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Lorenzo Nieto Moya
hace 5 años
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1 Apellidos Nombre DNI Firma: SISTEMAS Y CANALES DE TRANSMISIÓN (TEORÍA) Grupo No escriba en las zonas con recuadro grueso N o T1.- Enumere los indicadores de calidad de transmisión vistos en esta asignatura proporcionando para cada uno un ejemplo de aplicación posible, o sistema en uso que lo emplee (o quizás debiera emplearlo), justificando sus respuestas. T2.- Defina el concepto sensibilidad de un receptor, proporcione un sistema de transmisión que lo emplee, y discuta sus ventajas y desventajas respecto al indicador Eb/No. T3.- Describa las fuentes de ruido en un receptor de comunicaciones ópticas. Teniendo en cuenta su explicación anterior, justifique cuál de los dos modelos de canal discreto aplicaría en para modelar la probabilidad de error en los sistemas de comunicaciones ópticas Modelo 1 Modelo 2

2 T4.- Se quiere calcular el número medio de símbolos que se pierden durante un desvanecimiento en un canal de comunicaciones móviles plano en frecuencia. La frecuencia de portadora es 1.9 GHz, la velocidad es 120 km/h y la tasa de símbolos es 5 Msimbs/seg. Realice los cálculos suponiendo que los desvanecimientos tienen lugar cuando la envolvente es inferior a 0.5 veces su valor RMS. N(ρ)/f Numero de Cruces por segundo (normalizado) Doppler max db ρ [db] (normalizado) N = π e

3 SISTEMAS Y CANALES DE TRANSMISIÓN (PROBLEMAS) No escriba en las zonas con recuadro grueso N o Apellidos Nombre 1 2 DNI Grupo Firma: P1.- Considere un sistema de comunicaciones digitales con las siguientes características: Modulación Adaptativa: S o Si la relación señal a ruido,, medida en el punto #1 del receptor (ver N figura) supera los 15 db, se emplea una modulación 16-QAM. S o Cuando la < 15 db, se emplea una 4-QAM. N Frecuencia de portadora: 2.4 GHz. Ancho de banda de la señal digital: 6 MHz. Potencia de transmisión: 1 W. Antenas isótropas. G TX =0 db; G RX = 0 db. El diagrama de bloques del receptor se muestra en la siguiente figura: T = 180K A Línea con pérdidas L = 1 db Preamplificador F 1 =2 db G 1 = 15 db B= 6 MHz Temperatura ambiente: 290 K Temperatura de referencia To=290K Amplificador F 2 = 15 db G 2 = 30 db B= 6 MHz #1 NO S 15 db N SÍ Demodulador 4 QAM Demodulador 16 QAM Pr[ error bit] Pr[ error bit] Cuestiones sobre el receptor. 1. Calcule la figura de ruido del receptor (exprésela en decibelios). 2. Calcule la potencia del ruido térmico en el punto #1 (exprésela en dbm). 3. En condiciones de propagación de espacio libre, calcule la distancia a la que el sistema conmuta de la modulación 16-QAM a la 4-QAM.

4 Caracterización de un canal. Se quieren determinar los parámetros de un modelo log-normal que describa las pérdidas de gran escala en un canal de comunicaciones radio de tipo urbano. Para obtener dicho modelo, se realizan una serie de medidas de las prestaciones del sistema de comunicaciones descrito anteriormente. A 100 m. del transmisor se lleva a cabo una medida de la potencia de señal recibida en la entrada del demodulador. El valor medido es de -36 dbw. Esta distancia se considerará como distancia de referencia (d 0 = 100 m.) para el resto de medidas y para ajustar el modelo del canal. F P = 1 W TX A B C D E En las distancias indicadas en la figura (y que se especifican en la tabla siguiente), se llevan a cabo medidas de la probabilidad de error de bit. Como podrá observar, en los puntos A, B y C hay visión directa, mientras que existe bloqueo en los puntos D, E y F. Estas medidas arrojan los siguientes resultados. Punto Distancia TX-RX Modulación Prob. de error de bit A 4500 m 16-QAM B 5000 m 16-QAM C 6000 m 16-QAM D 6025 m 4-QAM E 7000 m 4-QAM F 8000 m 4-QAM

5 1. Obtenga el valor numérico de los parámetros n y σ del modelo log-normal que mejor (en términos de mínimo error cuadrático medio) explican las pérdidas en el canal teniendo en cuenta la medidas en los puntos A, B y C. 2. Repita el apartado anterior, esta vez considerando las medidas obtenidas en D, E y F. Ayuda: QAM 4-QAM BER E b /N 0 (db) (3 PUNTOS)

6 P2.- La empresa NewCom.com dispone de una instalación de líneas en una zona geográfica con la siguiente distribución de longitudes: Longitud (metros) % Su departamento de marketing estima que se pueden ofrecer los siguientes servicios de transmisión: Servicio Precio ( /mes) 10 Kbps Kbps Kbps 60 (Notas: Estos servicios se ofrecen por cada línea, y sólo es posible ofrecer uno por línea. Se supone que los correspondientes usuarios estarían interesados en el servicio disponible de mayor tasa de transmisión que asegurase una calidad alta). Restringido por legislación, la banda disponible por línea (se suponen todas iguales, salvo por la longitud), B, es la de 9 KHz a 95 KHz (en frecuencias positivas y negativas). Y las medidas de ruido dan como valor más probable (tómese como fijo): 5 ( f ) W + N( f) 10 Hz =, para f >0, (para f<0, el grafo simétrico). La potencia máxima disponible por los transmisores es de 25 W, y el factor de pérdidas 4 con la distancia es de 10 d, donde d es la distancia en Km. NOTA: Sea ordenado con las operaciones matemáticas y trate de reutilizarlas lo más posible. La precisión numérica de los resultados es importante para la puntuación de este ejercicio.

7 Se pide: 1. Calcule la potencia total de ruido (en W), NT, en el receptor. 2. Calcule la distancia máxima (D1) a la que, de forma óptima según el Teorema de "water filling", se emplea el total del ancho de banda disponible. Nota: indique cuál es la potencia recibida a esa distancia (S1). 3. Calcule la capacidad del canal, C1, a distancia D1. Estime la capacidad, EC1, que tendría un canal con el ancho de banda B, una potencia disponible S1 y una potencia de ruido NT uniformemente repartida. 4. Repita los apartados 2 y 3 para los siguientes casos y dibuje los valores de capacidad en la gráfica que se proporciona: a. D2, S2, C2, EC2 correspondientes a la distancia máxima en que de forma óptima se utiliza sólo la mitad del ancho de banda disponible. b. D3, S3, C3, EC3 correspondientes a la distancia máxima en que de forma óptima se utiliza sólo la tercera parte del ancho de banda disponible. c. Observando los valores sobre la gráfica, Qué conclusión obtiene sobre las aproximaciones EC a la capacidad? (Para las estimaciones EC, emplee siempre en ancho de banda total con NT y las potencias de señal correspondientes). 5. Asumiendo que es posible obtener un módem que consiga el 80% de la capacidad de la línea, y utilizando los valores calculados en los apartados 3 y 4, estime los ingresos mensuales podría tener la compañía. (Si no ha resuelto los apartados anteriores, emplee la curva "Best case"). (3 PUNTOS)

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