρο 5 λεπτϊ ανϊ τηλεφώνημα και τηλεφωνεύ κατα μϋςο όρο 2 φορϋσ ανϊ ώρα. Η κϊθε πλευρϊ μιασ κυψϋλησ εύναι 1 Κm και η πυκνότητα των χρηςτών εύναι 100 χρόςτεσ/Κm2. Θεωρεύςτε ότι οι χρόςτεσ εύναι ομοιόμορφα κατανεμημϋνοι ςτη γεωγραφικό κϊλυψη του δικτύου. Να βρεθούν τα παρακϊτω:

5

Μζροσ Β –Κυψελοειδή Δίκτυα Κινητήσ Τηλεφωνίασ

Ερώτημα 1 –Κυψελοειδό δύκτυα FDM/TDMA [24 μονϊδεσ] (~250 λϋξεισ)

i) To μϋγεθοσ ομϊδασ που μεγιςτοποιεύ τη χωρητικότητα του δικτύου.

ii) H ϋνταςη κύνηςησ που παρϊγει κϊθε χρόςτησ.

iii) Η ςυνολικό ϋνταςη κύνηςησ.

iv) O ελϊχιςτοσ ςυνολικόσ αριθμόσ ςυχνοτικών καναλιών του δικτύου ώςτε η πιθανότητα μπλοκαρύςματοσ μιασ αύτηςησ για κλόςη να μη ξεπερνϊ το 2%.

Σημεύωςη: Όπου απαιτεύται, μπορεύτε να χρηςιμοποιόςετε τον Erlang B

calculator που υπϊρχει ςτο http://www.erlang.com/calculator/erlb/.

6


Ερώτημα 2 –Μεύωςη τησ εκπεμπόμενησ ακτινοβολύασ [3 μονϊδεσ] (~80 λϋξεισ)

Ένασ πϊροχοσ κινητόσ τηλεφωνύασ αναθϋτει ςε ϋνα ςτϋλεχόσ του να υποδεύξει μια πολιτικό η οπούα θα μειώςει την εκπεμπόμενη ακτινοβολύα από ςταθμούσ βϊςησ κινητόσ τηλεφωνύασ. Το ςτϋλεχοσ προτεύνει διϊςπαςη κυψελών. Σχολιϊςτε αν πρϊττει ςωςτϊ ό όχι και δικαιολογόςτε ςυνοπτικϊ την απϊντηςό ςασ.

7


Ερώτημα 1– ARQ ϋναντι διόρθωςησ ςφαλμϊτων [12 μονϊδεσ] (~150 λϋξεισ)

Θϋλουμε να επιλϋξουμε μεταξύ χρόςησ ARQ Stop and Wait και διόρθωςησ ςφαλμϊτων ςτο δϋκτη για να αντιμετωπύςουμε ϋνα ενθόρυβο αςύρματο κανϊλι. Στη προςϋγγιςη ARQ ο αποςτολϋασ τοποθετεύ ςε κϊθε μεταδιδόμενο πακϋτο ϋνα επιπλϋον byte ώςτε ο δϋκτησ να μπορϋςει να ανιχνεύςει ςφϊλματα λόψησ. Σε περύπτωςη ςφϊλματοσ λόψησ, μόλισ ο αποςτολϋασ δε λϊβει το αναμενόμενο ACK, προχωρϊει αμϋςωσ ςε επαναμετϊδοςη. Στη προςϋγγιςη τησ διόρθωςησ ςφαλμϊτων ςτο δϋκτη, τυχόν ςφϊλματα ςτο πακϋτο μπορεύ να διορθωθούν από το δϋκτη μϋςω του πεδύου διόρθωςησ ςφαλμϊτων που τοποθετεύ ο αποςτολϋασ ςε κϊθε πακϋτο. Το πεδύο αυτό ϋχει μόκοσ 7 bytes. Θεωρεύςτε τα ακόλουθα:

8

Μζροσ Γ – Πρωτόκολλα ARQ

Ερώτημα 1– ARQ ϋναντι διόρθωςησ ςφαλμϊτων [12.μονϊδεσ] (~150 λϋξεισ)

1. Οποιοδόποτε λανθαςμϋνο πακϋτο μπορεύ να ανιχνευθεύ από το ςύςτημα ARQ και να διορθωθεύ από το ςύςτημα διόρθωςησ ςφαλμϊτων ςτο δϋκτη.

2. Όλα τα πακϋτα δεδομϋνων (πριν την προςθόκη πεδύων από τα δύο ςυςτόματα) ϋχουν μόκοσ 43 bytes

3. H καθυςτϋρηςη διϊδοςησ και οι καθυςτερόςεισ επεξεργαςύασ των πακϋτων δεδομϋνων και ACK εύναι μηδενικϋσ.

4. Στη μϋθοδο ΑRQ, τα ACK και τα επαναμεταδιδόμενα πακϋτα λαμβϊνονται πϊντοτε ςωςτϊ.

5. Τα ACK πακϋτα ϋχουν μϋγεθοσ 1 byte.

9


Ερώτημα 1– ARQ ϋναντι διόρθωςησ ςφαλμϊτων [12.μονϊδεσ] (~150 λϋξεισ)

Αν PERR εύναι η πιθανότητα ϋνα πακϋτο δεδομϋνων να ληφθεύ εςφαλμϋνα κατϊ την πρώτη του μετϊδοςη, να καθοριςτεύ, ςυναρτόςει του PERR, ποια μϋθοδοσ οδηγεύ ςε ταχύτερη μετϊδοςη των πακϋτων δεδομϋνων.

10


Ερώτημα 2– Πρωτόκολλο Stop and Wait [15 μονϊδεσ] (~200 λϋξεισ)

Θεωρεύςτε δύο κινητούσ ςταθμούσ S1, S3 που επικοινωνoύν μϋςω ενόσ ςταθμού S2, όπωσ φαύνεται ςτο παρακϊτω Σχόμα. Oι ςυνδϋςεισ μεταξύ των ςταθμών ϋχουν ρυθμό μετϊδοςησ 1 Mbps, τα πλαύςια δεδομϋνων ϋχουν μϋγεθοσ 1000 bits, οι επιβεβαιώςεισ (ACK) 10 bits και οι αποςτϊςεισ μεταξύ γειτονικών ςταθμών εύναι ύςη με 30 Km. Η ταχύτητα διϊδοςησ εύναι ύςη με τη ταχύτητα του φωτόσ (3x108 m/sec). Αγνοόςτε οποιαδόποτε ϊλλη καθυςτϋρηςη.

11


S1

S3

S2

Ερώτημα 2– Πρωτόκολλο Stop and Wait [15 μονϊδεσ] (~200 λϋξεισ)

Μετρόςεισ ϋχουν δεύξει ότι η πιθανότητα εςφαλμϋνησ λόψησ ενόσ πακϋτου (δεδομϋνων ό επιβεβαύωςησ) ςε μια ςύνδεςη εύναι 0.01 για τη ςύνδεςη S1-S2 και 0.02 για τη ςύνδεςη S2-S3. Πρϋπει να επιλϋξετε μεταξύ δύο ςεναρύων:

1) ϋνα πρωτόκολλο Stop and Wait υλοποιεύται μεταξύ των ςταθμών S1 και S3, ενώ ο S2 εύναι απλόσ αναμεταδότησ.

2) ξεχωριςτϊ πρωτόκολλα επανεκπομπόσ Stop and Wait υλοποιούνται μεταξύ των ςταθμών S1, S2 και των ςταθμών S2, S3.

Ποιο ςενϊριο ϋχει την καλύτερη απόδοςη; Σχολιϊςτε ςύντομα γιατύ το ςενϊριο αυτό ϋχει τη καλύτερη απόδοςη.

12


Ερώτημα 1– slotted ALOHA [12 μονϊδεσ] (~150 λϋξεισ)

Θεωρεύςτε δύο κόμβουσ Α και Β, οι οπούοι εύναι ςυνδεδεμϋνοι ςε ϋνα κανϊλι όπου η πολλαπλό πρόςβαςη γύνεται με το πρωτόκολλο slotted ALOHA. Υποθϋςτε ότι ο κόμβοσ Α ϋχει να ςτεύλει περιςςότερα δεδομϋνα από τον Β. Για το λόγο αυτό, η πιθανότητα pA μετϊδοςησ του Α ςε κϊθε ςχιςμό ρυθμύζεται ώςτε να εύναι μεγαλύτερη από την αντύςτοιχη πιθανότητα (pΒ) του Β.

(α) Να βρεθούν, ςυναρτόςει των pA, pΒ, ςχϋςεισ για τη μϋςη ρυθμαπόδοςη του Α και τη μϋςη ρυθμαπόδοςη του δικτύου των δυο κόμβων.

(β) Εϊν pΑ=2pΒ, η μϋςη ρυθμαπόδοςη του Α θα εύναι διπλϊςια εκεύνησ του Β; Αν όχι, να βρεθεύ η ςχϋςη μεταξύ pΑ, pΒ ώςτε να εύναι εφικτό το παραπϊνω.

13

Μζροσ Δ – Πρωτόκολλα MAC

Ερώτημα 1– slotted ALOHA [12 μονϊδεσ] (~150 λϋξεισ)

(γ) Εϊν ςτο δύκτυο εύναι ςυνδεδεμϋνοι Ν κόμβοι, με τον κόμβο Α να ϋχει πιθανότητα μετϊδοςησ ανϊ ςχιςμό 2p, ενώ η αντύςτοιχη πιθανότητα για κϊθε ϊλλο κόμβο εύναι p, να βρεθούν, ςυναρτόςει του p ςχϋςεισ για τη μϋςη ρυθμαπόδοςη του Α και τη μϋςη ρυθμαπόδοςη οποιουδόποτε ϊλλου κόμβου

14


Ερώτημα 2– Πιθανότητα επαναμετϊδοςησ [4 μονϊδεσ] (~50 λϋξεισ)

Θεωρεύςτε ϋνα δύκτυο slotted ALOHA με Ν ςταθμούσ να αναμϋνουν κϊθε φορϊ να μεταδώςουν ςε κϊθε χρονικό ςχιςμό. Υποθϋςτε ότι μπορεύτε να ρυθμύςετε κϊθε ςταθμό ώςτε κϊθε μετϊδοςό του να πραγματοποιεύται με πιθανότητα p. Να βρεθούν ςυναρτόςει του Ν οι τιμϋσ του p που ςτατιςτικϊ επιτρϋπουν επιτυχό μετϊδοςη πακϋτου δεδομϋνων ςε κϊθε χρονικό ςχιςμό.

15


Ερώτημα 3– Ρυθμαπόδοςη slotted ALOHA [6 μονϊδεσ] (~50 λϋξεισ)

Σε ϋνα δύκτυο slotted ALOHA, η διαδικαςύα αφύξεων εύναι Poisson με ρυθμό 500 πακϋτα/sec και οι μετρόςεισ ϋχουν δεύξει ότι λειτουργεύ ςτη μϋγιςτη τιμό ρυθμαπόδοςησ. Αν το μϋγεθοσ πακϋτου ιςούται με 3000 bits, να βρεθεύ ο ρυθμόσ μετϊδοςησ του αςύρματου καναλιού ςε Mbps

16


Documents

7 - ΣΔΥ50 - ΟΣΣ4 - Παρουσίαση ΓΕ4