Besprechung am 15.5.2001
Aufgabe 1
Gegeben seien 4 Signale der Form s(t) = A*sin(2*pi*f*t+p) mit den folgenden Signalparametern:
Lösung:
Amplitudenspektrum:
Frequenzspektrum:
Phasenzustandsdiagramm
Aufgabe 2
Was versteht man unter Mehrwegeausbreitung? Welches Problem wird hierdurch verursacht? Wie kann man dieses Problem lösen?
Lösung:
Unter Mehrwegeausbreitung versteht man die Eigenschaft von Signalen
auf verschiedenen Wegen unterschiedlicher Länge von einem Sender zu
einem Empfänger zu gelangen. Dies kann durch Brechung, Reflektion
und Beugung der Signale passieren.
Durch die verschiedenen Sinallaufzeiten wird ein Signal mehrere Echos
haben. Diese können das eigentliche Signal stören und auch nachfolgende
Signale überlagern.
Um die Störung durch Mehrwegeausbreitung zu kompensieren verwendet
man feste Trainingssignale, die Sender und Empfänger vorab bekannt
sind. Der Empfänger kann durch den Empfang eines (gestörten)
Trainingssignales die Störung bestimmen und dann beim Empfang von
unbekannten Singnalen kompensieren.
Aufgabe 3
Ein Signal soll mit der vereinfachten (und unrealistischem) absulute
8QAM aus der Vorlesung übertragen werden. Das Referenzsignal sei die
gewöhnliche Sinusschwingung. Die Verschiebung basiert auf der in Aufgabe
1 genannten Gleichung, d.h. die Phase wird zum Term
im Sinus addiert. Eine Phasenverschieubng von 90 Grad lässt die
Schwingung also bei der vollen positiven Amplitude beginnen.
a) Der Empfänger erhält folgendes Sinal, geben Sie die übertragene Bitfolge an.
Lösung:
001 111 100 010
b) Nun sind Sender und Empfänger nicht mehr vollständig synchron. Das Referenzsignal des Empfängers sei nun um 180 Grad verschoben, d.h. zum Zeitpunkt t=0 durchläuft die Referenzschwingung des Empfängers den Nullpunkt nach unten (und nicht nach oben wie es korrekt wäre). Welche Bitfolge dekodiert der Empfänger nun?
Lösung:
011 101 110 000
c) Wie lässt sich diese Problem in der Praxis verhindern?
Lösung:
Relative QAM oder Referenzsignal verwenden.
Aufgabe 4
a) Was begrenzt die maximale Anzahl gleichzeitig aktiver Benutzer in
Systemen mit TDM+FDM im Vergleich zu Systemen mit CDM?
Lösung:
TDM+FDM: Die Anzahl der Frequenzen multipliziert mit der Anzahl
der Zeitschlitze.
CDM: Die maxmial akzeptable Interferenze durch das Senden der Teilnehmer
auf der selben Frequenz zur selben Zeit.
b) Was passiert jeweils in den beiden Systemen, wenn die maximale Anzahl
überschritten wird?
Lösung:
TDM+FDM: Der neue Teilnehmer wird abgewiesen, oder er stört jeweils
einen anderen Teilnehmer.
CDM: Die Fehleranzahl für alle Teilnehmer erhöht sich, es
gibt hier keine
feste Grenze.
Aufgabe 5
Erläutern Sie die drei Grundprobleme, die beim drahtlosen Medienzugriff auftreten können und die verhindern, dass die gleichen Mechanismen wie in herkömmlichen Netzen eingesetzt werden können.
Lösung:
Hidden Terminal, Exposed Terminal, Nahe und Ferne Endgeräte. Beschreibung
s. Foliensatz.
Aufgabe 6
Was passiert wenn Hidden Terminals bei den folgenden MAC Ansätzen vorhanden sind:
Aloha, Slotted Aloha, Reservation Aloha (Demand Assigned Multiple Access) und MACA?
Lösung:
Aloha + Slotted Aloha: Kein Problem, da bei Aloha prinzipiell weder
Carrier Sense
noch Collision Detection vorgenommen wird.
Reservation Aloha: Hier wird davon ausgegangen, daß eine zentrale
Instanz existiert,
die zu jedem Terminal kontakt hat. Hidden Terminals bezüglich
der zentralen Instanz sollte es nicht geben. Wenn diese doch auftreten,
dann wird die zentrale
Instanz deren Reservierungswünsche nicht mitbekommen und entsprechend
ignorieren.
MACA: Verhindert Kollisionen die auf Hidden Terminal zurückzuführen sind, indem RTS und CTS geeignet eingesetzt werden.
Aufgabe 7
Betrachten Sie CDMA bei einer zufälligen Störung X. Gegeben
ist dazu das
(gestörte) Signal welches beim Empfänger ankommt. Dekodieren
Sie das Signal
wie in der Vorlesung besprochen.
Lösung
Fazit: CDMA ist sehr robust gegen zufällige Störungen (eine
Eigenschaft der Spreizbandtechnik).