Telecomunicazioni

Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione, Elettronica e Telecomunicazioni
Esercitazioni del corso di
Telecomunicazioni
Corso di laurea in Ingegneria Gestionale
Anno Accademico 2013-2014
Ing. Alfonso Iacovazzi
(mail: [email protected])
A. Iacovazzi
Pagina 1
Esercitazione 1 – 04 marzo 2014
Esercizi su Sorgenti Informative
Esercizio 1
Una sorgente a ritmo binario variabile (VBR) emette periodicamente la stessa sequenza di dati
caratterizzata dalla seguente struttura:
12345-
tratto informativo di durata costante uguale a 10 s ad un ritmo binario uguale a 10 kbit/s;
tratto informativo di durata costante uguale a 5 s ad un ritmo binario uguale a 24 kbit/s;
pausa di durata costante e uguale a 5 s;
tratto informativo di durata costante uguale a 6 s ad un ritmo binario uguale a 5 kbit/s;
pausa di durata costante e uguale a 3 s.
Si chiede di:
1. Disegnare l’andamento del bit rate in funzione del tempo;
2. Calcolare il ritmo binario medio Rm;
3. Calcolare il grado di intermittenza G.
Esercizio 2
Una traccia di pacchetti IP si presenta come in figura. La traccia è caratterizzata da istanti di arrivo di un
pacchetto (indicati con ti ed espressi in secondi a partire dall’istante t0=0) e lunghezze complessive L dei
pacchetti (espresse in byte). Ogni pacchetto ha una intestazione di H=40 byte.
Si chiede di:
1. Calcolare i ritmi binari di picco e medio della traccia unitamente al relativo coefficiente di attività;
2. Indicare il numero di frammenti complessivo derivante dalla operazione di frammentazione della
traccia in accordo al protocollo IP.
Si supponga che lo strato sottostante a IP sia caratterizzato da Unità Informative (UI) costituite da h=20
byte di intestazione costante e da un campo informativo di dimensione variabile con lunghezza massima di
l=60 byte.
A. Iacovazzi
Pagina 2
Esercizio 3
Numero di byte osservati
140
120
100
80
60
40
20
0
[50 ms] [50 ms] [50 ms] [50 ms] [50 ms] [50 ms] [50 ms] [50 ms] [50 ms] [50 ms]
Tempo (finestre da 50 ms); 10 finestre consecutive
Si consideri l’uscita di un codificatore per immagini video in movimento di tipo MPEG. I dati in uscita dal
codificatore vengono registrati nella cosiddetta “traccia di traffico” rappresentata attraverso un vettore V di
N elementi: ogni elemento riporta il numero di byte registrati in T=50ms di filmato codificato.
In figura è riportato il contenuto del vettore relativo ad una finestra temporale F= 500 ms (corrispondente
quindi a 10 elementi consecutivi del vettore V). Si assuma che i bit emessi nel periodo T siano
uniformemente distribuiti nei 40ms.
V={120, 40, 50, 32, 50, 20, 60, 16, 12, 20}
Si chiede di:
1. determinare il ritmo binario di picco Rp e il ritmo binario medio Rm (espressi in bit/s) relativi alla
finestra temporale F di figura;
2. assumendo di voler trasferire il contenuto di F attraverso una linea di capacità C=8 kbit/s
determinare la dimensione della memoria di ingresso alla linea, tale per cui si evitano fenomeni di
perdita.
Esercizio 4
Si assuma di registrare il flusso di pacchetti IP trasferito sulla linea di uscita da una LAN, nel caso in cui tale
linea abbia una capacità di trasferimento C= 64 kbit/s. La registrazione viene memorizzata in un file con la
seguente struttura:
 ti= istante di arrivo del pacchetto i-esimo (in millsecondi);
 li= lunghezza del pacchetto i-esimo (in byte).
Si chiede di:
1. calcolare il coefficiente di attività e il ritmo binario medio del flusso la cui registrazione è riportata
in tabella.
2. ipotizzando di voler multipare cinque flussi indipendenti, aventi caratteristiche uguali a quello
registrato (in termini di ritmi binari medi e coefficiente di attività), calcolare la frequenza media con
cui il ritmo binario risultante dalla multiplazione dinamica di tali flussi superi il valore di 192 kbit/s.
A. Iacovazzi
Pagina 3
Istante di arrivo (in
millisecondi)
0
10
16
19
26
34
37
44
49
55
A. Iacovazzi
Lunghezza del pacchetto
(in byte)
20
40
20
4
60
20
4
6
6
8
Pagina 4
Esercitazione 2 – 11 marzo 2014
Esercizi sui Modi a Pacchetto e Circuito
Esercizi 28, 29, 32 dal libro: F. Cuomo – “Esercizi di Reti di Telecomunicazioni”, Edizioni Ingegneria 2000,
dicembre 2004
A. Iacovazzi
Pagina 5
Esercitazione 3 – 18 marzo 2014
Esercizi su Campionamento e Quantizzazione
Esercizio 1
Si consideri un canale trasmissivo e si supponga che il segnale utile in transito abbia tre volte la potenza del
segnale di rumore che gli si aggiunge. Trovare il SNR in dB. Ripetere l’esercizio se il segnale ha 7 volte la
potenza del rumore. 3n volte la potenza del rumore. 10k volte la potenza del rumore.
Esercizio 2
Un sistema di trasmissione digitale utilizza un canale in banda base di larghezza di banda pari a 16 kHz. Se
vengono inviati impulsi ideali al tasso di Nyquist e se gli impulsi possono assumere uno tra M = 16 livelli,
calcolare qual è il tasso dei bit in trasmissione.
Esercizio 3
Si consideri un segnale analogico avente una banda pari a 6 kHz, lo si vuole codificare in forma numerica, in
modo da assicurare un rapporto segnale/rumore pari a 60 dB. Determinare la velocità di emissione R in
bit/s (si assuma, per la frequenza di campionamento, il valore minimo ammissibile).
Esercizio 4
Si consideri un segnale analogico avente una banda pari a 7.5kHz, lo si vuole codificare in forma numerica e
trasmettere su un canale che consente una velocità di trasmissione di 200 kbit /s. Determinare il rapporto
segnale/rumore (espresso in dB) ottenibile con la quantizzazione (si assuma, per la frequenza di
campionamento, il valore minimo ammissibile).
Esercizio 5
Si suppone di avere un sistema di trasmissione passa basso con larghezza di banda di 0.9 MHz. Quale tasso
dei bit in trasmissione è ottenibile utilizzando impulsi ad 8 livelli? Qual è la capacità di Shannon per tale
canale se si riesce ad avere un SNR di 26 dB? E per un SNR di 45 dB?
A. Iacovazzi
Pagina 6
Esercizio 6
Si deve trasmettere un segnale informativo con banda pari a 15kHz e con ddp uniforme mediante un
sistema PCM. Si vuole che, operando al di sopra della soglia il rapporto segnale/disturbo complessivo non
sia mai inferiore a 33dB. Determinare:
1. il numero di bit di quantizzazione richiesti
2. la velocità di trasmissione in bit/secondo
A. Iacovazzi
Pagina 7
Esercitazione 4 – 25 marzo 2014
Esercizi sulla Trasformata di Fourier
Esercizio 1
Si consideri il segnale
( )
(
)
e si risponda alle seguenti domande:
1. rappresentare graficamente il segnale
2. calcolare l’energia e la potenza media del segnale e discutere se s(t) è un segnale a energia finita o a
potenza media finita
3. scrivere l’espressione analitica e rappresentare graficamente i segnali z(t) = -s(-t) e v(t) = s(t + 4).
Esercizi sui sistemi Lineari e a Tempo Invarianti
Esercizio 4
Determinare se i seguenti sistemi sono lineari, tempo invarianti, causali e stabili:
( )
( )
A. Iacovazzi
( )
( )
( )
( )
Pagina 8
Esercitazione 5 – 1 aprile 2014
Esercizi su modulazione numerica QAM
Esercizio 1
Si supponga di avere un sistema televisivo via cavo utilizzi un cavo coassiale capace di trasportare 100
canali, ciascuno di 6 MHz di larghezza di banda. Si supponga di utilizzare una modulazione QAM. Qual è il
bit rate per singolo canale se si sfrutta una costellazione di 4 punti? E di 8 punti?
Si supponga che il segnale televisivo richieda 4 Mbit/s. Quanti segnali televisivi digitali possono essere
gestiti da ciascun canale, per i due casi considerati?
Esercizio 2
Si vuole trasmettere la sequenza numerica 01101110111100110011 con una bitrate R(t) =1Mbit/s,
utilizzando una modulazione 16-QAM con portante fp = 900 KHz. Calcolare il valore del segnale modulato
all’istante t =13µsec , ricordando che la trasmissione di un simbolo avviene solo dopo che il simbolo è stato
acquisito per intero.
Esercizi su codifica a rilevazione di errore
Esercizio 3
Si consideri una sorgente binaria che voglia inviare blocchi di 7 bit e che adotti una tecnica di rilevazione
d’errore a singolo bit di parità. Sia p=0.0001 la probabilità che un bit venga ricevuto in modo errato. Qual è
la probabilità che sul canale si verifichi un numero di errori che non vengano rivelati a destinazione?
Esercizio 4
Si consideri un sorgente binaria che voglia inviare una stringhe di 49 bit e che adotti una tecnica di
rilevazione d’errore a parità incrociata. Sia p=0.0001 la probabilità che un singolo bit venga ricevuto in
modo errato. Quanti errori sul blocco è in grado di rilevare il destinatario? Indicare inoltre se e quando il
ricevitore è in grado di correggere eventuali errori sul canale.
A. Iacovazzi
Pagina 9
Esercitazione 6 – 29 aprile 2014
Esercizi su bit stuffing e byte stuffing
Esercizio 1
Si consideri una sorgente a livello 3 che emette pacchetti di n bit che dovranno successivamente essere
incapsulati in frame a livello data link. Prima dell’incapsulamento, viene effettuata l’operazione di bit
stuffing per poter distinguere i dati emessi dalla sorgente dai byte delimitatori dei frame (FLAG). Si
consideri che tutti i pacchetti a livello 3 hanno la stessa lunghezza, e che ciascun frame a livello 2 contiene
esattamente uno ed un solo pacchetto. Se si esclude l’overhead dovuto al framing (header e trailer dei
frame), qual è il numero medio di bit generati dopo il bit stuffing per ciascun frame?
Esercizio 2
Si consideri una sorgente a livello 3 che emette pacchetti di n byte che dovranno successivamente essere
incapsulati in frame a livello data link. Prima dell’incapsulamento, viene effettuata l’operazione di byte
stuffing per poter distinguere i dati emessi dalla sorgente dai byte delimitatori dei frame (ESC, FLAG). Si
consideri che tutti i pacchetti a livello 3 hanno la stessa lunghezza, e che ciascun frame a livello 2 contiene
esattamente uno ed un solo pacchetto. Se si esclude l’overhead dovuto al framing (header e trailer dei
frame), qual è il numero medio di byte generati dopo il byte stuffing per ciascun frame?
Esercizi su accesso multiplo
Esercizi 40, 41 dal libro: F. Cuomo – “Esercizi di Reti di Telecomunicazioni”, Edizioni Ingegneria 2000,
dicembre 2004
A. Iacovazzi
Pagina 10
Riferimenti
[1]
[2]
[3]
[4]
F. Cuomo – “Esercizi di Reti di Telecomunicazioni”, Edizioni Ingegneria 2000, dicembre 2004
A. De Rosa, M. Barni – “Esercizi Svolti di Teoria dei Segnali”, novembre 2003
http://corsiadistanza.polito.it/
M.G. Di Benedetto, D. Domenicali, L. De Nardis – “Comunicazioni elettriche. Esercizi e temi
d’esame”, 2007
[5] A. Leon Garcia, I. Widjaja – “Communication Network”, 2001
A. Iacovazzi
Pagina 11

Download Report