MKS och Industriell datakom - Övningslektion 1. Gamla tentamensuppgifter. Lösningsförslag för de flesta av uppgifterna ges i slutet av detta dokument.

Transkript

1 MKS och Indutriell datakom - Övninglektion Gamla tentamenuppgifter Löningförlag för de fleta av uppgifterna ge i lutet av detta dokument.. Du har upptäckt att din lön inte räcker långt, och har tagit ett etraknäck om pion åt en utländk underrätteleorganiation. Du har placerat ut ett antal vartvita digitala videokameror på en topphemlig indutrianläggning. Kamerorna har 6080 piel upplöning, och kvantierar å att 6 grånyaner kan urkilja. Du använder en komprimeringteknik om minkar datamängden i varje bild med 80%. Du ka överföra en bild från varje kamera 0 ggr per ekund, till en övervakningcentral. a) Hur många bit per ekund genererar varje kamera? b) Kamerorna anlut till ett bu- eller hubnät av typ fat-ethernet. Det har makapacitet 00Mbp i teorin, men i praktiken bör man inte övertiga 50Mbp för att undvika kolliioner. Hur många kameror kan man anluta? (Förumma att datapaketen har header om tar upp lite etra bandbredd.) c) En av kamerorna anlut till Internet via ett modem med överföringhatighet 8000 bit/ up-tream och bit/ down-tream. Hur tor blir tidfördröjningen för att överföra en bild? Hur många bilder per ekund kan man överföra från den kameran? 2. Nie tycker att han junger bra. För att kunna göra en egen inpelning på in ång och edan kunna para den om en WAVE-fil på datorn har han köpt en mikrofon om han anluter till ljudkortet. Sedan tartar han ljudinpelaren i Window och börjar mitra med intällningarna. Efter att ha funderat lite väljer han lutligen PCM om format och att ljudignalen ka kvantiera i nivåer. Samplingfrekvenen väljer han å att ljudignalen inte bör innehålla frekvener över,025 khz. Som en ita intällning väljer Nie mono-ljud. Hur många byte ledigt utrymme på hårddiken behöver Nie för att kunna pela in och para 5 minuter ång? Ingen datakomprimering använd.

2 6. a) En vanlig modell för mottagen effekt Pr från en radioändare på avtåndet D om änder med effekten Pr är Pr = PrG/d, där G är en dämpningkoefficient om beror av ändar- och mottagarantennterna. Antag att vår radiomottagare befinner o på avtåndet d =,0 från en radioändare om ändare om änder den ignal vi vill lyna på (nyttoignalen), och d2 =,0 från en törande radioändare. Sändarna änder på amma kanalfrekven, med amma ändareffekt Pt och amma antenndämpning G. Beräkna ignal-törförhållandet S/I i ggr, där S är den mottagna nyttoignalen effekt, och I är den mottagna törande ignalen effekt. b) På hur tort avtånd måte den törande ändaren mint befinna ig för att ignaltörförhållandet SIR ka vara mint 2dB? (5p) 7. Två identika GSM-batationer BS och BS2 om änder på amma kanalfrekven och med amma ändareffekt Batationerna befinner ig på avtåndet från varandra. Mobiltelefon MS har gjort handover till BS, men förflyttar ig ucceivt allt närmare den törande batationen BS2. Mobilen klarar 0dB ignal-törförhållande (Carrier-to-interferer ratio, CIR). På hur tort avtånd från BS blir ignalkvaliteten för låg, å att mobilen måte göra handover till en tredje batation om använder en annan kanalfrekven för att kunna fortätta kommunicera? Nyttoignal Störignal BS MS BS2 Tip: Använd följande förenklade modell av vågutbredningen för att beräkna mottagen effekt PR i mobiltelefonen från en batation nummer i på avtånd di om änder med effekten PT. T PR di, där c är en kontant om bl.a. beror av antenner och kanalfrekven, och eponenten är ungefär i tadbebyggele. (Här förumma alltå fädningen.) (p)

3 Löningförlag övning Gamla tentatal 2. Kvantiering i nivåer log bitar / ampel 2 byte / ampel. Samplingteoremet ger amplingfrekvenen 3 3 2, ,050 ampel / ekund. f Så datahatigheten blir 2 22, byte / ekund och utrymmet om behöv 5 60 ekunder 00 byte / ekund 3,3 MB. 3. a) Om man väljer en kvantieringnivå på 0 Volt, dv ett kodord för 0 Volt blir det totala antalet kvantieringnivåer om mint behöv uin(ma) M q där u in(ma) = den analoga inignalen maimala värde =, Volt q = upplöningen = 0,0 Volt Antalet bitar/ampel n om kräv få ur ambandet u n in(ma), 2 M n log 2 M log 2 log 2 9 bitar / ampel q 0,0 Samplingfrekvenen bör/måte välja å att amplingteoremet uppfyll, dv f f 2 m(ma) f m (ma) där är den analoga inignalen övre gränfrekven. För minta bithatighet välj f f =2 m (ma) =2*20 khz = 0 khz vilket ger bithatigheten R nf 9* kbp min b) Delta modulation kräver bara n = bit/ampel. Denna bit indikerar om ett ampelvärde är törre () eller mindre (0) än föregående ampelvärde. R nf * kbp min. Den nabbate förändringen av inuvågen v( t) 2in(2 000t) t 0, derivatan vid tidpunkterna 2 000,, 000 Volt är

4 dv( t) d (2in(2 000t)) co(2 000t) 6000 co(2 000t) V / Maimal lutning: Maimal Lutning dv(0) 6000 V / Stegtorle ken V 5 mv Tid mellan ampel T Så för att ytemet eakt ka kunna följa den nabbate inignalförändringen måte V V / 0, 0 ampel /. 3 T T a) S/I=( P r G/d )/( P r G/d 2 )= d 2 / d =256 ggr. b) SIR=0log(S/I)=0log(d 2 / d )= 0log(d 2 / d ) => d 2 =d *0 SIR/0 = *0 2/0 = 2,0 6. a) Svar: US/UN = 0 SNR/20 = 0 60/20 = 000 ggr. UN = mv/000 = V. T 7. Nyttoignalen, dv mottagen ignaltyrka från BS: C Störignalen, dv mottagen ignaltyrka från BS2: Signal-törförhållande i gånger: C I T T ( ) ( ) T I ( ) Signal-törförhållande tra innan handover: CIR = 0dB => C CIR / 0 0 0ggr I =>

5 0, / / / Svar: 0,8.