Giải đề cương thi cao học viễn thông

ĐỀ CƯƠNG THI CAO HỌC I Phần lý thuyết Trình bày tiêu chí thiết kế mạng 4G LTE/SAE sơ đồ tổng quát kiến trúc với mạng E-UTRAN (vẽ giải thích tóm tắt vai trò phần tử) Tại gọi mạng LTE/SAE mạng phẳng Trình bày kết nối eNodeB đến nút logic khác chức Trình kết nối MME đến nút logic khác chức Trình bày kết nối S-GW đến nút logic khác chức Trình kết nối P-GW đến nút logic khác chức Trình kết nối PCRF đến nút logic khác chức Trình bày vai trò HSS Trình bày mô hình tầng truy nhập (AS) không truy nhập (NAS) Trình bày chức EMM, ESM 10 Trình bày trạng thái EMM mô hình chuyển đổi trạng thái 11 Trình bày trạng thái ECM mô hình chuyển đổi trạng thái 12 Trình bày mô hình chuyển đổi trạng thái ECM EMM 13 Trình bày mô hình kênh vô tuyến phạm vi hẹp 14 Trình bày thông số kênh vô tuyến phạnm vi hẹp 15 Trình bày ảnh hưởng băng thông tỷ số tín hiệu tạp âm biện pháp khắc phục 16 Trình bày ảnh hương truyền sóng đa đường lên truyền dẫn vô tuyến băng rộng bienẹ pháp khắc phục 17 Trình bày nguyên lý trải phổ 18 Trình bày nguyên lý OFDM 19 Trình bày lập biểu phụ thuộc kênh 20 Trình bày mô hình kênh SVDMIMO 21 Trình bày nguyên lý SU-MIMO 22 Trình bày nguyên lý tạo búp 23 Trình bày phân tập phát dựa SFBC 24 Trình bày nguyên lý MU-MIMO 25 Trình bày nguyên lý thích ứng đường truyền (AMC) 26 Trình bày nguyên lý HARQ 27 Trình bày yêu cầu hiệu LTE 28 Trình bày giao thức giao diện vô tuyến LTE 29 Trình bày kênh logic giao diện vô tuyến LTE 30 Trình bày kênh truyền tải giao diện vô tuyến LTE 31 Trình bày kênh vật lý giao diện LTE 32 Trình bày vấn đề chung định cỡ mạng vô tuyến Phần tập Bài Xét máy phát phát xạ sóng mang có tần số 1850 MHz Máy di động đặt xe ô tô chạy vận tốc 80 km Tính: tần số sóng mang máy thu máy di động tiến phía máy phát tần số sóng mang máy thu máy di động rời xa máy phát tần số sóng mang máy thu máy di động chuyển động vuông góc với phương sóng tới Bài Giả thiết đáp ứng xung kim kênh sử dụng để lập mô hình cho kênh vô tuyến với trễ trội lớn là100µs Nếu số nhánh trễ đa cố định 64 Tìm ∆τ độ rộng băng cực đại mà mô hình thể xác Bài Một đường truyền có lý lịch trễ công suất sau: τl (µs) a (dB) -20 -10 -10 Tính: moment bậc hai lý lịch trễ công suất trễ trội trung bình quân phương tính băng thông quán tương quan tần số nhỏ 0,5 Bài Cho hệ thống trải phổ chuỗi trực tiếp hình sử dụng điều chế 16QAM tỷ lệ mã hóa 1/3, tốc độ chip trải phổ Rc= 3,84 Mcps, hệ số trải phổ SF= 256, (1) tìm tốc độ bit kênh Rb, (2) độ lợi xử lý kênh Nếu công suất đầu vào máy thu Prx= -70dBm, tìm: (1) lượng chip thu Ec, (2) tìm tỷ số Ec/N0 nhiệt độ tạp âm máy thu T=2900K hệ số tạp âm máy thu NF=6dB, (3) sau giải trải phổ tỷ số Eb/N0 Lưu ý: theo định nghĩa hệ số trải phổ SF tỷ số tốc độ chip (Rc) tốc độ ký hiệu (Rs) Bài Cho hệ thống truyền dẫn OFDM hình vẽ sử dụng điều chế 64-QAM với tỷ lệ mã hóa 1/3 sử dụng 256 sóng mang có 192 để truyền số liệu với thời gian ký hiệu OFDM T 64 µs, thời gian bảo vệ TGP= 1/8 Ts Tính: (1) tốc độ ký hiệu OFDM, (2) tính thời gian hiệu dụng ký hiệu OFDM, TFFT, (3) tính số bit thông tin ký hiệu, (3) tính tốc độ bit kênh truyền, Rb Bài Vẽ cấu trúc khung kênh DPDCH/DPCCH đường xuống Nếu cho k=5, (1) tính tốc độ bit kênh , (2) tính SF, (3) tìm mã OVSF Cch,SF,i, i số thứ tự mã, (4) vẽ sơ đồ điều chế trải phổ cho trường hợp sử dụng kênh cho đường xuống: Cd,1=Cch,SF,i (5) vẽ sơ đồ điều chế trải phổ cho trường hợp sử dụng kênh Tính tốc độ bit kênh tối đa cho trường hợp Bài Vẽ cấu trúc khung kênh DPDCH/DPCCH đường lên Nếu cho k=6, (1) tính tốc độ bit , (2) tính SF, (3) tìm mã OVSF Cch,SF,I, i số tứ tự mã (4) vẽ sơ đồ điều chế trải phổ cho trường hợp sử dụng kênh cho đường lên: Cd,1=Cch,SF,i lưu ý i=SF/4 (5) vẽ sơ đồ điều chế trải phổ cho trường hợp sử dụng kênh đường lên, Tính tốc độ bit kênh tối đa cho trường hơp Bài Tính tốc độ số liệu đỉnh HSDPA: (1) sử dụng điều chế 16QAM, cấu hình anten đơn tỷ lệ mã r=1, (2) tỷ lệ mã r=1/3, (2) sử dụng điều chế 64QAM, cấu hình anten 2x2 tỷ lệ mã r=1, (2) sử dụng điều chế 16QAM, anten đơn, r=1 với 10 mã trải phổ định kênh Bài Cho cấu hình mã HSUPA hình vẽ Vẽ sơ đồ điều chế trải phổ Tính tốc độ số liệu đỉnh đường lên với tỷ lệ mã r=1 Lưu ý: Điều chế đường lên BPSK/QPSK Bài 10 Cho hệ thống LTE băng thông kênh 20 MHz với sơ đồ truyền dẫn hình vẽ Tìm: Kích thước IFFT, thời gian hiệu dụng ký hiệu OFDM: TFFT, thời gian tiền tố chu trình TCP, Thời gian ký hiệu OFDM, thời gian lấy mẫu, băng thông sóng mang con, tần số lấy mẫu, băng thông cấu hình Giả sử kênh PDSCH cấp phát 20 RB Tìm: số sóng mang sử dụng để truyền số liệu(NSC), số bit truyền thời gian ký hiệu OFDM, tốc độ bit Rb Giả sử tỷ lệ mã giảm xuống ½ Tìm tốc độ bit Rb Tỷ số tín hiệu tạp âm Eb/N0 cho trường hợp (2) (3) công suất thu Prx=-70dBm Bài 11 Cho thông số hệ thống truyền dẫn vô tuyên LTE đường xuống sau đây: √ Số lượng khối tài nguyên RB: 10 √ Công suất phát cực đại trạm gốc dành cho số liệu : 50 dBm √ Hệ số khuyếch đại anten phát eNodeB: 18dBi √ Tổn hao cáp phiđơ eNodeB: 2dB √ Tổn hao connectơ eNodeB: 2dB √ Dự trữ nhiễu đường xuống: 4dB √ SINR yêu cầu: -9dB √ Khuếch đại anten thu UE: 0dBi √ Tổn hao phiđơ UE: dB √ Tổn hao thể: 0dB Tìm: (1) Độ nhạy máy thu hiệu dụng, (2) Tổn hao đường truyền cực đại, (3) bán kính phủ sóng cực đại, diện tích phỏ sóng cho cấu hình đoạn ô Bài 12 Tính tốc độ đỉnh đường xuống đường lên hệ thống thông tin di động LTE băng thông kênh 20 MHz vơi cấu hình anten đường xuống 4x4 đường lên 1x4, tỷ lệ mã hóa kênh r=1 Lưu ý tốc độ đỉnh bao gồm tốc độ số liệu báo hiệu Bài 13 Tính tốc độ đỉnh đường xuống đường lên hệ thống thông tin di động LTE băng thông kênh 20 MHz vơi cấu hình anten đường xuống 4x4 đường lên 1x4, tỷ lệ mã hóa kênh r=1 sau dành riêng tài nguyên cho tín hiệu tham chuẩn (RS) Bài 14 Cho hệ thống LTE hai cửa anten (NA=2) sử dụng hai lớp với ma trận tiền mã hóa 2x2 cho ma trận kênh H sau: 3  H=  1 3 Phân tích SVD cho H Tìm ma trận tiền mã hóa Vẽ sơ đồ kênh MIMO 2x2 với tiền mã hóa Bài 15 Hệ thống LTE sử dụng SU MIMO 4x4 điều chế 64QAM, mã hóa kênh tỷ lệ truyền dẫn Rank-4 (bốn lớp) với băng thông hệ thống 20 MHz để truyền số liệu hình vẽ đây: Cho kích thước khối truyền tải TBS (Transport Block Size) TrBL1 TrBL2 149776 Xét trường hợp CP bình thường, Tính: Tốc độ số liệu đường xuống Số sóng mang cần thiết để truyền số liệu Số sóng mang lại để truyền báo hiệu điều khiển tín hiệu tham chuẩn (RS) Lưu ý trường hợp CP bình thường khe 0,5ms truyền ký hiệu OFDM Bài 16 Hệ thống LTE sử dụng SU MIMO 4x4 điều chế 64QAM, mã hóa kênh tỷ lệ truyền dẫn Rank-4 (bốn lớp) với băng thông hệ thống 10 MHz để truyền số liệu hình vẽ đây: Cho kích thước khối truyền tải TBS (Transport Block Size) TrBL1 TrBL2 75376 Xét trường hợp CP bình thường, Tính: Tốc độ số liệu đường xuống Số sóng mang cần thiết để truyền số liệu Số sóng mang lại để truyền báo hiệu điều khiển tín hiệu tham chuẩn (RS) Lưu ý trường hợp CP bình thường khe 0,5ms truyền ký hiệu OFDM Bài 17 Đường truyền xuống từ eNodeB đến UE có thông số sau: eNode: công suất phát cực đại = 46dBm, tổn hao cáp phần tử vô tuyến máy phát 4dB, khuếch đại anten phát 18dBi UE: công suất thu tối thiều phát – 85dBm, tổn hao cáp phần tử vô tuyến thu 4dB Dự trữ quy hoạch 20 dBm Tính tổn hao cực đại cho phép cự ly phủ sóng theo mô hình tổn hao đường truyền Okumura-Hata cho vùng: hở, ngoại ô, thành phố nhỏ thành phố lớn Bài 18 Đường truyền xuống có thông số cho bảng 9.10 Nếu tổn hao thâm nhập tòa nhà 20 dB cự ly phủ sóng Bài 19 Cho mã hóa turbo gồm hai mã hóa thành phần RSC có đa thức tạo mã sau: g0=1112=78 g1=1012=58 Yêu cầu: Vẽ sơ đồ Vẽ biểu đồ lưới Tìm luồng bit đầu bao gồm bit đuôi chuỗi mã đầu vào sau: (1,0,1,0,1,0,0) Giả thiết đan xen thực theo mẫu cho bảng sau: K Mẫu đan xen 3→1 5→2 1→3 2→4 4→5 6→6 7→7 Trong ký hiệu j→i có nghĩa bit thứ ba chuỗi vào đan xen đặt vào vị trí bit thứ đầu đan xen Bài 20 Cho hệ thống HSDPA sử dụng 10 mã định kênh để truyền số liệu với sơ đồ điều chế 16QAM mã hóa turbo tỷ lệ mã r=1/3 (hình vẽ 1) tìm tốc độ bit kênh R 'b Rb, (2) độ lợi xử lý Nếu công suất đầu vào máy thu Prx= -70dBm, tìm: (1) lượng chip thu Ec, (2) tìm tỷ số Ec/N0 nhiệt độ tạp âm máy thu T=2900K hệ số tạp âm máy thu NF=6dB, (3) sau giải trải phổ tỷ số Eb/N0 Lưu ý: Eb=Prx/R’b, độ lợi xử lý Gp=Rc/Rb R'b Hình Bài 21 Cho hệ thống LTE băng thông kênh 20 MHz với sơ đồ truyền dẫn hình Tìm: Kích thước IFFT, thời gian hiệu dụng ký hiệu OFDM: TFFT, thời gian tiền tố chu trình TCP, Thời gian ký hiệu OFDM, thời gian lấy mẫu, băng thông sóng mang con, tần số lấy mẫu, băng thông cấu hình Giả sử kênh PDSCH cấp phát 20 RB Tìm: số sóng mang sử dụng để truyền số liệu (NSC), số bit truyền thời gian ký hiệu OFDM, tốc độ bit kênh R’b Rb Giả sử tỷ lệ thông số hệ thống truyền dẫn vô tuyến sau: Cho thông số hệ thống truyền dẫn vô tuyến LTE đường xuống sau đây: √ Công suất phát cực đại trạm gốc dành cho số liệu : PTxmax= 45 dBm √ Hệ số khuếch đại anten phát eNodeB: G1= 18dBi √ Tổn hao cáp phiđơ eNodeB: Lph1= 2dB √ Tổn hao connectơ eNodeB: Lrf= 2dB √ Dự trữ nhiễu đường xuống: MI= 4dB √ SINR yêu cầu: -1dB √ Khuếch đại anten thu UE: G2= 0dBi √ Tổn hao phiđơ UE: Lph2= dB √ Tổn hao thể: Lbody= 0dB Tìm bán kính phủ sóng cực đại diện tích phủ sóng Tính mật độ phổ công suất thu sóng mang Rb; Hình Bài 22 Cho sơ đồ mã hóa turbo có đa thức tạo mã sau:   g (x)  + x2  g( x ) =  1,  =  1,    g0 ( x )   1+ x + x  Yêu cầu: Vẽ biểu đồ lưới Tìm chuỗi mã đầu (không xét bit đuôi) chuỗi mã đầu vào sau: (1,0,1,0,1,0,0) Giả thiết đan xen thực theo mẫu cho bảng sau: K Mẫu đan xen 3→ 5→ 1→ 2→ 4→ 6→ 7→ Trong ký hiệu j→i có nghĩa bit thứ ba chuỗi vào đan xen đặt vào vị trí bit thứ đầu đan xen Bài 23 Cho mã hóa turbo gồm hai mã hóa thành phần RSC có đa thức tạo mã sau:  g ( D)  G(D) = 1,  , (4)  g ( D)  Trong g0(D) = + D2 + D3, g1(D) = + D + D3 Yêu cầu: Vẽ sơ đồ Vẽ biểu đồ lưới Tìm luồng bit đầu bao gồm bit đuôi chuỗi mã đầu vào sau: (1,0,1,0,1,0,0) Giả thiết đan xen thực theo mẫu cho bảng sau: K Mẫu đan xen 2→ 4→ 0→ 1→ 3→ 6→ 6 7→ Trong ký hiệu j→i có nghĩa bit thứ ba chuỗi vào đan xen đặt vào vị trí bit thứ đầu đan xen Bài 24 Cho sơ đồ mã hóa kênh phối hợp tốc độ hình vẽ Code Block (khối mã) x(k) Bộ mã hóa turbo d1(k) d2(k) Các bit chẵn lẻ Các bit chẵn lẻ v2(k) Bộ đan xen khối Bộ tổng hợp bit d0(k) Các bit hệ thống v1(k) v0(k) Bộ đan xen khối Bộ đan xen khối Các bit hệ thống đan xen Các bit chẵn lẻ đan xen xếp xen kẽ w(k) Điểm bắt đầu luồng bit chẵn lẻ Bộ chọn đục lỗ từ đệm vòng ảo RV1 RV2 RV0 RV3 Điểm bắt đầu luồng bit hệ thống e(k): RV0/RV1/RV2/RV3 Phối hợp tốc độ k0 điểm khởi đầu RV xác định sau:   N cb   TC k = Rsubblock   rv idx +  rvidx=0,1,2,3  TC   8R subblock   Nhiệm vụ: Cho khối mã kích thước 4800 bit, tìm số bit luồng hệ thống, chẵn lẻ chẵn le TC TC TC Tìm KΠ Rsubblock biết Csubblock =32 Rsubblock xC TC ≥ D với RTC subblock subblock số nguyên Tìm độ dài chuỗi bit sau kết hơp Kw Tìm k0 cho phiên dư RV0,RV1,RV2,RV3, kích thước nhớ Ncb=Kw Bài 25 Cho hệ thống HSDPA sử dụng 10 mã định kênh để truyền số liệu với sơ đồ điều chế 16QAM mã hóa turbo tỷ lệ mã r=1/3 (hình vẽ 1) tìm tốc độ bit kênh R 'b Rb, (2) độ lợi xử lý Nếu công suất đầu vào máy thu Prx= -70dBm, tìm: (1) lượng chip thu Ec, (2) tìm tỷ số Ec/N0 nhiệt độ tạp âm máy thu T=2900K hệ số tạp âm máy thu NF=6dB, (3) sau giải trải phổ tỷ số Eb/N0 Lưu ý: Eb=Prx/R’b, độ lợi xử lý Gp=Rc/Rb R'b Hình Bài 26 Cho hệ thống LTE băng thông kênh 20 MHz với sơ đồ truyền dẫn hình Tìm: Kích thước IFFT, thời gian hiệu dụng ký hiệu OFDM: TFFT, thời gian tiền tố chu trình TCP, Thời gian ký hiệu OFDM, thời gian lấy mẫu, băng thông sóng mang con, tần số lấy mẫu, băng thông cấu hình Giả sử kênh PDSCH cấp phát 20 RB Tìm: số sóng mang sử dụng để truyền số liệu (NSC), số bit truyền thời gian ký hiệu OFDM, tốc độ bit kênh R’b Rb Giả sử tỷ lệ thông số hệ thống truyền dẫn vô tuyến sau: Cho thông số hệ thống truyền dẫn vô tuyến LTE đường xuống sau đây: √ Công suất phát cực đại trạm gốc dành cho số liệu : PTxmax= 45 dBm √ Hệ số khuếch đại anten phát eNodeB: G1= 18dBi √ Tổn hao cáp phiđơ eNodeB: Lph1= 2dB √ Tổn hao connectơ eNodeB: Lrf= 2dB √ Dự trữ nhiễu đường xuống: MI= 4dB √ SINR yêu cầu: -1dB √ Khuếch đại anten thu UE: G2= 0dBi √ Tổn hao phiđơ UE: Lph2= dB √ Hệ số tạp âm: NF=4dB √ Tổn hao thể: Lbody= 0dB Tìm bán kính phủ sóng cực đại diện tích phủ sóng Tính mật độ phổ công suất thu sóng mang Rb; Hình [...]... NF=6dB, (3) sau giải trải phổ tỷ số Eb/N0 sẽ là bao nhiêu Lưu ý: Eb=Prx/R’b, độ lợi xử lý Gp=Rc/Rb R'b Hình 1 Bài 26 Cho một hệ thống LTE băng thông kênh 20 MHz với sơ đồ truyền dẫn như trên hình 2 Tìm: 1 Kích thước IFFT, thời gian hiệu dụng của một ký hiệu OFDM: TFFT, thời gian tiền tố chu trình TCP, Thời gian ký hiệu OFDM, thời gian lấy mẫu, băng thông sóng mang con, tần số lấy mẫu, băng thông cấu hình... được cấp phát 20 RB Tìm: số sóng mang con được sử dụng để truyền số liệu (NSC), số bit được truyền trong thời gian một ký hiệu OFDM, tốc độ bit kênh R’b và Rb 3 Giả sử tỷ lệ thông số hệ thống truyền dẫn vô tuyến như sau: Cho các thông số hệ thống truyền dẫn vô tuyến LTE đường xuống sau đây: √ Công suất phát cực đại trạm gốc dành cho số liệu : PTxmax= 45 dBm √ Hệ số khuếch đại anten phát eNodeB: G1=