Sistemi di telecomunicazioni - Teoria essenziale

Principio di riuso nelle reti cellulari

Innanzitutto, nei sistemi cellulari abbiamo delle Celle, le quali sono la separazione spaziale dello spazio fisico, di forma esagonale per una maggiore copertura dello spazio.

In ogni cella è presente una BTS (Base Transreceiver Station o Stazione Radio Base) la quale trasmette e riceve su un range definito di canali radio, che è diverso da quello delle celle contigue per poter evitare interferenze. La particolarità di questo network sta nel fatto che ciascuna cella opera ad una potenza ridotta, rendendo così possibile riutilizzare il range di frequenze di una cella in un'altra cella non adiacente.

L'assegnazione delle frequenze nelle diverse celle viene chiamato riuso delle frequenze. Esso consiste nel riutilizzare la banda radio in più celle, in modo da non produrre interferenza reciproca. Il vantaggio risulta nell'aumentare l'efficienza spettrale del sistema, aumentando il numero di utenti servibili.

Cioè evitando la rapida saturazione della banda radio disponibile e diminuendo la potenza necessaria a coprire il territorio con un relativo minor impatto di inquinamento elettromagnetico.

ENTROPIA

L'entropia, o informazione media, per simboli è:

Entropia nulla = nessuna informazione media (certezza dell'evento)

Entropia pari a log2(M) = massima informazione (massima incertezza al trasmettitore, messaggi tutti equamente importanti)

- I bit necessari per identificare un risultato tra 8 sono sempre 3 anche se ripeto gli esperimenti più volte, il risultato sarà sempre 3 per ogni risultato.

osservato.----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Quali vantaggi offrono i protocolli CSMA e CSMA/CD rispetto ad Aloha?Innanzitutto, il sistema Aloha è caratterizzato da: - Gli utenti trasmettono ogni volta che hanno dati da inviare, senza alcun controllo della disponibilità. - Per sapere se la trasmissione è andata a buon fine bisogna aspettare una risposta dalla stazione ricevente entro un certo intervallo di tempo t. - Tutte le stazioni ricevono il pacchetto ma solo chi si riconosce nell'indirizzo effettua l'elaborazione. - In caso di collisione si ritrasmette. Il CSMA invece è caratterizzato dal fatto che si guarda prima se qualcun altro sta trasmettendo, nel caso si aspetta. - Nel CSMA il pacchetto viene trasmesso a tutte le stazioni ed èvisibile solo dopo un tempo di propagazione. Il CSMA/CD (collision detection) porta ulteriori miglioramenti quali: - una stazione annulla la trasmissione non appena rileva una collisione. - La collisione si rivela osservando che la potenza ricevuta cresce. - Una stazione non può ricevere e trasmettere in contemporanea. - In caso di collisione ritrasmettiamo dopo un tempo casuale. Dimostrare e commentare il legame tra la potenza trasmessa e quella ricevuta di un collegamento satellitare in funzione della distanza e della lunghezza d'onda? Quali sono i vantaggi / svantaggi delle costellazioni?

mulLlivello?

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SHANNON HARTLEY

Il teorema di SHANNON HARTLEY indica la velocità massima alla quale le informazioni possono essere trasmesse su un canale di comunicazione di una larghezza di banda specificata in presenza di rumore.

Il teorema ha un limite superiore alla capacità di un canale in bps, in funzione della larghezza di banda disponibile e il rapporto segnale rumore del collegamento. Il teorema può essere scritto come:

C = W x log2 (1 + SNR)

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MODULAZIONE PER SENO E PER COSENO

Si consideri il segnale x(t) costituito dalla somma di due segnali x1(t) e x2(t) moltiplicati rispettivamente per un coseno (modulazione di fase) è un seno (modulazione in quadratura) alla stessa frequenza f0:

x(t) = x1(t) x cos(2pigreco f0)

t) + x2(t) x sin(2πf0t)

Ai fini di aumentare la capacità di canale a potenza trasmissiva fissa, conviene più raddoppiare la banda di trasmissione o raddoppiare il numero di canali fisici con più trasmissioni in parallelo?

Parlando di capacità di canale e citando Shannon:

C = W x log2 (1 + SNR)

Sappiamo che: se raddoppio il numero di canali (esempio con 2 cavi indipendenti) avremmo che la capacità = 2C. Se raddoppio la banda, la capacità sarà < 2C. Quindi è meglio raddoppiare fisicamente il numero di canali.

Si mostri perché un ricevitore spread-spectrum si comporta in maniera differente sul segnale e sul rumore.

Le tecniche di modulazione spread-spectrum

hanno lo scopo di trasmettere informazioni utilizzando segnali con banda estremamente ampia (rispetto alle altre tecniche di modulazione "classiche" che cercano di utilizzare una banda stretta). Questo incremento della banda ottenuto viene indicato come "spreading factor". Con banda maggiore avremmo anche un rumore maggiore e SNR basso se non si aumenta la potenza del segnale. Questi segnali spesso presentano delle apparenze casuali e quindi possono facilmente confondersi con il rumore.

I vantaggi di queste tecniche sono:

• Trasmissioni spread spectrum hanno uno spettro paragonabile a quello del rumore e quindi sono nascoste ed interferiscono poco con altre trasmissioni.
• Un segnale spread spectrum è poco influenzato da segnali a banda stretta in quanto tali segnali interessano solo una piccola parte della banda complessiva. Questo aspetto rende un segnale spread spectrum particolarmente resistente alle interferenze casuali o volute.

(jamming)

Descrivere i postulati della definizione di informazione.

L'informazione è un insieme di bit, ovvero un messaggio, prodotto da una sorgente che viene trasmesso attraverso un codice (un codice è un insieme di regole per trasformare bit di informazione in un'altra forma per migliorare la comunicazione) all'interno di un canale con una certa destinazione.

Dimostrare e commentare il legame tra la potenza trasmessa e quella ricevuta da un collegamento satellitare in funzione della distanza e lunghezza d'onda.