Eksami küsimused:
1.
Mida tähendab mitmekiireline levi
Mitmekiireline levi – info levib mööda peegeldusi, otselevi on väga
harva. Kohale jõuab mitu lainet samaaegselt. Halb, sest lained liituvad
(võivad tasakaalustada ennast ning signaal kustub ära, nõrgeneb). Kuna
inimene liigub, muutub sagedus – lainepikkus – tuleb kogu aeg kanalit
järgi kruttida.
2.
Mida tähendab alla- ja üleslüli ning dupleks kaugus mobiilsides
Pertaining to computer networks, a
downlink is a connection from data
communications equipment towards data terminal equipment. This is also known as
a downstream connection.
The
uplink port is used to connect a device or smaller local network to a larger
network, or connect to the next "higher" device in the topology. For example, the
edge switch connects "up" to the distribution layer managed switch.
Lühidalt - The communication going from a satellite to ground is called downlink,
and when it is going from ground to a satellite it is called uplink
Duplex distance is the space between the uplink and downlink frequencies. The
duplex distance for GSM is 80 MHz, where each channel has two frequencies that
are 80 MHz apart.
3.
Tihendamise meetodid, millised on sides kasutusel Sagedustihendus FDMA (lainepikkuse järgi WDMA), aegtihendus TDMA,
koodtihendus CDMA, ruumiline tihendus SDMA.
•
FDMA – kanali sagedusriba efektiivne kasutamine, mitme signaali
samaaegne edastamine ühes kanalis. Erinevad kanalid eetris samal ajal. Mida
kuulata soovitakse, saab valida sageduse muutmisega (raadio, telekas)
•
WDMA – andmevoogusid on võimalik eristada lainepikkustega. (kindel
signaal kindlal lainepikkusel – raadiokanal).
•
TDMA – võimaldab mitmel kasutajal kasutada sama sageduskanalit,
jagades nad erineva aja peale laiali. Iga üks saab nö oma aja.
•
CDMA – Wifis – igal kanalil on oma unikaalne kood, millega saab kanalile
ligi.
•
SDMA – suuna ja kauguse abil ei kiirga välja ülearust signaali.
4. Kärjed ja kärgede klastrid
Võrgu planeerimiseks ruutude kasutamine: Ringe ei saa kasutada, muidu tekiks
kohad, kus ei ole levi.
Ruutude kasutamisel ei teki küll otseselt katteta ala,
kuid kaugused tugijaamast on erinevad – ruudu
diagonaal ja küljed. Signaali tugevuse vahed on
erinevad, kui klient liigub. Lisaks on ruutude puhul
ülekatvus üsna märgatava suurusega. Seega praktikas
kasutatakse kuusnurki – kärgesid.
Kuusnurkade puhul on ülekatvus olemas, kuid on üsna väike, samas ei teki
leviauke. Praktikas võrk täpselt selline välja ei näe, kuid püütakse saavutada
võimalikult sarnast kärgstruktuuri. Tegelikkuses on struktuur üsna kaootiline. Kuna
esineb siiski ülekatvust, tuleb teha kindlaks, et jaamad üksteist segama ei hakkaks.
Seega erinevates jaamades kasutatakse erinevaid sagedusi. Ideaalis töötaks iga
tugijaam erineval sagedusel, aga sagedusi pole nii palju olemas.
Iga masti leviala (kärje raadius) on ligikaudu 10-20 km. Teoorias kuni 30, aga
tavaliselt seda nii suureks ei aeta. Väiksemates kohtades kasutatakse suurema
raadiusega kärgesid, linna väiksematega – üks kuusnurk jagatakse väiksemateks
juppideks. Põhjuseks on asjaolu, et üks tugijaam saab teenindada korraga piiratud
arvu kliente.
Tavaline kärg – makrokärg
Mikrokärg – leviala mõni kilomeeter
Pikokärg – leviala mõnikümmend – mõnisada meetrit.
Väiksemate levialadega kärgede teenindamiste tugijaamad on samuti väiksemad.
5.
Sageduste taaskasutuse kaugus ja taaskasutustegur
Sageduste taaskasutus (
frequency reuse) – sama sagedust võib
natuke kaugemal tugijaamas uuesti kasutada, kus segamine võimalikult
väike on.
The frequency
reuse factor is the rate at which the same frequency
can be used in the network. It is 1/K (or K according to some books)
where K is the number of cells which cannot use the same frequencies
for transmission.
6.
Kärjevahetus ja kärjevahetuse erinevad liigid
Hard handover -
Is one in which the channel in the source cell is released and only then the channel
in the target cell is engaged. Thus the connection to the source is broken before or
'as' the connection to the target is made—for this reason such handovers are also
known as break-before-make. Hard handovers are intended to be instantaneous in
order to minimize the disruption to the call. A hard handover is perceived by
network engineers as an event during the call. It requires the least processing by the
network providing service. When the mobile is between base stations, then the
mobile can switch with any of the base stations, so the base stations bounce the link
with the mobile back and forth. This is called 'ping-ponging'. (2G,
Soft handover -
Is one in which the channel in the source cell is retained and used for a while in
parallel with the channel in the target cell. In this case the connection to the target
is established before the connection to the source is broken, hence this handover is
called make-before-break. The interval, during which the two connections are used
in parallel, may be brief or substantial. For this reason the soft handover is
perceived by network engineers as a state of the call, rather than a brief event. Soft
handovers may involve using connections to more than two cells: connections to
three, four or more cells can be maintained by one phone at the same time. When a
call is in a state of soft handover, the signal of the best of all used channels can be
used for the call at a given moment or all the signals can be combined to produce a
clearer copy of the signal. The latter is more advantageous, and when such
combining is performed both in the downlink (forward link) and the uplink (reverse
link) the handover is termed as softer. Softer handovers are possible when the cells
involved in the handovers have a single cell site.
(umts – 3g, gsm – 2g)
UMTS-is:
Soft Handover – samaaegne, ühendus mitme kärjega
Softer Handover – samaaegne, ühendus mitme sektoriga samas kärjes
Inter-BSC kärjevahetusel on erinevatel kärgedel teenindav erinev BSC ja need erinevad BSC-d
kuuluvad sama MSC alla. MSC sisene kärjevahetus või ühtlasi olla ka sama BSC alla kuuluvate
kärgede vahel.
7.
Signaali mõiste ja parameetrid, analoog- ja digitaalsignaal
Signaal - andmete esituseks kasutatava füüsikalise suuruse variatsioon.
Pidev signaal - signaal, milles andmeid esitav tunnussuurus võib igal hetkel
omandada suvalise väärtuse mingis pidevas vahemikus.
Diskreetne signaal - ajas järjestikustest elementidest koosnev signaal, mille igal
elemendil on üks või mitu tunnussuurust, mis võivad esitada andmeid, nt elemendi
kestus, painemine ajas, laine kuju või amplituud.
Ajaline - s(t) - kõne
ruumiline - s(x, y) - tasapinnaline kujutis
mitmemõõtmeline - v(x, y, t) - must-valge videosignaal või [r(x,y,t), g(x,y,t).
b(x,y,t)] - värviline videosignaal
analoogsignaal - pidev signaal, millel on lõputu arv olekuid, väärtus on võrdeline
ehk analoogne ülekantava füüsikalise suuruse väärtusega
digitaalsignaal - Digitaalsignaal ehk arvsignaal, on diskreetne ehk lõplike
vahemikega eraldatud üksikväärtusi omav signaal, millel on lõplik hulk võimalikke
väärtusi. See erineb analoogsignaalist, mille väärtused on pidevad.
Signaal on mistahes ajas muutuv füüsikaline suurus,
müra on juhusliku
iseloomuga signaal.
Peamised
signaali parameetrid: võimsus, sagedus ja spekter. Logaritmilised
mõõtühikud, suhtelised dB ja absoluutsed dBm. Tehted logaritmiliste
mõõtühikutega.
Võimsus – ajaühikus üle kantud energia.
Erinevad signaalid koosnevad erinevatest spektrikomponentidest. Värv on kindla
sagedusega elektromagnetkiirgus.
Spekter – näitab kus sagedusvahemikus miski asi asub. (kahemõõtmeline
diagramm, mis kujutab sageduskomponente teiste mõõtmete järgi.) Teades spektrit,
saame koostada ka ajalise kuju (sinusoidi)
Sagedus – mitu korda signaal ennast (aja)ühikus kordab.
Logaritmilisi mõõtühikuid kasutatakse selleks, et numbrid oleks võrreldavad
(10MW/1mW vs 100 dBm/0dBm). Logaritm muudab korrutamise ja jagamise
liitmiseks ja lahutamiseks – lihtsustab.
8.
Harmooniline signaal ja selle parameetrid
Harmooniline signaal ehk siinussignaal
g(t)=At sin(2*(pi)*ft *t+(fi)t)
A - amplituud
f- sagedus, kus f = 1/T
T – periood
9.
Signaali spekter ja ribalaius
Spekter
– näitab kus sagedusvahemikus miski asi asub.
(kahemõõtmeline diagramm, mis kujutab sageduskomponente teiste
mõõtmete järgi.) Teades spektrit, saame koostada ka ajalise kuju
(sinusoidi)
Ribalaius – suurim edastatav bittide hulk ajaühikus.
10.
Logaritmilised mõõtühikud, detsibell
Logaritmilisi mõõtühikuid kasutatakse selleks, et numbrid oleks
võrreldavad (10MW/1mW vs 100 dBm/0dBm). Logaritm muudab
korrutamise ja jagamise liitmiseks ja lahutamiseks – lihtsustab.
Detsibell (tähis dB) on kümnendlogaritmiline mõõtühik, mis
väljendab kahe füüsikalise suuruse (sageli võimsuse või pinge)
suhet või ühe suuruse taset võrreldes mingi võrdlus- ehk
baassuurusega. Kuna väljendatakse kahe suuruse suhet, mille
ühikud on samad, siis on detsibell dimensioonita suurus.
Detsibellides mõõdetakse näiteks helirõhutaset, elektrisignaali
võimendust või nõrgendust jms.
Üks detsibell on võrdne kümnendiku
belliga, sest bell on
praktiliseks kasutamiseks liiga suur mõõtühik. Hoolimata selle
laialdasest kasutusest helitehnikas, elektrotehnikas ja
elektroonikas, ei ole detsibell SI-süsteemi ühik. Selle ühiku
eeliseks on väga suurte ja väga väikeste suhtarvude lihtne
esitamine, mille tingib logaritmiline skaala. See lubab meil näiteks
väga suurt ja väga väikest signaalitasemete suhet kergesti ja
arusaadavalt kirjeldada tülikalt pikki arve kasutamata.
11.
Signaali kvaliteet, signaali ja müra suhe
SNR – signal to noise ratio. Iseloomustab kvaliteeti. Antud valmis alati
kordades! SNR=
S ( signaal)
N (müra)
SNR[dB ]=10∙ log
(
S
N
)
12.
Timing Advance (TA) ja miks seda vaja on
• The MS continuously aligns its TX frame start based on the Timing Advance
(TA)
measurements received from the BTS
TA value 0 … 63, each step is one bit period (3,69 s), radiowaves travel about s), radiowaves travel about
300m
per microsecond, TA step is round-trip distance about 1100 m, distance to BTS
550m.
63 x 550 m = 35 km this is max cell range.
Ehksiis Adaptive Frame Alignment-i jaoks vaja
In the GSM cellular mobile phone standard, timing advance (TA) value
corresponds to the length of time a signal takes to reach the base station from a
mobile phone. GSM uses TDMA technology in the radio interface to share a single
frequency between several users, assigning sequential timeslots to the individual
users sharing a frequency. Each user transmits periodically for less than one-eighth
of the time within one of the eight timeslots. Since the users are at various distances
from the base station and radio waves travel at the finite speed of light, the precise
arrival-time within the slot can be used by the base station to determine the distance
to the mobile phone. The time at which the phone is allowed to transmit a burst of
traffic within a timeslot must be adjusted accordingly to prevent collisions with
adjacent users. Timing Advance (TA) is the variable controlling this adjustment.
13.
Liiklus ja Erlang (E) ühik
Network
traffic or data traffic is the amount of data moving across a network at a
given point of time. Network data in computer networks is mostly encapsulated in
network packets, which provide the load in the network.
Erlang (E) on liikluse tiheduse mõõtmise ühik
telekommunikatsiooni süsteemides:
A = λ * h
Kus:
λ = keskmine kõnede saabumiste sagedus (the mean arrival rate of new calls),
h = keskmine kõne pikkus (the mean call length or holding time),
1/h = teenindus sagedus (service rate),
A = liikluse kogumaht Erlang-ides.
14.
Mida näitab Erlangi B valem
Erlangi B valem
Tipptunni kanalite mahu arvutus GSM
Kus:
B=Erlang B blokeerimise tõenäosus,
N=kanalite arv,
A=liikluse kogu maht Erlang-ides,
Summeerimine toimub üle kõikide kanalite i = 0-st N-ni.
Online kalkulaator selleks:
https://www.erlang.com/calculator/erlb/
15.
Hajaspekter, selgita põhimõtet 3G WCDMA näitel
Hajaspekter-sidesüsteemid – infosignaal hajutatakse laia sagedusribasse. On olemas kahte tüüpi:
– Sagedushüplusega (FHSS) – edastus näivalt juhuslikult muutuvatel sagedustel, kus
vastuvõtja järgib saatesageduse hüppeid. Siin infosignaai ribalaius on võrdeline kanali
ribalaiusega, kuid igal kanalil toimub edastus teatud aja kestel. Sageduste kasutamise
järjekord on määratud pseudojuhusliku hajutatava koodiga. On olemas kiire ja aeglane,
vastavalt sellest, kui kiirelt muutub sagedus bitti ülekandmis aja suhtes.
– Otsejadaga (DSSS) – igale infobitile vastab edastatud signaalis mitu bitti, iga kasutajaga
on seotud unikaalne hajutav kood. Siin hajutamine toimub pseudojuhusliku bittijada abil
(müra taolisele).
CDMA – hajaspektersides kasutatav tihendusmeetod. Siin iga infobitt jagatakse k «pilguks» antud
kasutajale omistatud koodi abil, mis on ortogonaalne teistele kasutajatele omistatud koodidele. Selle
tihendusmeetodit kasutatakse DSSS hajaspektersides.
Hajaspekterside on tundetu erinevate mürade ja mitmekiirelise leviga seotud häirete
suhtes,võimaldab peita edastatavat infot, võimaldab paljudel kasutajatel kasutada sama ribalaiust
16.
Miks on kiire võimsuse kontroll CDMA võrgus oluline
Power control is essentially needed to solve the near-far problem. The main idea to
reduce the near-far problem, is to achieve the same power level received by all
mobiles to the base station. Each received power must be at least level, so that it
allows the link to meet the requirements of the system such that Eb/N0. To receive
the same power level at the base station, the mobiles those are closer to the base
station should transmit less power than the mobiles which are far away from the
mobile base station.
By transmission power control, the user can obtain a constant communication
environment regardless of the location. The user who is far from the base station
sends a higher transmission power than the user who is nearer to the base station.
Also by this transmission power control, you can reduce the effects of fading. This
means that the variation of the received power due to fading can be suppressed by
the transmission power control.
17.
Selgita paari lausega HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request)
tööpõhimõtet.
Hybrid Automatic Repeat-Request
• uses incremental redundancy
• user data is transmitted multiple times using different codings
• user device saves packet and combines it later with the
retransmission
*Even if the retransmitted packets are corrupted, their combination can yield an
error-free packet
• Scheme combining ARQ and Forward Error Correction
• FEC decoding based on all unsuccessful transmissions
• Stop-and-Wait (SAW) protocol
• Two basic schemes
-Chase Combining
* same data block is sent at each retransmission
- Incremental Redundancy (IR)
* Additional Redundant Information sent at each retransmission
Töö põhimõte kokkuvõtvalt ARQ:
ARQ refers to Automatic Repeat Request i.e. if sender doesn’t receive
Acknowledgement (ACK) before timeout, the receiver discards the bad
packet and sender shall re-transmits the packet. ARQ procedure is
illustrated:
HARQ tööpõhimõte lühidalt: Soft Combining is an error correction technique in
which the bad packets are not discarded but stored in a buffer. The basic idea is that
2 or more packets received with insufficient information can be combined together
in such a way that total signal can be decoded. HARQ procedure is as follows
18.
Miks on oluline CQI (Channel Quality Index) raporteerimine kiires
andmeside ühenduses
Meil on vajalik teada levikanali kvaliteeti, et paremini hinnata millistes tingimustes
mobiil paikneb.
CQI stands for Channel Quality Indicator. As the name implies, it is an indicator
carrying the information on how good/bad the communication channel quality is.
This CQI is for HSDPA. (LTE also has CQI for its own purpose).
In LTE, there are 15 different CQI values randing from 1 to 15 and mapping
between CQI and modulcation scheme, transport block size is defined as follows
(36.213)
If you are an engineer in Network (eNodeB) programming, you need to know the
number of resource blocks and MCS for each CQI value to properly allocate the
resources for each of UEs.
19.
Selgita millest koosneb 4G LTE ressursi maatriks (Resource Grid)
Koosneb referentssignaalidest ja ressursielementidest. 1 PRB (physical resource
block) – RB = 12 subcarrieri ja 1ms subframe (jaotub 2-ks 0.5ms ajaslotiks)
1 maatriksi rida = 15kHz (sageduskanal). 1PRB = 12 rida -> PRB: 15kHz * 12 =
180kHz
20.
Referentssignaalide otstarve ja vajalikkus LTE mobiilsides
There are two types of uplink reference signals, the Demodulation Reference Signal
(DMRS) and the Sounding Reference Signal (SRS). Reference signals are used for
channel estimation or equalization.
* Reference Signals used to estimate carrier offset, channel estimation,
timing synchronisation etc.
* Reference signals are transmitted during the first and fifth OFDM
symbols of each slot when the short CP is used
* Reference signals are transmitted during the first and fourth OFDM
symbols of each slot when the long CP is used
* Reference symbols are transmitted every sixth subcarrier and
staggered in both time and frequency
-subcarrier - alamsageduskanal, need 15kHz kanalid millest
pannakse kokku LTE sageduskanal
21.
Selgita mõistet MIMO (Multiple Input Multiple Output)
*On mitu saatvat antenni ja mitu vastuvõtvat antenni, seega on mitu andmevoogu
samaaegselt*
*Kui mõnest antennist on levi kehvem siis saab andmevood kätte antennidest millel
on levi parem, häired tulev siin siis peegeldustest*
MIMO = smart antennas
* MIMO is Smart Antenna technology, defined as, the use of two or more unique
radio signals, in the same radio channel, where each signal carries different digital
information.
* Or two or more radio signals that use beam forming, receive combining and
spatial multiplexing (SM).
* Relative to 1 x 1 antenna system MIMO uses 2 x 2 antenna system.
* Significant cell throughput gain expected.
Annab meile :
Transmit diversity
Spatial multiplexing
Milleks? :
To achieve high peak data rates
To improve cell capacity
To improve cell throughput
22.
Mida näitab antenni võimendus
The term Antenna Gain describes how much power is transmitted in the direction
of peak radiation to that of an isotropic source. Antenna gain is more commonly
quoted than directivity in an antenna's specification sheet because it takes into
account the actual losses that occur.
Asjalikum seletus :
Antenna gain indicates how strong a signal an antenna can
send or receive in a specified direction.
Gain is
calculated by comparing the
measured power transmitted or received by the antenna in a specific direction to the
power transmitted or received by a hypothetical ideal antenna in the same situation.
Pv = Ps ∙ Gs ∙ Gv / FSL
Gs on saatja antenni võimendus [kordades]
Gv on vastuvõtja antenni võimendus [kordades]
Pv on vastuvõtja sisendvõimsus ühikuteks [mW] või [W]
saatja võimsus Ps [dBm]
FSL on vaba ruumi kadu (free space loss) [kordades]
23.
Mis on erinevus ühikutel dBi ja dBd antennide võimenduse näitamisel
Antenna gain is then a measure of the amount of focus that an antenna can apply to
the incoming signal relative to one of two reference dispersion patterns. Digi
specifies all antenna gains in
dBi.
dBd refers to the antenna gain with respect to a reference dipole antenna. A
reference dipole antenna is defined to have 2.15 dBi of gain. So converting between
dBi and dBd is as simple as adding or subtracting 2.15 according to these formulas:
dBi = dBd + 2.15
dBd = dBi - 2.15
Specifying antenna gain in dBd means that the antenna in question has the ability to
focus the energy x dB more than a dipole.
24.
Kuidas leitakse antenni kiirguse pealehe laius
In a radio antenna's radiation pattern, the main lobe, or main beam, is the lobe
containing the higher power. This is the lobe that exhibits the greater field strength.
The beamwidth of the antenna is the width of the main lobe, usually specified by the
half power beam width (HPBW), the angle encompassed between the points on the side
of the lobe where the power has fallen to half (-3 dB) of its maximum value.
In a radio antenna pattern, the half power beam width is the angle between the half-
power (-3 dB) points of the main lobe, when referenced to the peak effective
radiated power of the main lobe. See beam diameter. Beamwidth is usually but not
always expressed in degrees and for the horizontal plane.
*Antenni suunadiagrammi laius leitakse poolelt võimsuselt, seega võimsuselt
peasuunavõimsus -3dB mõlemale poole*
25.
Mida tähendab antennide diversiteet
Antenna diversity, also known as space diversity or spatial diversity, is any one of
several wireless diversity schemes that uses two or more antennas to improve the
quality and reliability of a wireless link. Often, especially in urban and indoor
environments, there is no clear line-of-sight (LOS) between transmitter and
receiver. Instead the signal is reflected along multiple paths before finally being
received. Each of these bounces can introduce phase shifts, time delays,
attenuations, and distortions that can destructively interfere with one another at the
aperture of the receiving antenna.
Antenna diversity is especially effective at mitigating these multipath situations.
This is because multiple antennas offer a receiver several observations of the same
signal. Each antenna will experience a different interference environment. Thus, if
one antenna is experiencing a deep fade, it is likely that another has a sufficient
signal. Collectively such a system can provide a robust link. While this is primarily
seen in receiving systems (diversity reception), the analog has also proven valuable
for transmitting systems (transmit diversity) as well.
26.
Mida näitab ja milleks kasutatakse FSPL valemit?
FSPL – Free Space Path Loss
the attenuation of radio energy between the feedpoints of two antennas that results
from the combination of the receiving antenna's capture area plus the obstacle-free,
line-of-sight path through free space (usually air).
(arvutamiseks olemas special exceli fail)
Valem :
c on sama mis lambda, sest kiirus raadiolevil ja valguskiirusel sama.
27.
Informatsiooni mõiste ja mõõtühikud
Informatsiooni mõõtühikud: bitt ja bait, nende detsimaalliited.
1 bait = 8 bitti (1 B = 8 b). Bitt on väiksem mõõtühik, kas 1 või 0. Ühte
baiti mahub täpselt üks täht. Seega 1 baidiga saab teha 256 nö erinevat
mustrit.
Info: Ik = loga(1/Pk)
a = 2 [bit]
k = 1000, kbit = 1000 bit
ki = 1024, kibit = 1024 bit
informatsioon – teadmatuse vähenemise määr (Üllatuse suurus). Infotehnoloogias
mõistetakse informatsiooni all teadmisi. Andmed on teadmiste esitus, mida saab
edastada, tõlgendada ja töödelda.
28.
Mis on informatsiooniallikas, allika mudelid, allikate näiteid
Allikas on sidesüsteemis ülekantava informatsiooni tekkekoht
Allikad võivad olla nii looduslikud kui tehislikud, analoogsed kui
digitaalsed.
Mõningaid näiteid enamlevinumatest allikatest:
• Kõnesignaali allikas on inimese kõnetrakt (häälepaelad, kõri, suu),
elektriliseks
analoogsignaaliks muundab tekitatud heli mikrofon.
• Kujutissignaali allikas on kaamera, mis muudab valgustundlikule
sensorvõrele
langeva valguse elektriliseks signaaliks.
• Allikas võib olla näiteks fail mistahes andmetega mida soovitakse side-
süsteemi
vahendusel edastada, näiteks tekst, kujutis, heli, programmi kood jne.
Sidesüsteemi ehitamise aluseks või olemasoleva süsteemi sobilikkuse
hindamiseks on oluline teada milliste allikate signaali on vaja üle kanda
ja milline on nende allikat käitumine.
• Allika käitumist ja tema parameetreid saab kirjeldada
allika mudeliga.
• Allika mudeleid on palju, nad erinevad üksteisest detailsuse ning
keerukuse poolest. Mida detailsem mudel, seda paremini ta reaalset
allikat kirjeldab ja seda täpsemad on saadud hinnangud sidesüsteemi
nõuetele. Samas on detailsem mudel ka keerukam kirjeldada ja
analüüsida.
NT: tõenäosustabel, Markovi mudel, erinevad graafid jne
29.
Entroopia mõiste ja arvutamine, allika sümbolikiirus ja informatsiooni
tekkekiirus
Kui allika sümbolite esinemise tõenäosused on erinevad, siis saab seda
allikat iseloomustada Shannoni
entroopiaga ehk antud informatsiooniallika poolt
toodetava informatsiooni (üllatuse) keskmise hulgaga
Nagu näeme, on kasutatava logaritmi aluseks kaks, seega on ka entroopia
mõõtühikuks bitt.
Sümboli kestus D määrab
sümbolikiiruse r = 1/D (ühik sümbolit sekundis ehk
boodi Bd).
Binaarsignaali korral (0 või 1) edastatakse iga sümboliga vaid üks bitt (D = Tb)
ning
sümbolikiirus võrdub bitikiirusega ehk infoedastuskiirusega: r = rb
Informatsiooni tekkekiirus –
Kui allika sümbol aj kestab aja Ts vältel, siis väljastatakse uus sümbol iga Ts
sekundi tagant. Sellisel juhul saab öelda, et allika sümbolikiirus on rs = 1/Ts
baudi ehk
sümbolit sekundis.
Allika keskmine informatsiooni tekkekiirus R(A) on võrdne entroopia H(A) ja
sümboli kestuse Ts suhtega:
Reaalsete allikate informatsiooni tekkekiirus võib olla väga suur, seega on
tihtipeale vaja informatsiooni hulka enne edastamist kuidagi kärpida.
30.
Mida näitab Shannon'i valem ja milleks seda kasutatakse? Shannon'i valem
MIMO korral?
Shannon's formula C = 12log(1+P/N) is the emblematic expression for the
information capacity of a communication channel
In information theory, the noisy-channel coding theorem (sometimes Shannon's
theorem or Shannon's limit), establishes that for any given degree of noise
contamination of a communication channel, it is possible to communicate discrete
data (digital information) nearly error-free up to a computable maximum rate
through the channel.
MIMO makes it possible to exploit "spatial diversity". In other words, each pair of
transmitter-receiver antennas see a different wireless channel, for each of which the
Shannon bound still holds. The total capacity you can get is then the sum of the
capacity of each such channels. However, since the channels are not orthogonal and
they interfere one another, the aggregate capacity does not grow linearly with the
number of antenna pairs, but according to the formula written by Ahmad Bazzi
above
Instead of having the capacity in a SISO system being
where h is the channel coefficient random variable and E is an expectation over h,
in the MIMO case you would have:< where H is an Nr x Nt matrix (Nr number of transmit
and Nt number of receive antennas) where each entry hij of the matrix H is the link
between receive antenna i and transmit antenna j, which is also a random variable
and the Expectation is taken over all these random variables.
31.
Allika kooder, kadudega- ja kadudeta kodeerimise mõisted, komprimeerimistegur,
koodek
Allika koodri ülesandeks on allika signaalist liiase ja ülearuse informatsiooni
eemaldamine selleks, et vähendada sidesüsteemi poolt ülekantavate andmete hulka
nii palju kui võimalik.
•
Kadudeta kodeerimisel eemaldatakse ainult liiane informatsioon –
algsed andmed on hilisemalt täielikult taastatavad.
•
Kadudega kodeerimisel eemaldatakse ka suurem või väiksem osa
vähemolulist informatsiooni. Algsed andmed ei ole enam täielikult
taastatavad kuid edastatava informatsiooni hulk väheneb märgatavalt.
•
Komprimeerimistegur näitab kui palju väheneb andmete maht allika
koodri läbimisel.
Koodek - Saatjas teostatakse allika kodeerimine mille käigus pannakse igale allika
sümbolile aj vastavusse koodsõna cj;
Vastuvõtjas tuleb enne andmete kasutajale edastamist teostada vastupidine
operatsioon
Seadet või tarkvara mis teostab mõlemat kirjeldatud operatsiooni,
ehk kodeerimist ja dekodeerimist, nimetatakse
koodekiks
Näiteid: failide tihendamine: rar, zip..., kujutiste tihendamine (pildid): jpg, jpeg,
png, gif, bmp..., Heli tihendamine: mp3, G.711, MELP..., Videokoodekid: H.264,
mpeg...
32.
Koodi mõiste ja parameetrid, koodsõna pikkus, keskmine pikkus ja liiasus
Koodi C all peetakse silmas üksühest vastavust allika sümbolite aj ja neid
kirjeldavate koodsõnade cj vahel.
Koodsõna peab olema suurem kui entroopia
Viimases avaldises on l(aj) allika j-ndale sümbolile aj vastava
koodsõna cj pikkus bittides
Koodsõna keskmise pikkuse ja allika entroopia erinevust
nimetatakse koodi
liiasuseks (redundancy)
D = L - H
33.
Andmete edastamise järjekord (bittide ja baitide korral)
Bittide edastamine
• Suurima kaaluga bitt esimesena: MSB (Most Significant Bit)-first
• Vähima kaaluga bitt esimesena: LSB (Least Significant Bit) – first
• Näide: Kümnendarv 26 kahendkujul:
• MSB-first: 11010
• LSB-first: 01011
Baitide edastamine
• Suurema kaaluga baidid esimesena: Big-Endian
• Vähima kaaluga baidid esimesena: Little-Endian
• Näide: Väärtus 0xA12E baidikaupa:
• Big-Endian: 0xA1 0x2E
• Little-endian: 0x2E 0xA1
34.
Liinikoodi mõiste ja näited, uni- ja bipolaarsed koodid, NRZ liinikood
Vastavust digitaalsete sümbolite ak ja neid kirjeldavate pingete vahel nimetatakse
liinikoodiks
NT:
Binarys ainult ak liikmeteks {0;1}, seega lihtne lahendus: tavaliselt vastab biti
väärtusele „0“ madal pingenivoo, enamasti samuti null volti, ning väärtusele „1“
mingi kõrge, enamasti positiivne pingenivoo +U
NT:
Kui signaalipinge u(t) väärtused on ainult ühe polaarsusega, nimetatakse
taolist liinikoodi
unipolaarseks
• Unipolaarse koodi miinuseks on asjaolu, et tema keskväärtus, ehk signaalipinge
alaliskomponent U0 on mittenulline. Seega peab saatja ja vastuvõtja vahel olema
alalispinget läbilaskev otselink. Ahelas ei tohi olla trafosid, optroneid,
eralduskondenaatoreid jms.
Kirjeldatud liinikoodi nimetatakse
unipolaarseks NRZ (Non Return to Zero)
liinikoodiks
(Täpsemalt nimetatakse antud koodi mõnikord ka NRZL koodiks (Level).
Nimi ei tähenda mitte seda, et signaalipinge u(t) väärtus poleks kunagi null, vaid et selle
väärtus ei muutu nulliks sümboli keskel.)
Kui andmetele vastava signaalipinge väärtus võib olla nii positiivne kui negatiivne,
siis nimetatakse liinikoodi
bipolaarseks
- Enamasti vastav sellisel juhul ühele biti väärtusele positiivne (+U) ja
teisele sama suur, aga märgilt vastupidine pingenivoo (-U)
(all) vastavust (kui ak = 1, siis -u, kui ak = 0, siis +u) nimetatakse
bipolaarseks
NRZ liinikoodiksNRZ – no return to zero. Lihtsalt arusaadav. Koodi keskväärtus on
pidevalt 0, mis on positiivne.
Probleem: iga sümbol saadetakse eraldi – startbit, andmebitid,
kontrollbit, stopbit jne. Kehva kanalikasutus. U 66% kasulik signaal.
Ülejäänud info on vajalik sünkroniseerimiseks – aru saada, millist bitti
saadetakse. Saatjas ja vastuvõtjas on kell. Selleks, et kellad üksteisest
mööda käima ei hakkaks, on vaja kõiki bitte. Saadetakse korraga hästi
vähe bitte, ehk kellad ei jõua teineteisest mööda käia. Uue sümboliga
sünkroniseeritakse uuesti. Teine variant on see, et tõmbame teise
kaabli, mis saadab kellasignaali.
35.
Bitivea ja bitivigade suhte mõisted
Digitaalse andmeedastuse korral peab vastuvõtja temasse jõudnud signaali ja müra
summa y(t) = s(t) + n(t) põhjal otsustama, millist sümbolit parasjagu edastatakse
Sidekanalis levides signaal nõrgeneb ja tihtipeale ka moonutub
Moonutuste ja mürade tõttu teeb vastuvõtja mõnikord eksliku otsuse vastuvõetud
sümboli väärtuse kohta
Kui on tegemist binaarse edastusega (M = 2), siis nimetatakse sellist ekslikku otsust
bitiveaks
Digitaalse edastuse kvaliteedi näitajana kasutatakse
bitivigade suhte nimelist
suurust:
BER (Bit Error Rate)
BER näitab kui suur osa edastatud n bitist võeti vastu vigaselt: BER = ne/n
(ne = vigaselt vastu võetud bittide arv)
Bitivigade suhe on pöörvõrdeline signaal-müra suhtega vastuvõtja sisendis. Ehk
mida tugevam on signaal võrreldes müradega, seda harvemini tehakse ekslike
otsuseid
36.
Veatuvastus kontrollsumma abil, paarsuskontroll
Kõige lihtsam meetod vigade tuvastamiseks on
kontrollsumma kasutamine.
Kontrollsumma, nagu nimigi ütleb, arvutatakse edastatavate andmete liitmise teel.
(Väiksemate andmehulkade korral liidetakse andmed kokku bitthaaval mooduliga
kaks, suuremate korral tehakse liitmist tavaliselt ühe või mitme baidi kaupa,
kasutatav moodul sõltub liidetavate baitide arvust)
Paarsuskontroll on lihtsaim ja levinuim kontrollsumma kasutamise viis.
Paarsuskontrolli korral lisatake n bitti andmeid sisaldavale sõnumile üks
paarsusbitt. Paarsusbiti väärtus valitakse selline, et ühtede hulk edastusel (andmed
+ paarsusbitt) oleks alati paarisarv (even parity)
Nt: ascii „F“ oleks binarys 1000110 -> näeme et seal on 3 ühte, ehksiis ühtede arv
on paaritu -> lisame 1-e juurde, et saaks paarisarvu ühtesid -> 10001101
Kui vastuvõtja tuvastab vastuvõtul paaritu arvu ühtesid, siis on ilmselgelt ülekandel
viga tekkinud.
(Paarsusbiti väärtuse saab leida kui liidame kõik edastatava sümboli bitid omavahel
mooduliga kaks kokku -> p = 1⨁0⨁0⨁0⨁1⨁1⨁0 = 1 )
37.
Veatuvastus kontrollkoodi CRC vahendusel
Praktikas kasutatakse vigade tuvastamisel kontrollsummast palju tõhusamat
meetodit - n
tsükliline liiasuse kontroll CRC (Cyclic Redundancy Control) mille
järgi leitakse vigu tuvastav kontrollkood andmete spetsiaalse arvu, nn genereeriva
polünoomiga g(x), läbijagamise teel
Kontrollkoodi pikkus on tavaliselt kas 4, 8, 16 või 32 bitti. Kõige enamlevinuimad
on pikkused 8 ja 16 bitti.
38.
Milleks kasutatakse ja on disainitud Wi-Fi (802.11) ja BLE?
IEEE 802.11
WLAN WIRELESS – Sisaldab 13 kanalit. Kanalid paiknevad
osaliselt kohakuti, et ruumi kokku hoida. Töötavad samal sagedusel, aga ei sega
teineteist (CDMA). Igal kanalil on oma kood. Raadioside jaoks on vajalik antenn,
mis muundaks elektrivoolu raadiolainetuseks ning pärast vastupidi tagasi.
Sagedusel 2,4–2,4835 GHz ja 5,725–5,850 GHz (maksimaalse kiirusega 11–300
Mbit/s). Kõige basicum wifi tavakasutuses.
(Wi-Fi allows local area networks to operate without cable and wiring. It is making
popular choice for home and business networks. A computer's wireless adaptor
transfers the data into a radio signal and transfers the data into antenna for users)
BLE – Bluetooth Low Energy - juhtmevaba personaalvõrgu (PAN) tehnoloogia,
mis võimaldab luua Etherneti võrgu sülearvutite, mobiiltelefonide ja pihuseadmete
vahel. Bluetooth Smart eesmärk on vähendada oluliselt energiatarbimist ja kulusid
võrreldes klassikalise Bluetoothiga, ilma sidepidamiskaugust vähendamata. Lisati
bluetooth standardisse kui võeti vastu bluetooth 4.0 versioon. Bluetooth Smart on
disainitud madala energiakuluga seadmetele.
39.
Mis on resolutsioon ja pikslitihedus? Kuidas on omavahel seotud?
Resolutsioon - Väljendatakse pikslid x pikslid, esimene number tähistab
horisontaalpikslite arvu ning teine number tähistab vertikaalpikslite arvu.
Resolutsioon pole otsene kvaliteedi määraja ekraanil-
pikslitiheduse abil on parem võrrelda ekraanide teravust.
Pikslitihedus arvutatakse kogu pikslite arv jagatud ekraani mõõtmed (PPI – pixels
per inch).
Seotud sellesosas, et pikslid võivad olla eri suurustega. (suurem ekraan ei tähenda,
et on rohkem piksleid, vaid seal võivad olla suuremad pikslid, mis viivad PPI
indeksi alla(teravus häguneb)).
40.
Mida tähendab kui helisignaal on salvestatud 24 bitisügavuse ja 48 kHz? Mida
need parameetrid tähendavad? In digital audio using pulse-code modulation (PCM),
bit depth is the number of
bits of information in each sample, and it directly corresponds to the resolution of
each sample. Examples of bit depth include Compact Disc Digital Audio, which
uses 16 bits per sample, and DVD-Audio and Blu-ray Disc which can support up to
24 bits per sample.
48kHz viitab
Sampling-ule (signal processing) - it is the reduction of a continuous-
time signal to a discrete-time signal. A common example is the conversion of a
sound wave (a continuous signal) to a sequence of samples (a discrete-time signal).
48kHz @ 24bit tähendaks, et tegemist on HD audioga.
41.Milleks on vajalik liini sobitamine, mida sobitus tähendab,
peegeldusteguri mõiste
Peegeldustegur on peegeldunud kiirgusvoo või valgusvoo ja langeva
voo jagatis antud tingimustel.
Γ = valgusvoog / langev voog
Kui allikas ja koormus ei ole
sobitatud, siis nende ühenduspunktis tekib „kaja“ ehk
osa allikast koormusesse liikuvast nn langevast signaalist a peegeldub
ühenduskohast tagasi
• Üldjuhul tekib peegeldusel ka faasinihe φ ja seetõttu on peegeldustegur
Γ tavaliselt kompleksne suurus. Peegeldusteguri moodul |Γ| näitab
peegeldunud- ja langenud signaalide amplituudide suhet
miks vaja?
Saab näidata et võimuse ülekanne allikast koormusesse on maksimaalne juhul, kui
allika väljundimpedants Za ja koormuse sisendimpedants Zk on teineteise
kaaskompleksarvud
Za = Zk*
Kui tingimused maksimaalseks võimsuse ülekandeks on täidetud, siis
öeldakse, et allikas ja koormus on
omavahel (täielikult)
sobitatud
Praktikas on raadioseadmete impedants standardiseeritud,
enamlevinud karakteristliku impedantsi väärtus on Z0 = 50 Ω
42.
Millised kaablite tüübi on sidevõrkudes kasutusel
Coaxing cable
Twisted-pair cables
Fiber optic cable
43.
Kirjelda optiliste kaablite eeliseid ja puudusi
Pros: able to carry significantly more signals than wire, faster data transmission,
less suspectible to noise from other devices, better security for signals during
transmission, smaller physical size
Cons: costs more than twisted pair and coaxial cable, can be difficult to install and
modify, more expensive over short distances
44.
Kuidas ühendada koaksiaalkaablit mitme antenniga, millised on erinevad
jagamise viisid
Koakskaabel (coaxial cable) – isoleermaterjalist kaabel (vaskvõrk, kaetud musta
isoleermaterjaliga), mille sees on vasktraat. Ümbrus kaitseb nõrka signaali, mis
sees kulgeb.
Mitme antenniga saab ühendada kasutades cable splitterit.
45.
Mille poolest erinevad jagurid (Splitter) ja suundhargmikud (Directional
Coupler)
The way we define it, a
coupler (usually) has four ports, uses no "internal" resistors
and has one isolated port that is terminated. A
splitter is (usually) a three-port, is
non-directional, and requires internal resistors (like a Wilkinson) and has no
isolated port.
46.
Milleks kasutatakse dupleksfiltreid
Võtab sisse nii Tx kui ka Rx üheselt (in and out) - Enable Tx and Rx separation
47.
Milleks kasutatakse kombainereid (Combiner)
Enable DAS sharing between two or more base stations in the same frequency band
Transmitted and received signals of base stations are separated and corresponding
signals are combined via band pass filters and splitters
48.
Mida näitab mürategur (Noise Figure)
Noise Figure is noise factor described in logarithmic units (dB)
This is the most important figure on the uplink of any DAS
Noise factor - Noise Factor is defined as the input signal-tonoise ratio divided by
the output signal-tonoise ration - The amount of noise introduced by the active
system/device
49.
Milleks kasutatakse kanalikodeerimist?
Channel coding enables the receiver to detect and correct errors, if they occur
during transmission due to noise, interference and fading.
50.
Mis on genereeriv maatriks ja paarsuskontrolli maatriks?
Genereeriv maatriks – In coding theory, a generator matrix is a matrix whose
rows form a basis for a linear code. The codewords are all of the linear
combinations of the rows of this matrix, that is, the linear code is the row space of
its generator matrix.
Paarsuskontrolli maatriks - Duaalne ruum (n, k) koodi C dimensiooniga k on
koodi (n, n − k) C duaalne kood, mida tähistatakse kui C⊥. Kood C, mille
puhul kehtib C = C⊥ nimetatakse ise duaalseks koodiks (self-dual code)
In coding theory, a
parity-check matrix of a linear block code C is a matrix which
describes the linear relations that the components of a codeword must satisfy. It can
be used to decide whether a particular vector is a codeword and is also used in
decoding algorithms.
51.
Milleks kasutatakse bitisegajaid?
Bitisegaja (Interleaver) ülesandeks on võtta sümbolite jada ning permuteerida see
jada
Vastuvõtjas on vastupidine bitisegaja (Deinterleaver), mis permuteerib vastuvõetud
jada originaalsesse järjekorda
Bitisegajad sobivad hästi, et purske vigade mõju vähendada. Võttes piisavalt suur
jada on võimalik purske vead eraldada ning tekitada sarnane olukord, mis on
juhuslikul kanalil.
52.
ISO/OSI ja TCP/IP mudelid, nende kihid ja viimaste funktsioonid
ISO/OSI -
International Standards Organization - Open Systems Interconnection
Funktsioonid:
Pakettkommunikatsioon (ühenduseta kanal);
Sihtkoha adresseerimine (hierarhiline adresseerimine);
Sõnumi (datagramm või pakett) edastamine.
TCP/IP –
Internetiprotokollistik
Funktsioonid:
Edastamisel järgmise sõlme (lüüsi) valik, kuhu datagramm saata;
Datagrammi edastamine kanalikihile (LLC), datagrammi fragmenteerimine;
Vastuvõetud andmete edastamine transpordikihile (TCP);
Veatuvastus (NB! Ainult päis) ja diagnostika: „Loll“ võrk, Internet Controll
Message Protocoll ICMP – ping
53.
Arvutivõrgu ja hosti mõisted, interneti mõiste
Arvutivõrk on andmevahetuseks omavahel kokku ühendatud (arvutus) seadmete kogum
Võrgus olevaid seadmeid nimetatakse
hostideks
Kahte või enamat kokku ühendatud arvutivõrku nimetatakse
internetiks - väikese
algustähega
Kõikide arvutivõrkude võrku nimetatakse
Internetiks – suure algustähega
54.
Füüsiline aadress, MAC aadress
Reaalselt on igal arvutivõrgus oleval seadmel vähemalt üks
füüsiline aadress
Tavaliselt on selleks kaheteistkümnekohaline number mida nimetatakse
MAC (Media Access Control)
aadressiks.
MAC –
48 bitine (kuus baiti ehk oktetti)
Esitlusviisid:
01-23-45-67-89-AB
01:23:45:67:89:AB
0123.4567.89AB
Esimese okteti esimene bitt:
• 0 – globaalselt unikaalne aadress
• 1 – lokaalselt muudetud
Multiedastus (Multicast):
Esimese okteti nullis bitt:
• 0 - unicast
• 1 – multicast
Leviedastus (Broadcast):
FF-FF-FF-FF-FF-FF
55.
Ethernet (IEE802.3), Etherneti kaadri struktuur ja selle väljad
Enamlevinud võrgustandard on
IEEE 802.3 Ethernet
Etherneti korral on kanalikihi funktsionaalsus jaotatud kaheks osaks:
*LLC (Logical Link Control) kiht tegeleb vookontrolli, veahalduse ja
multipleksimisega
* Meediapöördus- ehk MAC kiht (Media Access Control) tegeleb
adresseerimise, meedia jagamise ja veakontrolliga
Kanalikihis edastatavate andmete kogumit nimetatakse
kaadriks
Etherneti kaadril on konkreetsest standardist ja rakendusest lähtuvalt mitmeid,
omavahel veidi erinevaid, formaate
Eessõna (preamble) pikkus on 7 baiti (56 bitti) ja see koosneb vahelduvatest ühtedest
ja nullidest 101010…10. Eessõna taoline struktuur on mõeldud vastuvõtja kella
sünkroniseerimiseks
Eessõna lõppu ja kaadri algust tähistab spetsiaalne tähis SFD (Start of
Frame Delimiter): 10101011
Kaadri esimeseks väljaks on
sihtkoha MAC aadress
Järgneb
saatja MAC aadress, mis on vajalik võimaliku vastuse saatmiseks
Kahebaidine pikkuse väli näitab kaadris sisalduva
LLC-protokolli andmete (LLC-
Protocol Data Unit)
hulka baitides
LLC-PDU pikkus võib olla vahemikus 46-1500 baiti
- Kui edastatavaid andmeid on vähem kui 46 baiti, siis lisatakse
vajadusel täidis (padding)
- Suurem kui 1500 bitine andmehulk edastatakse mitme järjestikuse
kaadriga
Kontrollkood (Frame Check Sum) kaitseb kogu kaadri sisu, alates sihtkoha MAC
aadressist, ülekandel tekkivate vigade eest
Kahe järjestikuse kaadri vahele jääb vähemalt 12 baidi pikkune vahe (9,6 μs)s)
56.
Meediumi jagamine, ALOHA ja CSMA/CD
A shared medium is a
medium or channel of information transfer that serves more
than one user at the same time
Puhas
ALOHA – edasta kaader millal tahad
Peale kaadri edastust oota kinnitust ACK aja tmax jooksul-
Kui kinnitust ACK ei saabu, siis edasta kaader uuesti
Kui N katse järel kinnitust ei saabu, siis loobu kaadri edastusest
MAX kanali kasutus on 18%, ALOHA korral 37%
CSMA - Carrier Sense Multiple Access
Kuula, kas keegi teine edastab (meedium vaba ?)
Kui meedium on vaba, siis edasta kaader
Kui meedium ei ole vaba, siis oota juhuslikult valitud aja jooksul ja seejärel alusta
uuesti esimesest punktist
Alternatiiv (
järjekindel CSMA): Kui meedium ei ole vaba, siis kuula
edasi. Alusta kaadri edastamist niipea kui meedium vabaneb
CSMA/CD
Kuula, kas keegi teine edastab (meedium vaba ?)
Kui meedium on vaba, siis edasta kaader
Kui meedium ei ole vaba, siis kuula edasi. Alusta kaadri edastamist niipea kui
meedium vabaneb. Kuulamist jätkatakse ka edastamise ajal
Kui tuvastad kokkupõrke (Collision Detect) siis edasta lühikene teavitussignaal
(jamming) ja lõpeta seejärel edastus
Oota juhuslikult valitud aja (back off) jooksul ja seejärel alusta uuesti
esimesest punktist
57.
Kanalikihi seadmed - kommutaator, võrgu segmenteerimine
Kanalikihiseadmed – kommutaator, sillad
Sild on võrguseade, mis ühendab lokaalseid võrgusegmente ja edastab
andmepakette ühest võrgust teise vastavalt nende sihtaadressidele. Sild on sarnane
jaoturile ja järgurile aga erinevalt neist suudab sild ka andmevoogu hallata ja
kontrollida, kas teda läbivaid pakette on võimalik õigesse võrgusegmenti suunata.
Sild töötab OSI mudeli 2. kihis (MAC-kihis) ja on läbipaistev võrguprotokollidele
teistele kõrgema taseme võrguseadmetele. Silla abil saab võimendada signaali ja
pikendada vahemaid eri võrkude vahel.
Kommutaator -
Kokkupõrgete vähendamiseks, saab kommutaatori (switch) nimelise seadmega
jagada võrgu väiksemateks osadeks ehk võrgusegmentideks või põrkedomeenideks
Võrgu segmenteerimine –
Võrgu segmenteerimine on idee luua alamvõrgud ettevõtte võrku või mõnda
muud tüüpi üldisesse arvutivõrku. Võrgu segmenteerimine võimaldab tõkestada
pahavara ja muid ohte, ning võib võrku tõhusamaks muuta
Üks suurepärane näide võrgu segmenteerimisest hõlmab sisemise tulemüüri
paigutamist võrku. Seejärel segmenteerivad insenerid selle tulemüüri kahte erinevat
külge konkreetseteks alamvõrgu aladeks. Näiteks võivad andmed minna esimesse
alamvõrgu keskkonda ja otsida pahatahtlikku koodi, enne kui need levivad
tulemüüri kaudu võrgu teisele poole.
Võrgu segmenteerimise teine suur kasu on andmete marsruutimine kõige tõhusamal
ja tulemuslikumal viisil. Töövoogude optimeerimiseks võivad insenerid saata ainult
teatud tüüpi andmeid konkreetse võrgusegmendi kaudu, kas turvalisuse
parandamiseks või tarbetu liikluse katkestamiseks, mis avaldab survet võrgu
riistvarale või nõuab rohkem ressursse. Müüjad kasutavad uusi tooteid ja teenuseid,
et võrgu segmenteerimise kaudu kliendivõrkudesse tõhusust ja mitmekülgsust tuua
ning see mõjutab IT-tööstust.
58.
Võrguaadress, IP aadress, IPv4 datagramm ja selle väljad
Võrguaadress -
Võrkude sees ja -vahel andmete kohale toimetamiseks kasutatakse vastavat
reeglistiku ehk
Interneti Protokolli –
IP (Internet Protocol)
Kõikidel võrguseadmetel on lisaks „nimele“ ehk füüsilisele MAC aadressile ka
„aadress“ ehk täpsemalt
IP aadress
IP aadress koosneb neljast, omavahel punktiga eraldatud, arvust vahemikus
0 – 255
NT: 193.40.254.28
IP aadress jaguneb kaheks pooleks, esimene neist on võrgu aadress ja teine võrgus
oleva seadme oma: 192.168.65.254
IPv4 datagramm –
Päise vaikimisi pikkus on 20 baiti (oktetti)
Sisu pikkus kuni 65515 baiti
Näeme, et IP pakett võib olla tunduvalt pikem kui Etherneti kaader,
sellest tuleneb vajadus paketi segmenteerimise järele
59.
Võrgukihi seadmed – marsruuter, võrgu levidomeenideks jaotamine
Seadet, millega arvutivõrke omavahel kokku ühendatakse nimetatakse
marsruuteriks või lühidalt lihtsalt
ruuteriks (router)
Marsruuter (router) on funktsionaalüksus, mida üldjuhul kasutatakse kohtvõrkude
ühendamiseks kaugvõrgu kaudu. Kuna punktist A punkti B pääseb enamasti
rohkem kui üht teed mööda, siis tegelevad marsruuterid ka parima tee valimisega,
vahetades selleks omavahel marsruutimisinfot. Tee headust mõõdetakse muuhulgas
hüpete ehk hoppide arvuga (hop) - see on algus- ja lõpp-punkti vahele jäävate
marsruuterite arv.
Levidomeen – etherneti võrgusegment (seadmed, mis „näevad“ sama broadcast
paketti)
Marsruuter jagab võrgu
levidomeenideks
60.
Mida näitab diskreetimissagedus ja milline on tema minimaalne vajalik
väärtus
Diskreetimissagedus ehk
näiduvõtusagedus ehk
sämplimissagedus (ingl sampling rate,
sampling frequency) on sagedus, mis määrab pideva signaali diskreetimisel saadud
üksikväärtuste – diskreetide – arvu sekundis. Diskreetimissageduse fs mõõtühik on herts
(Hz). Vastavalt diskreetimisperiood (sampling period ehk sampling interval) tähendab
diskreetidevahelist ajavahemikku
Nyquist-Shannon-Kotelnikovi teoreem:
•Kui signaali s(t) ribalaius on B hertsi, siis on see signaal täielikult määratud
disreetsete väljavõtetega ajavahemike 1/2B sekundi tagant.
• Vajalik diskreetimissamm Δt ≤ 1/(2B)t ≤ 1/(2B)
• Põhiriba signaali korral
diskreetimissagedus fs ≥ 2fm
61.
Mis on signaali kvantimine
Kvantimine on signaali väärtuste ümardamine määratud täpsuseni
Kvantimise nivoode/tasemete arvu määrab kui pika koodiga me signaali väärtusi soovime
esitada, meil on nüüd nb bitist koosnev kahendarv (kahendkood)
Sidetehnikas on digitaliseerivaks signaaliks enamasti pinge u(t)
Kvantimissammu väärtus q on määratud digitaliseeritava analoogpinge u(t)
muutumispiirkonnaga (Umin kuni Umax) ning tulemuse kirjeldamiseks kasutatavate bitide
arvuga nb alljärgnevalt
Kvantimisega kaasneb alati pöördumatu informatsioonikadu, mida iseloomustab
kvantimismüra võimsusega
62.
Kuidas on seotud signaali kvantimise nivood ja koodi bittide arv
Kvantimise nivoode/tasemete arvu määrab kui pika koodiga me signaali väärtusi soovime
esitada, meil on nüüd nb bitist koosnev kahendarv (kahendkood)
63.
Mida näitab kvantimismüra
Kvantimisega kaasneb alati pöördumatu informatsioonikadu, mida iseloomustab
kvantimismüra võimsusega
Kvantimisega kaasneb kvantimismüra, mis digitaalse audiosignaali demoduleerimisel
(analoogsignaaliks tagasimuundamisel) avaldub kahinana. Selle müra tase on seda
madalam, mida suurem on bitisügavus (audiosignaali muundamisel vähemalt 16 bitti,
seega kvantimistasemeid 216 = 65536)
64.
Milleks kasutatakse signaali kvantimisel kompressiooni (A-law)
Signal compression is the use of various techniques to increase the quality or
quantity of signal parameters transmitted through a given telecommunications
channel
An
A-law algorithm is a standard companding algorithm, used in European 8-bit
PCM digital communications systems to optimize, i.e. modify, the dynamic range
of an analog signal for digitizing. It is one of two versions of the G.711 standard
from ITU-T, the other version being the similar μs)-law, used in North America and
Japan.
65.
Mis on passiivne ristmodulatsioon (PIM – Passive Intermodulation)
PIM - Two or more signals passing passive components, connections
Probleemid: LTE sensitive to PIM
Reduces network performance and throughput
Risk to LTE operational efficiency and profitability
- Multiple transmit signals can overpower receive channels
- Base station could refuse to assign these channels
- Lost channel capacity
PIM levelid:
Specified in absolute power level (dBm)
– -110dBm IM signal caused by two +43dBm tones
Or relative to only one of the test tones (dBc)
– The same specified as -153dBc IM level. – Units of dBc are relative to
the largest of the incident carriers
Kuidas vähendada?
Passive components at least -155dBc at 2x 20W (43dBm)
For terminations use cable absorbers
Use 7/16 type connectors
Connectors tightened with correct torque, no more no less
Low PIM jumper cables with soldered connectors
Use all connectors and tools from the same manufacture
No mechanical stress on RF parts
All RF interconnections cleaned as specified by the manufacturer
66.Mis põhjustab passiivset ristmodulatsiooni (PIM – Passive
Intermodulation)
Põjustajad:
Poor mechanical junction in the RF path;
RF components with materials which exhibit some level of hysteresis
(eg. Stainless steel)
Contaminated surfaces or contacts within the RF path. (metallic particle,
„rusty bolt noise“, nearby metallic objects)
Problem in combiner systems
High power carriers (more than 20W, 48dBm)
Multioperator systems
Power Density
Non-linearities
Signals mixing
67.
Millist järku passiivne ristmodulatsioon on kõige olulisem ja miks
68.
Signaal faasorkujul, Konstellatsioonidiagramm
Signaali s(t) saab lisaks tema ajalisele- ja sageduslikule kujule S(f) esitada veel ka
faasorkujul vektorina
Esitluse aluseks on Euleri valem: 𝑒𝑗𝑥 = cos(𝑥)+ 𝑗sin(x), kus j =sqrt(-1)
imaginaarühik
Meile juba tuttavat harmoonilist signaali 𝑠(𝑡) = 𝐴 · cos(2π𝑓𝑡 + 𝜑) saab Euleri
valemit kasutades esitada kujul 𝑠(𝑡)= = .
Ajast sõltuva osa ejωtt eemaldamisele järele jäävat, eksponentsiaalselt kujul
kompleksarvu, Aejφ nimetataksegi
faasoriks
Faasori reaalosa nimetatakse ka sünfaasseks komponendiks I (In-phase) ja tema
imaginaarosa vastavalt kvadratuurseks komponendiks Q (Quadrature)
PSK modulatsiooniga signaalide üheks kujutusviisiks on spetsiaalne faasor ehk
konstellatsioonidiagramm
Ülevaatlikuks viisiks faasmanipuleeritud signaalide kujutamisel on
konstellatsioonidiagramm.
BPSK nagu ka kõrgema tasemeliste faasmanipulatsioonide iseloomustamiseks ning
näitlikustamiseks kasutatakse
konstellatsioonidiagrammi, mis kujutab endast
komplekstasandit, kuhu kantakse vastava faasiga signaaliväärtusi.
69.
Süsteemi mõiste, lineaarne süsteem
Süsteem on protsess mis reaktsioonina ühele signaalile tekitab teise, esimesest
sõltuva, signaali. Esimest signaali nimetatakse tavaliselt süsteemi sisendsignaaliks
ss ja teist siis vastavalt süsteemi väljundsignaaliks sv
Süsteeme saab
kirjeldada mitmel viisil, näiteks diferentsiaalvõrrandite abil
Levinud viisideks lineaarsete süsteemide kirjeldamisel on süsteemi impulsskaja
h(t) ja sageduskarakteristiku H(f) kasutamine
Süsteem on
lineaarne kui tema sisendi ja väljundi vaheline seos on
aditiivne ja
homogeenne
Kui sisendsignaali ss1 korral saame süsteemi väljundsignaaliks sv1
ja vastavalt ss2 korral sv2 siis lineaarses süsteemis peame sisendsignaalide
kombinatsiooni ass1 + bss2 korral saama väljundis asv1 + bsv2, kus a ja b on
konstandid
Öeldakse, et lineaarses süsteemis kehtib
superpositsiooniprintsiip
70.
Süsteemi impulsskaja ja sageduskarakteristik – nende vahelised seosed
Impulsskaja h(t) on süsteemi reaktsioon, ehk väljundsignaal sv(t), juhul kui
süsteemi sisendiks on deltaimpulss ss(t) = δ(t)
Praktikas mõõdetakse impulsskaja kasutades lõpliku kestuse ja amplituudiga
lühikest impulssi p(t)
Kokkuvõtvalt impulsskajast –
Lineaarse süsteemi väljundsignaal koosneb ühest või mitmest, ajas hilistunud ja
muutunud amplituudiga, sisendsignaali koopiast
- Väljundsignaal ehk tagajärg ilmneb alati peale sisendsignaali ehk põhjust.
Seda põhjus-tagajärg seost nimetatakse kausaalsuseks
Ajas hilistumisega kaasneb faasinihe väljundi ja sisendi vahel.
Süsteemi sageduskarakteristik –
Sageduskarakteristik H(f) on süsteemi ülekande sagedussõltuvus harmoonilise
sisendsignaali korral
Sageduskarakteristiku moodul |H(f)| näitab väljund- ja sisendsignaalide
amplituudide suhet
Viimast nimetatakse ka
amplituud-sageduskarakteristikuks sest näitab
väljundsignaali amplituudi sõltuvust signaali sagedusest konstantse sisendsignaali
amplituudi korral
Sageduskarakteristiku faas ∠H(f) näitab faasinihet väljundi- ja sisendsignaalide
vahel.
Süsteemi sageduskarakteristik H(f) on leitav selle impulsskaja h(t) Fourier’
teisendusena:
Teades süsteemi sageduskarakteristikut H(f) saab väljundsignaali spektri Sv(f) leida
sisendsignaali spektri ja sageduskarakteristiku korrutisena Sv(f) = Ss(f)·H(f)
Viimasest saab omakorda Fourier’i pöördteisenduse kaudu leida väljundsignaali
ajalise kuju.
Kolme viimast asjaolu saab kasutada konvolutsiooni kiireks arvutamiseks, meetod
on tuntud kui
konvolutsiooniteoreemSeosed impulsskaja ja sageduskarakteristika vahel –
Filtri impulsskaja ja sageduskarakteristik on omavahel seotud Fourier’
teisendusega. Filtri impulsskaja on avaldatav sageduskarakteristikust järgnevalt:
71.
Komplekstakistus ehk impedants
Kirjeldamaks samaaegselt amplituudide ja faaside vahelist seost kasutatakse
komplekstakistuse ehk
impedantsi Z mõistet: 𝑍 = 𝑅 + 𝑗𝑋 =|𝑍|𝑒 𝑗𝜑
Impedantsi avaldise reaalosa R on meile iuba tuntud tavaline takistus, tema
imaginaarosa X kannab aga
reaktiivtakistuse (reactance) nime
Reaktiivtakistust põhjustavad elektriahelas olevad mahtuvused ja induktiivsused
Impedantsi moodul |Z| määrab vahelduvpinge- ja voolu amplituudide suhte ning
faas φ näitab faasinihet pinge- ja voolu vahel
72.
Klemm, port, multiport
Klemm - nimetatakse elektroonikakomponendi või – seadme juhtiva osa otspunkti
Kasutatakse ka termineid nagu: viik, terminal, jalg vms
Kuna vooluahel peab olema kinnine, siis on igal komponendil
vähemalt kaks klemmi. Kahe klemmiga seadet nimetatakse
kaksklemmiks
Klemme võib olla ka rohkem, sellisel juhul on tegemist
n – klemmiga
Port –
Kuna vooluahel peab olema kinnine, siis enamasti grupeeritakse klemmid
kahekaupa. Taolist klemmipaari nimetatakse
pordiks
Kaksklemmi saab seega nimetada
ükspordiks
Kahe pordiga seadet või komponenti nimetatakse
kakspordiks
Suurema portide arvu korral on tegemist
n-
pordigaKakspordi z-parameetrid
• Kakspordil, nagu nimigi ütleb, on kaks porti (P1 ja P2). Kummagi otste
vahel saab olla mingi pinge ja kumbagi võib läbida mingi voolutugevus.
• Tähistame neid pingeid ja voolutugevusi vastavalt pordi numbrile u1 ja u2 ning i1
ja i2
•Kui anname esimesse porti püsivooluallikast voolu i1 ja mõõdame selle mõjul
pordi otste vahel tekkinud pingelangu u1 saame nende jagatisena tulemuseks
esimese pordi (sisend) impedantsi z11
• Sarnaselt saab mõõta ka teise pordi (väljund) impedantsi z22
• Ühe pordi mõõtmisel jäetakse teised lahtiseks (tühises).
• Täiendavalt saab anda kakspordi esimesse porti vooluallikast voolu i1 ja mõõta
selle mõjul teises pordis tekkivat pinget u2. Nende kahe suuruse suhet nimetatakse
läbivimpedantsiks z21.
• Kakspordi korral saame selliselt mõõta kokku nelja erinevat z-parameetrit
• Z-parameetrite mõõtmine tänapäeva sidetehnikas kasutatavate sageduste juures
oleks keerukas ja ebatäpne. Seetõttu mõõdetakse ja kasutatakse enamasti hoopis
süsteemi
haju- ehk
S-parameetreid (scattering parameters)
73.
Hulkpordi S-parameetrid
N – pordi s-parameetreid mõõdetakse olukorras, kus kõik pordid on sobitatud
Porti numbriga i andtakse mõõteriistast langev laine ai ja mõõdetakse selle mõjul
pordis j tekkinud langeva laine bj väärtus
Suhet Sij = bj / ai nimetatakse
ülekandeks pordist i porti j
Juhul kui i = j on tegemist vastava pordi
peegeldusteguriga.
Kakspordi S-parameetrid
N-pordil on N2 s-parameetrit. Kakspordil ons seega neli S-parameetrit
Parameeter s21 on kakspordi ülekanne, s21 aga sisemine tagasiside
Teades s-parameetrite väärtuseid saab soovi korral neist leida z-parameetrite
väärtused
Mõõteriista millega süsteemi s-parameetreid mõõdetakse nimetataks
siduanalüsaatoriks (network analyzer)
74.
Pingeimpulssi ja liinikoodi spektrid
Pingeimpulssi spekter:
• Teatavasti sai mitteperioodilise signaali spektri S(f) leida tema ajalisest kujust s(t)
Fourieri teisenduse abil. Meie pingeimpulssi u(t) spekter oleks seega:
Tulemuseks on amplituudspekter [V/Hz] kujul: 𝑈(𝑓) = 𝑈𝑇𝑏sinc (𝑇𝑏𝑓)
Funktsioon sinc(x) on normeeritud sin(x)/x funktsioon: sinc 𝑥 = sin(𝜋𝑥) / 𝜋𝑥
Spekter on lõputult lai: B = ∞
Nullkohad on edastuskiiruse 𝑅 = 1 / 𝑇b täisarvkordsed
Amplituudi ühikuks on [V/Hz].
• Konkreetne joonis on normeeritud kujul
Maksimum on võrdne impulssi pindalaga U∙Tb ja seega võrdeline biti
energiaga: 𝐸𝑏 = 𝑈2𝑇b
Liinikoodi spekter
Andmeedastusel ei piisa ilmselgelt ainult ühe sümboli edastamisest. Reaalsuse
edastatakse väga suurel hulgal sümboleid millede järjekord on statistiliselt juhuslik.
Seega liinikoodi keskmine spekter sõltub lisaks impulssi kujust ka edastatavatest
andmetest.
Liinikoodi spekter algab tavaliselt kas nullist või selle lähedasest madalast
sagedusest. Taolise spektriga signaali nimetatakse
põhiribasignaaliks (baseband)
75.
Diferentsiaalsed- ja bifaassed liinikoodid, M-positsioonilised liinikoodid
Diferentsiaalne kood –
Sidekanalis võib juhtuda, et signaali polaarsus muutub vastupidiseks.
Näiteks kui keerdpaarkaablis kiud kogemata valet pidi ühendada
Sellisel juhul peab vastuvõtja NRZ(L) liinikoodi kasutamise korral
ekslikult kõiki edastatud ühtesid nullideks ja vastupidi
Taolisest puudusest on vaba NRZI (Non Return to Zero Inverted) liinikood. NRZI
liinikoodi korral ei näita edastatava sümboli ak väärtust mitte signaali nivoo vaid
hoopis selle muutumine
Teisisõnu kui signaali väärtus jääb järgmise biti kestuse ajal samaks, siis
edastatakse ühte sümboli väärtust ja kui muutub, siis teist.
Bi-faassed liinikoodid –
• Bifaasse liinikoodi korral kannab inforatsiooni
nivoo muutus
Tuntuim bifaasne liinikood on ka IEE802.3 standardis (Ethernet) kasutust leidev
Manchesteri kood.
Manchesteri koodi korral vastab üleminek madalast kõrgeks biti väärtusele „1“ ja
üleminek kõrgelt madalaks biti väärtusele „0“
Taolise liinikoodi korral toimub iga sümboli kestel vähemalt üks nivoovahetus,
seega on ka see liinikood isesünkroniseeruv
M-positsioonilised liinikoodid –
Digitaalne andmeedastus ei pea olema ilmtingimata binaarne, ehk ainult kahte
sümbolit kasutav
M - erinevat sümbolit ak kasutades saab ühe sümboliga edastada 𝐼 = log2(M) bitti
informatsiooni
Tavaliselt valitakse M väärtuseks mõni kahe täisarvuline aste, näiteks 4, 8, 16 jne.
Sellisel juhul edastatakse ühe sümboliga täisarv bitte.
*Erinevad Etherneti standardid kasutavad andmete edastamisel näiteks M = 3; 4;
5 või 16 erinevat sümbolit.
Mitme sümboli kasutamine tähenda, et sama kestuse ja seega ka sama sagedusriba
juures on võimalik edastada rohkem informatsiooni. Seega võidame
spektraalefektiivsuses.
Samas on vastuvõtjal raskem vastuvõetud sümboleid teineteisest eristada, vigadeta
otsuste tegemiseks on vajalik suurem signaal-müra suhe. Ehk hinnaks mida tuleb
maksta, on vähenenud veakindlus ja sidekaugus.
76.
Modulatsiooni mõiste ja moduleerimise põhjused
Protsess nimega
modulatsioon võimaldab edastatavatele sümbolitele
vastavad signaalid viia sidekanali jaoks sobivale kujule
Seadet mis modulatsiooni teostab nimetatakse
modulaatoriks, signaalide esialgse
kuju taastamiseks vastuvõtjas kasutatakse
demodulaatorit
Enamasti teostab mõlemat operatsiooni
Modemi nimeline seade
MÕISTE -
Modulatsioon on informatsiooni edastamiseks kasutatava füüsikalise
nähtuse (elektrivool, elektromagnetväli jne.) mingi parameetri muutmine vastavalt
ülekantava signaali muutustele.
• Modulatsioon raadio- ja sidetehnikas on kõrgsagedusliku elektrivõnkumise
(kandesignaali sc(t)) või impulsijada mingi parameetri muutmine tunduvalt
madalama sagedusega moduleeriva signaali m(t) rütmis
• Modulatsiooniga kaasneb signaali m(t) esialgse kuju oluline muutus ja tema
spektri üleminek teisele (kande) sagedusele
Moduleerimise eesmärgid:
1) Võimaldab edastada signaali m(t) kanalis mille sagedusomadused on piiratud
2) Vähendada edastatava signaali m(t) kuju või mõne tema olulise parameetri
moonutusi edastusel
3) Võimaldada mitme signaali samaaegset edastamist ühes kanalis:
sagedustihendus FDMA (Frequency Division Multiple Access)
4) Kokkuvõtlikult võib öelda, et modulatsiooni eesmärgiks on võimalikult suure
hulga informatsiooni võimalikult kvaliteetne ülekanne piiratud sagedusribas B
piiratud energia abil
77.
Erinevad modulatsiooniviisid, analoog- ja digitaalmodulatsioon
Vastavalt mõjutatavale kandesignaali parameetrile eristatakse
• Amplituudmodulatsioon AM, ASK
• Sagedusmodulatsioon FM, FSK
• Faasmodulatsioon PM, PSK
• Kvadratuurne amplituudmodulatsioon QAM. Viimase korral muudetakse
samaaegselt nii kandesignaali amplituud kui algfaasi
Kui moduleeriv signaal m(t) on pidev, on tegemist
analoogmodulatsiooniga, kui
tal on aga lõplik arv M väärtuseid, siis räägime
digitaalmodulatsioonist ehk
manipulatsioonist
78.
Liinikoodide ja modulatsiooniviiside häirekindlus
Mäletatavasti eksisteerivad kõikjal ja igal ajahetkel juhuslikud elektrilised signaalid
ehk
mürad n(t)
Müra võimsus N on võrdeline keskkonna temperatuuriga T ja sidekanali
ribalaiusega B
Mürad n(t) liituvad AWGN mudeli kohaselt sidekanalis ülekantavale signaalile s(t),
seega vastuvõtjasse jõuab nende kahe summa y(t) = s(t) + n(t).
Liitunud müra tõttu ei suuda vastuvõtja alati edastatud sümboli väärtust õigesti
määrata ja tulemuseks on sümboli
viga
*binaarsel edastusel bitiviga
• Unipolaarse liinikoodi korral, kus ühele sümbolile vastab pingenivoo +U ja teisele
0V on bitivea tõenäosus AWGN mudeli korral
kus σ on mürapinge efektiivväärtus. Viimane on võrdne mürapinge jaotuse
standardhälbega
• Q-funktsioon on defineeritud kui (normaaljaotuse „saba“):
Modulatsiooniviiside häirekindlus
• Koherentsel demoduleerimisel (algfaas teada):
• Mittekoherentsel demoduleerimisel aga:
(Digitaalsete sidesüsteemide puhul kasutatakse signaal-müra suhte asemel viimasega
võrdelist suurust: biti energia Eb [J] suhet valge müra võimsuse spektraaltihedusse η [W/Hz])
79.Kuidas töötab GNSS ja milleks seda kasutatakse?
GNSS - Global Navigation Satellite System - Globaalne
satelliitnavigatsioonisüsteem
Vastuvõtjad kasutavad olemasolevaid infrastruktuure (GPS, GLONASS, Galileo
jne)
Hästi väljaarendatud tehnoloogiad
GPS “Global Positioning System” (1978)
GLONASS - Глобальная навигационная спутниковая система (1993)
Galileo (2016)
GNSS systems where revolutionary in the area of Navigation by providing
positioning and navigation capabilities to the autonomous vehicles. With precise
positioning, GNSS can be used for lane or track determination (for road and rail
vehicles) and attitude determination by using multiple antennas
Lühidalt – how works?
Global Navigation Satellite System (GNSS) refers to a constellation
of satellites providing signals from space that transmit positioning and
timing data to
GNSS receivers. The receivers then use this data to
determine location. By definition, GNSS provides global coverage.
GNSS receivers determine the user position, velocity, and precise time
(PVT) by processing the signals broadcasted by satellites.
(If you still wonder) – gps on gnss 1 osa
GNSS (or Global Navigation Satellite System) is a broad term
encompassing different types of satellite-based positioning, navigation
and timing (PNT) systems used globally. GPS (or Global Positioning
System) is one such type of Global Navigation Satellite System.
GNSS kvaliteet
The performance of GNSS is assessed using four criteria:
1. Accuracy: the difference between a receiver’s measured and real
position, speed or time;
2. Integrity: a system’s capacity to provide a threshold of confidence
and,
in the event of an anomaly in the positioning data, an alarm;
3. Continuity: a system’s ability to function without interruption;
4. Availability: the percentage of time a signal fulfils the above accuracy,
integrity and continuity criteria.
80.
Miks ei saa kasutada GNSS-i tehnoloogiaid siseruumides positsioneerimiseks?
GPS does not work well indoors.
The signals from the satellites are attenuated and scattered by roofs, walls and other
objects.
GPS signals that enter buildings through windows are unreliable since they often
have bounced and thus give the wrong distance measures by even hundreds of
meters.
Ehksiis:
Siseruumidesse ei jõua otsene signaal sateliidilt, vaid katused ja seinad
„söövad“ signaalid ära ja aknast/uksest/praost sisenev signaal on peegeldunud
kuskilt, mis tähendab, et signaali läbimise distants on pikem, thus making it not
that accurate.
81.
Kuidas saavutatakse GNSS tehnoloogiate (PPP, RTK) puhul suurem täpsus?
PPP (Precise Point Positioning) ja
RTK (Real-Time Kinematic)
PPP is a combination of several relatively sophisticated GNSS position refinement
techniques that can be used with near-consumer-grade hardware to yield near-
survey-grade results. PPP uses a single GNSS receiver, unlike standard RTK
methods, which use a temporarily fixed base receiver in the field as well as a
relatively nearby mobile receiver.
RTK – GNSS satelliit saadab signaali nii rover stationile kui ka base stationile.
Rover station aga saab base stationilt correction data. Kokkuvõtvalt on tegemist
keerulise protsessiga, kus RTK (Real-Time Kinematic) on pmst correctioniga gnss
signaal, mida saab kas real-time kasutada või jätta post-proccessinguks.
Document Outline
Kõik kommentaarid