Firma: 4. T1.- Compare la máxima distancia alcanzada con los sistemas de comunicaciones ópticas siguientes para un régimen binario R

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Aarón Fidalgo Cuenca
hace 5 años
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1 Apellidos Nombre DNI TEORÍA Grupo Firma: 4 T1.- Compare la máxima distancia alcanzada con los sistemas de comunicaciones ópticas siguientes para un régimen binario R b = 100 Mbits/sec : SISTEMA 1.- Longitud de onda de trabajo: 850 nm Diodo láser de GaAlAs o Potencia acoplada a la fibra: 0 dbm. Coherencia espectral: σ = 3 nm. Detección por Fotodiodo de avalancha (APD) de sensibilidad 50 dbm Fibra monomodo psec o Atenuación: 1,5 db/km. Dispersión total: -60 nm km Pérdidas por conector: 1 db/conector. Pérdidas por soldadura: 0,1 db/soldadura Máxima longitud de cada tramo de fibra: 10 km SISTEMA 2.- Longitud de onda de trabajo: 1300 nm Diodo LED de InGaAsP, o Potencia acoplada a la fibra: 13 dbm. Coherencia espectral: Detección por Diodo PiN de sensibilidad 38 dbm Fibra de índice gradual monomodo o Atenuación: 0,5 db/km. Dispersión total: 2 psec nm km λ σ = 50 nm. Pérdidas por conector: 1 db/conector. Pérdidas por soldadura: 0,1 db/soldadura Máxima longitud de cada tramo de fibra: 10 Km. Margen de seguridad, en ambos casos, 6 db. Nota: Sistema: emisor-(fibra-soldadura-conector)-(fibra-soldadura-conector)-...-detector T2. Para cada uno de los siguientes apartados, defina los conceptos y describa con brevedad las relaciones entre ellos (con los comentarios más relevantes que estime oportunos): a) Distorsión lineal, interferencia entre símbolos y distancia del enlace. b) Diafonía, ruido térmico y capacidad del canal. c) Calidad del enlace, modelo discreto de canal y matriz de probabilidad. λ

2 T3.- Considere un canal de comunicaciones móviles con el siguiente perfil de retardo en la potencia (power delay profile) Potencia (mw) φ (0; ) h τ Calcule los siguientes parámetros Retardo medio Dispersión del retardo Clasifique los desvanecimientos que introduce el canal sobre una señal modulada a 200 ksímbolos por segundo. T4.Calcule la capacidad del canal con memoria que se representa en la siguiente figura (indique claramente los supuestos que emplea): 0.4 S0 S1 0.4 S2 Canales sin memoria asociados a los estados: S0 S1 S

3 PROBLEMAS No escriba en las zonas con recuadro grueso N o Apellidos Nombre 1 2 DNI Firma: Grupo P1.- Considere el enlace descendente (estación base (BS) estación móvil (MS)) en un sistema de comunicaciones móviles celular con las siguientes características: Frecuencia de portadora: f = 960 MHz c Estación base (BS) o Potencia de salida de la estación base: P BS =20 W o Ganancia de la antena de la estación base (incluyendo las pérdidas de la línea de transmisión): G BS = 8 db o Altura de la antena en la estación base: h BS =30 m. Estación Móvil (MS) o Altura de la antena en la estación móvil: h MS =1 m. o Ganancia de la antena de la estación móvil: G MS = -3 db o Sensibilidad del receptor: -102 dbm a) Considerando un entorno urbano, el modelo de propagación de Okumura-Hata y una desviación estándar de la potencia recibida σ outdoor = 8 db, calcular el radio de la celda con el que se asegura que: 1. La probabilidad de tener cobertura (potencia recibida > sensibilidad del receptor) es del 50 % 2. La probabilidad de tener cobertura es del 90 % b) Considere ahora que, además, se exige proporcionar cobertura in-door. Suponiendo que: Para el tramo out-door sigue siendo válido el modelo de Okumura-Hata del apartado a). Las pérdidas por traspasar la pared (que separa el tramo out-door y el indoor ) siguen un modelo lognormal con 20 db de media y 10 db de desviación estándar (independiente del modelo Okumura-Hata). La altura efectiva de la antena en la estación móvil es: h MS =3 m. Calcule el radio de la celda con el que se asegura: 1. La probabilidad de tener cobertura es del 50 % 2. La probabilidad de tener cobertura es del 90 %

4 Ayuda: L = log ( fc) 13.82log ( hbs) log ( hbs) log ( d) + a( h MS ) donde: f c : frecuencia (MHz) h BS : Altura efectiva de la antena transmisora (m) [30 a 200 m] h MS : Altura efectiva de la antena receptora (m) [1 a 10 m] d : distancia (km) a(h MS ) = (1.1 log f c 0.7) h MS (1.56 log f c 0.8) z Q(z) z Q(z) z Q(z) z Q(z) (3 PUNTOS)

5 P2. Estudiaremos en este problema el comportamiento de un canal acústico, como muestra la Fig. 1. Como se puede apreciar en ella, la transmisión se efectúa en el interior del agua (que supondremos salada, sea water ), por medio de transceptores ACÚSTICOS, con una velocidad de propagación de 1500 m/s. Nivel del mar transceptores fondo marino Figura Si el transmisor utiliza una potencia de 10W (supondremos que las ganancias de los transceptores son 0 db), una señal digital BPSK de 100Hz de ancho de banda y modulada con una portadora de 50 KHz (ultrasonidos); y el receptor, situado a 8.2 Km, tiene una temperatura de ruido de T=290 K, y emplea un margen de enlace de 10dB, determínese la relación Eb/No y la probabilidad de error correspondiente (sin considerar desvanecimiento). Notas: En la Figura 3. se proporciona la atenuación añadida (a la de espacio libre) en este canal. 2. Indique cuál sería la variación de la distancia que se obtendría con la misma Pe del apartado 1, de incorporar en el receptor un amplificador de potencia con 20 db de ganancia y un factor de ruido de 10dB. (Esta modificación NO aplica a los demás apartados). 3. Como se puede apreciar en la Fig. 1, este canal está sujeto a multi-propagación (en diferentes modos/rayos). Clasifique (i.e., indique si es o no es selectivo en tiempo y frecuencia) este canal a partir del perfil de potencia que se da en la Fig. 2, y considerando que la velociadad relativa máxima de los transceptores es de 0.1 m/s. F Figura Considerando que el desvanecimiento es lento y de tipo Rayleigh, proporcione una expresión completa para la densidad de probabilidad de Eb/No sabiendo que ésta varía, durante el 1% del tiempo, entre el valor calculado en el apartado 1 y 40 db menos.

6 5. Ajuste un modelo de Gilbert a los datos del apartado 4, indicando explícitamente los valores de la matriz de transición de probabilidades y los canales sin memoria asociados a los dos estados.calcule la capacidad de este canal. 6. Si consideramos que la transmisión se realiza en ráfagas (cuya longitud está acotada por la variación temporal del canal, calculada en el apartado 3), y el uso de códigos limitados a una ráfaga, indique la redundancia necesaria para conseguir una Pe=10^ Con la intención de sopesar la posibilidad de transmitir video a 100Kbps en este canal, para algún margen de distancias, se pide estimar la capacidad de este canal en función de la distancia a partir de la Figura 3. Indique sus conclusiones. Sugerencias para el apdo. 7: - Aproxime la curva de la Fig. 3 por una recta de pendiente de 45 grados. - Estime la capacidad en d=100, 1000 y 2000 metros. - Divida el espectro en tres regiones donde se transmita potencia y una banda de corte. Figura 3. (3 PUNTOS)

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