HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

Like dokumenter
Et lag er en samling relaterte funksjoner som tilbyr tjenester til laget over og bruker tjenester fra laget under.

HIST PROGRAM FOR ELEKTRO- OG DATATEKNIKK St.Øv.

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

EKSAMEN. Emne: Datakommunikasjon

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

EKSAMEN. Emne: Datakommunikasjon

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

Kapittel 11. Multipleksing og multippel aksess

Emnekode: SO 380E. Dato: I L{. aug Antall oppgaver: -4

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

EKSAMENSOPPGAVE. ü Kalkulator med tomt dataminne ü Rottmann: Matematisk Formelsamling. rute

Avdelingfor ingeniørntdanning

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

Emnekode SO380E. Dato:

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for lærer- og tolkeutdanning

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for informatikk og e-læring

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

Eksamensoppgave i TELE2001 Reguleringsteknikk

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

NTNU Fakultet for lærer- og tolkeutdanning

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

EKSAMEN I EMNE SIE 4015 BØLGEFORPLANTNING

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

Emnenavn: Fysikk og kjemi. Eksamenstid: 9:00 til 13:00. Faglærer: Erling P. Strand

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

Avdeling for ingeniørutdanning

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

EKSAMEN. Oppgavesettet består av 3 oppgaver. Alle spørsmål på oppgavene skal besvares, og alle spørsmål teller likt til eksamen.

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

Nye standarder for WiMAX: IEEE j og m

Emnenavn: Fysikk og kjemi. Eksamenstid: 9:00 til 13:00. Faglærer: Erling P. Strand

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

EKSAMEN. Emne: Datakommunikasjon

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME Mandag 4. desember 2006 kl

01-Passivt Chebychevfilter (H00-4)

EKSAMENSOPPGAVE. MNF-6002 Videreutdanning i naturfag for lærere, Naturfag trinn 2. Kalkulator Rom Stoff Tid: Fysikktabeller (utskrift)

EKSAMEN. Oppgavesettet består av 3 oppgaver. Alle spørsmål på oppgavene skal besvares, og alle spørsmål teller likt til eksamen.

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

EKSAMEN Emnekode: ITD12011

EKSAMENSOPPGAVE. Adm.bygget, Aud.max. ü Kalkulator med tomt dataminne ü Rottmann: Matematisk Formelsamling. rute

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG

Hjelpemidler: D Ingen trykte eller håndskrevne hjelpemidler tillatt. Bestemt, enkel kalkulator tillatt.

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Tirsdag 27. mai 2008 kl

Løsningsforslag til EKSAMEN

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMENSOPPGAVE FAG: IAD DATAKOMMUNIKASJON OG SIGNALOVERFØRING LÆRER: ERLING STRAND

Punktladningen Q ligger i punktet (3, 0) [mm] og punktladningen Q ligger i punktet ( 3, 0) [mm].

EKSAMEN. Emne: Datakommunikasjon

Løsningsforslag til EKSAMEN

= 10 log{ } = 23 db. Lydtrykket avtar prop. med kvadratet av avstanden, dvs. endring ved øking fra 1 m til 16 m

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

UNIVERSITETET I OSLO

Universitetet i Stavanger Institutt for petroleumsteknologi

Eksamen i emne TFE4110 DIGITALTEKNIKK MED KRETSTEKNIKK. Lørdag 5. juni Tid. Kl LØSNINGSFORSLAG

Eksamensoppgave i TFE4110 DIGITALTEKNIKK MED KRETSTEKNIKK

KONTINUASJONSEKSAMEN TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Onsdag 17. august 2005 kl

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME I Mandag 5. desember 2005 kl

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I FAG SIF 4012 ELEKTROMAGNETISME (SIF 4012 FYSIKK 2) Onsdag 11. desember kl Bokmål

UNIVERSITETET I OSLO.

EKSAMEN. Emne: Datakommunikasjon. Dato: 30. Nov 2016 Eksamenstid: kl. 9:00 til kl. 13:00

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

EKSAMEN TFY4155 ELEKTROMAGNETISME FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME Tirsdag 31. mai 2005 kl

EKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

Løsningsforslag til EKSAMEN

KONTINUASJONSEKSAMEN TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Fredag 11. august 2006 kl

AVDELING FOR TEKNOLOGI

Eksamensoppgave i MA1103 Flerdimensjonal analyse

EKSAMEN I TMA4285 TIDSREKKEMODELLER Fredag 7. desember 2012 Tid: 09:00 13:00

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

UNIVERSITETET I TROMSØ. EKSAMENSOPPGAVE i FYS-1002

EKSAMEN. Oppgavesettet består av 3 oppgaver. Alle spørsmål på oppgavene skal besvares, og alle spørsmål teller likt til eksamen.

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for lærer- og tolkeutdanning

Programme Making and Special Events. Kvar er det plass til trådlause mikrofonar og videokamera?

Løsningsforslag til EKSAMEN

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Onsdag 3. juni 2009 kl

WiMAX grenseløst bredbånd? Rekkevidde, kapasitet og smarte løsninger. Ingvar Henne. WiMAX fremtiden er trådløs Oslo

TEKNOSTART 2017 Prosjektoppgave for studieretning Elektronisk systemdesign og innovasjon

UNIVERSITETET I OSLO.

UNIVERSITETET I OSLO

Transkript:

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi Målform: Bokmål Eksamensdato: 15.1.014 Varighet/eksamenstid: 09.00 14.00 Emnekode: Emnenavn: TELE3004 Trådløs kommunikasjon Klasse(r): 3EE 3EI Studiepoeng: 10 Faglærer(e): (navn og telefonnr på eksamensdagen) Stein Øvstedal, tel.73559615, Stig Petersen tel.9300311 Kontaktperson(adm.) (fylles ut ved behov kun ved kursemner) Hjelpemidler: Oppgavesettet består av: (antall oppgaver og antall sider inkl. forside) Vedlegg består av: (antall sider) Kalkulator HP30S eller Citizen: SR70, SR70X, skriveog tegnesaker. 5 oppgaver, 6 sider (med framsida) 1 side Merknad: Oppgaveteksten kan beholdes av studenter som sitter eksamenstiden ut. NB! Les gjennom hele oppgavesettet før du begynner arbeidet, og disponer tiden. Dersom noe virker uklart i oppgavesettet, skal du gjøre dine egne antagelser og forklare dette i besvarelsen. Lykke til!

Oppgave 1 (ca. 0 %) a) Hva er, og hva tilbyr, et lag i en protokollstakk? b) Hvilke egenskaper defineres vanligvis av fysisk lag i en trådløs protokoll? c) Hva er multiple medium aksessmetoder, og hva brukes de til? d) Forklar prinsippene for TDMA. e) Forklar prinsippene for FDMA. f) Hva er CDMA? Forklar kort hvordan radiospekteret brukes i tid og frekvens. g) Nevn to metoder for å lage spredt spekter (CDMA). h) Hva er interferens og hvordan oppstår det? i) Hva er støy? j) Hva kan skje med et radiosystem som blir utsatt for støy og interferens? k) Hvorfor er,4 GHz et populært frekvensbånd? l) Hvilke egenskaper ved radiokommunikasjon påvirkes av valg av frekvens (lav, høy)? m) Forklar hva vi mener med 3-dB båndbredden for ei antenne. n) Forklar hovedprinsippet til ei parabolantenne (sett navn på elementene). o) Hvilke to parametre bestemmer strekningsdempningen (bølgeutbredelse)? p) Forklar begrepet bitfletting («interleaving»). q) Forklar begrepet antenneforsterkning (vinning, «gain»). r) Hva er QPSK? Forklar. Oppgave (ca. 5 %) a) Tegn blokkdiagram av en dobbelsuperheterodynmottaker. Du skal lage en mottaker (dobbelsuperheterodyn) for mobiltelefoni med fast inngangsfilter. Filteret dekker frekvensbåndet (1805 MHz -1880 MHz). 1. lokaloscillatorfrekvensen (LO) (innstillbar) ligger over mottakerfrekvensen.. LO-frekvens ligger lavere enn signalet fra 1.mellomfrekvens (MF). Det skal være en mottaker med to mellomfrekvenser. De to mellomfrekvensfiltrene har senterfrekvens på henholdsvis 170 MHz og 10,7 MHz. Krav til minimum speilfrekvensdempning er 60 db. b) Skriv på blokkskjemaet de nødvendige frekvenser (oscillator-, speil- og filterfrekvenser mm) i mottakeren når den er innstilt til 1850 MHz. Hva er mottakerens speilfrekvenser? c) Tegn filterkarakteristikken for inngangsfilteret slik at speilfrekvensdempningen akkurat er lik kravet ved den mest ugunstige speilfrekvensen. Anta et symmetrisk båndpassfilter. Skriv på frekvenser og nivåer. Kommenter resultatet. d) Skisser karakteristikken til. mellomfrekvensfilter. Anta +/ 00 khz båndbredde ( 6dB). Anta 60 db båndbredde på +/ 400 khz. Angi frekvensene. e) Ofte kan det være gunstig å benytte to mellomfrekvenser. Hva oppnår vi i første mellomfrekvenstrinn, og hva oppnår vi i andre mellomfrekvenstrinn?

Oppgave 3 (ca. 0 %) a) Fortell om egenskapene til det fysiske laget til IEEE 80.15.4. Forklar to av metodene for vurdering av ledig kanal (clear channel assessment) som kan benyttes av IEEE 80.15.4. Hvilke nettverkstopologier støttes av IEEE 80.15.4? Lag en enkel skisse for hver av topologiene. b) Hva er formålet med WirelessHART og ISA100.11a? Hvilken egenskap er det som gjør at WirelessHART og ISA100.11a er mer robust mot støy og interferens enn ZigBee og 6LoWPAN? Hvilke(n) multippel aksessmetode(r) bruker WirelessHART og ISA100.11a? Nevn to forskjeller mellom WirelessHART og ISA100.11a. Hva mener man med trådløs instrumentering? c) Vi har et WirelessHART-nettverk som skissert nedenfor, med 5 noder og en nettverksadministrator. Pilene i figuren representerer linker som er definert. Linkene er to-veis, dvs. at det f.eks. er en link for kommunikasjon fra A til B, og en for B til A. Gitt at systemet har to tilgjengelige kanaler, hva er minimum antall tidsluker man trenger for å få plass til alle linkene? Illustrer fordelingen av linker i en tabell med kanal og tidsluker. Bruk gjerne bokstaven N for nettverksadministratoren. Oppgave 4 (ca. 10 %) En sender med senderfrekvens på,4 GHz (i et trådløst nett) har en sendereffekt på 1 mw. Mottakeren har en følsomhet på 100 dbm. S/N antas lik 10 db. Anta at vi har ei antennevinning på 3 db både på sender og mottaker. Mottakerbåndbredden er MHz. a) Hvor lang avstand kan vi teoretisk kommunisere på i åpent lende? Utfør beregningen. b) På grunn av støy måler du kortere rekkevidde. Du måler støygulvet til 70 dbm med 00 khz båndbredde. Hva blir da det laveste signalet som kan mottas? c) Hva blir da teoretisk rekkevidde med denne støyen? Dersom du ikke har funnet støyeffekten i forrige spørsmål kan du anta en støyeffekt. 3

Oppgave 5 (ca. 5 %) Velg for hvert delspørsmål det alternativ som synes mest riktig. Dersom du velger feil vil det bli trukket en tredjedel av det et rett svar gir. «Vet ikke» gir 0 poeng. Sammenlagt poengsum i oppgave 5 kan ikke bli negativ. Skriv svaret ditt på gjennomslagsarket. a) Hva er formålet med 6LoWPAN? 1. Industrielle anvendelser.. Økt datarate. 3. IPv6 trafikk. 4. Lengre rekkevidde. b) Hvor mange lag er det i OSI-modellen? 1. 3. 5 3. 7 4. 9 c) Hvor mange dbm er 100 mw? 1. 10. 0 3. 50 4. 100 d) Hvor mange mw er 13 dbm? 1. 0,05. 0,13 3. 13 4. 100 e) På hvilken frekvens opererer Bluetooth? 1. 433 MHz. 868 MHz 3.,4 GHz 4. 5 GHz f) Hva er båndbredden på en kanal i Bluetooth? 1. 1 MHz. MHz 3. 5 MHz 4. 0 MHz g) Hvor mange slaver kan det maksimalt være i et Bluetooth piconett? 1. 1. 5 3. 7 4. 10 4

h) På hvilken frekvens opererer IEEE 80.11n? 1.,4 GHz. 5 GHz 3.,4 GHz og 5 GHz 4. 60 GHz i) Hva er båndbredden på en kanal i IEEE 80.11b/g? 1. 1 MHz. MHz 3. 5 MHz 4. 0 MHz j) Hvordan kan man få to kopier av samme datapakke i et sensornettverk? 1. Både data og kvittering kommer frem ok.. Data kommer frem ok, kvitteringen blir tapt. 3. Data blir tapt, kvitteringen kommer frem ok. 4. Både data og kvitteringen blir tapt. k) Hva er lengden på en tidsluke i WirelessHART? 1. 10 µs. 1 ms 3. 10 ms 4. 100 ms l) Maksimal rekkevidde for WiMax er inntil... 1. 500 m. 5 km 3. 50 km 4. 500 km m) En RFID «tag» uten batteri kalles... 1. En passiv «tag».. En aktiv «tag». 3. En semi-passiv «tag». 4. En semi-aktiv «tag». n) I GSM-systemet er det en systembegrensning for maksimal rekkevidde gitt av 1. transmisjonstidsforsinkelsen. basis-/mobil-stasjons sendereffekt 3. bitraten 4. polarisasjonsdreiingen o) For å få refleksjoner fra ionosfæren vil denne frekvensen kunne være gunstig: 1. 3 MHz. 30 MHz 3. 300 MHz 4. 3 GHz 5

p) Du måler 100 mv/m fra ei antenne i avstand 10 m. På 1000 m måler du... 1. 10 mv/m. 1000 µv/m 3. 10 µv/m 4. 0,01 µv/m q) Du måler 10µW/m fra ei antenne i avstand 10 m. På 1 km måler du... 1. 1,0 µw/m. 0,1 µw/m 3. 0,01 µw/m 4. 0,001 µw/m r) Sammenligner vi en foldet dipol med en enkel dipol har en enkel dipol. 1. lavere impedans. høyere impedans 3. ca samme impedans 4. 3 db større antennevinning s) Ei dipolantenne 1. er ei isotrop antenne (tilnærmet). er ei smalbåndet antenne 3. er ei bredbåndet antenne 4. er antenne med sirkulær polarisasjon t) En PLL syntetisator (faselåst) brukes fordi.. 1. den har bedre frekvensoppløsning enn en DDS (direkte digital syntese). den svinger seg raskere inn ved frekvensendring enn en DDS 3. den går høyere i frekvens enn en DDS 4. den har en mer stabil frekvens enn en DDS 6

Eksamensvedlegg OPPGITTE FORMLER: l R[ Ω ] =, der A er ledertverrsnitt, l er lengde, σ er ledningsevne, alt i SI enheter A σ Ledningsevne kobber: σ = 5,8 10-7 S/m. Støy: Termisk støy i motstander = 4 k T R B un n Boltzmanns konstant k=1,38 10 3 J/K Støyfaktor: F 1 F 3 1 F 4 1 Friis ' formel F Tot = F 1+ + + +... G A1 G A1 G A G A1 G A G A3 Frittromsimpedansen / free space impedance E Z0 = = 10 π Ω = 377 Ω, H Φ = B A, B = µ H, d Ui ( t) = Φ dt, µ0 = 4π10-7 H/m, ε0 = 8,85 10-1 F/m I = H ds Indusert spenning i en spole med N vindinger og areal A som omsluttes av fluksen Φ = µ0 µr H A: = Φ Frittromsutbredelse: Forhold mellom mottatt og utsendt effekt: = Lyshastighet: c = 3 10 8 m/s ( π ) 3 db lobebredde i grader for apertureantenner med diameter D: BW-3dB = 70 λ/d For ei antenne gjelder: A eff G λ = 4π ψ sin( n ) Gruppefaktoren (arrayfaktor) AF( ϕ) = ψ n sin( ) π Der ψ = s cosϕ + α (tilleggsforsinkelse α) λ, n = antall element. 7