Nederlands
Menu

Basis van draadloze communicatie

Leer met meerkeuzevragen over golflengte en frequentie, dBm en het linkbudget, vrijeruimteverlies en fading, ASK, PSK en QAM met de symboolsnelheid, de stelling van Shannon, OFDM en OFDMA, MIMO en beamforming, het probleem van het verborgen station in draadloze LAN's, BLE, LPWA en NFC, LNA's, mixers, PA's en het ruisgetal, en superheterodyne- en directe-conversieontvangers.

Oefen 10 vragenWillekeurige vragen uit dit onderwerp · ongeveer 5 minuten Dit onderwerp oefenenAlle vragen over dit onderwerp in willekeurige volgorde Zwakke vragenAlleen de laatst fout beantwoorde vragen opnieuw oefenen

Basis van draadloze communicatie: kernpunten

Smartphones, draadloze LAN's en IoT-apparaten zetten informatie op radiogolven en halen uiterst zwakke signalen uit de ruis. Hun prestaties worden bepaald door de combinatie van communicatiemethoden zoals modulatie en meervoudige toegang, RF-schakelingen zoals versterkers, mixers en filters, en de halfgeleidercomponenten waarmee die schakelingen worden gerealiseerd.

U leert, ook met rekenvragen, de basis van radiogolven zoals frequentie en golflengte, het linkbudget in dB en dBm, vrijeruimteverlies, multipath-fading en dopplerverschuiving, en verder ASK, FSK, PSK en QAM, symboolsnelheid en bitsnelheid, de stelling van Shannon, OFDM en het cyclisch prefix, CDMA en OFDMA, en MIMO en beamforming. Daarnaast komen normen voor draadloze LAN's en het probleem van het verborgen station, WPA3, BLE, LPWA, NFC en GNSS, de ideeën achter 4G LTE en 5G NR, de rol van LNA, mixer, PA en duplexer, het ruisgetal en de formule van Friis, de gevoeligheid van ontvangers, superheterodyne- en directe-conversieontvangers, en de redenen waarom voor PA's verbindingshalfgeleiders worden gebruikt aan bod.

Alle vragen over Basis van draadloze communicatie (40)
  1. Neem voor de lichtsnelheid 3×10⁸ m/s. Welke waarde ligt het dichtst bij de golflengte in vacuüm van een radiogolf met een frequentie van 2,4 GHz?
  2. Een radiozender zendt met een vermogen van 20 dBm. Welke waarde is dit vermogen uitgedrukt in mW?
  3. Welke beschrijving van de eenheid dBi voor antenneversterking is juist?
  4. De antenneversterking aan zend- en ontvangstzijde is 0 dBi. Welke waarde ligt het dichtst bij het vrijeruimteverlies wanneer een radiogolf van 2,4 GHz (golflengte 0,125 m) 100 m door de vrije ruimte gaat?
  5. Het zendvermogen is 20 dBm, de versterking van de zendantenne 2 dBi, die van de ontvangstantenne 2 dBi, het propagatieverlies 100 dB en de kabelverliezen aan zend- en ontvangstzijde samen 4 dB. Wat is het ontvangen vermogen?
  6. Welk verschijnsel in radiocommunicatie houdt in dat golven die door gebouwen en dergelijke worden gereflecteerd door verschillende padlengtes later aankomen, interfereren met de rechtstreeks aankomende golf en het ontvangen vermogen op bepaalde plaatsen of frequenties sterk laten dalen?
  7. Een terminal die een radiogolf van 2 GHz ontvangt, nadert het basisstation met 30 m/s (108 km/h). Neem voor de lichtsnelheid 3×10⁸ m/s. Welke waarde ligt het dichtst bij de grootte van de frequentieverschuiving (dopplerverschuiving) van de golf die de terminal ontvangt?
  8. Welke algemene eigenschap hebben radiogolven in millimetergolfbanden, zoals de band rond 28 GHz die 5G gebruikt, in vergelijking met frequentiebanden onder 6 GHz?
  9. Welke digitale modulatie stelt gegevens voor door de fase te veranderen terwijl de amplitude en de frequentie van de draaggolf constant blijven?
  10. Hoeveel bits kunnen bij 64QAM per symbool worden verzonden?
  11. Bij 16QAM is de symboolsnelheid 5 M symbolen per seconde (5 Mbaud). Wat is de bitsnelheid?
  12. Welke algemene eigenschap geldt als de modulatie bij dezelfde symboolsnelheid van 16QAM naar 256QAM wordt veranderd?
  13. Een kanaal heeft een bandbreedte van 20 MHz en een S/N (signaal-ruisverhouding) van 30 dB. Welke waarde ligt het dichtst bij de kanaalcapaciteit (de theoretische bovengrens van de foutloze transmissiesnelheid) volgens de stelling van Shannon?
  14. Welke beschrijving van OFDM (orthogonal frequency-division multiplexing) is juist?
  15. Wat is bij OFDM het belangrijkste doel van het cyclisch prefix (CP), dat ontstaat door een deel van het einde van elk symbool te kopiëren en vooraan het symbool toe te voegen?
  16. Bij OFDM is de symboolduur zonder CP gelijk aan het omgekeerde van de afstand tussen de subdraaggolven. Welke waarde ligt het dichtst bij de symboolduur zonder CP als de afstand tussen de subdraaggolven van 15 kHz naar 60 kHz wordt vergroot?
  17. Welke beschrijving van spreidspectrum met directe sequentie (DSSS) is juist?
  18. Bij welke methode voor meervoudige toegang gebruiken meerdere gebruikers dezelfde frequentie op hetzelfde moment en worden hun signalen onderscheiden door voor elke gebruiker een andere code?
  19. Welke beschrijving van OFDMA (orthogonal frequency-division multiple access) is juist?
  20. Wat is bij MIMO met 4 zendantennes en 2 ontvangstantennes de bovengrens van het aantal onafhankelijke datastromen (streams) dat met ruimtelijke multiplexing op dezelfde frequentie en op hetzelfde moment kan worden verzonden?
  21. Welke techniek past de fase (en amplitude) van het signaal van elk van meerdere antenne-elementen aan, zodat de radiogolven elkaar in een bepaalde richting versterken?
  22. Wat is de meest passende belangrijkste reden waarom basisstations en terminals voor 5G in millimetergolfbanden beamforming gebruiken met antennearrays met veel elementen?
  23. Wat is in cellulaire systemen voor mobiele telefonie de belangrijkste reden om het verzorgingsgebied te verdelen in veel kleine gebieden (cellen), elk met een eigen basisstation?
  24. Wat is de meest passende belangrijkste reden waarom de uplink van 4G LTE (zenden van terminal naar basisstation) SC-FDMA (DFT-gespreide OFDM) gebruikt in plaats van de OFDMA van de downlink?
  25. Welke frequentieband gebruikt een draadloos LAN volgens IEEE 802.11ac (Wi-Fi 5)?
  26. Welke beschrijving van het RTS/CTS-mechanisme, dat wordt gebruikt om het probleem van het verborgen station in draadloze LAN's te verminderen, is juist?
  27. Welke methode voor authenticatie en sleuteluitwisseling vervangt in de persoonlijke modus van de beveiligingsnorm WPA3 voor draadloze LAN's de methode met een vooraf gedeelde sleutel (PSK) van WPA2, zodat het wachtwoord moeilijk via een offline woordenboekaanval te raden is, ook als het verkeer wordt onderschept?
  28. Welke beschrijving van Bluetooth Low Energy (BLE) is juist?
  29. Welke eigenschap heeft draadloze LPWA-communicatie (low-power wide-area), die in IoT wordt gebruikt?
  30. Welke eigenschap heeft NFC, dat wordt gebruikt in ov-chipkaarten en voor contactloos betalen met een smartphone?
  31. Hoeveel satellieten heeft een ontvanger voor GNSS (mondiaal satellietnavigatiesysteem), zoals GPS, minimaal nodig om zijn driedimensionale positie te bepalen en tegelijk de fout van zijn eigen klok te berekenen?
  32. Welke schakeling in een radio-ontvanger staat direct achter de antenne en versterkt het zwakke ontvangen signaal terwijl ze zo weinig mogelijk eigen ruis toevoegt?
  33. Welke schakeling in een ontvanger vermenigvuldigt het ontvangen signaal met het signaal van de lokale oscillator (LO) om een signaal op het verschil (of de som) van hun frequenties te maken en zet zo de frequentie om?
  34. Een superheterodyne-ontvanger ontvangt een signaal van 900 MHz door de lokale oscillator (LO) op 800 MHz in te stellen en om te zetten naar een tussenfrequentie (IF) van 100 MHz. Welke spiegelfrequentie wordt dan ook naar dezelfde IF van 100 MHz omgezet?
  35. Welke beschrijving van een directe-conversieontvanger, die de lokale oscillator (LO) op dezelfde frequentie als het ontvangen signaal instelt en zonder tussenfrequentie rechtstreeks naar de basisband omzet, in vergelijking met een superheterodyne-ontvanger, is juist?
  36. Wat is in een zender voor OFDM-signalen of QAM-signalen met veel niveaus de belangrijkste reden om de vermogensversterker (PA) te gebruiken in een werkpunt onder het punt waarop de uitgang verzadigt (met back-off)?
  37. In de eerste trap van een ontvanger staat een LNA met een ruisgetal van 1,5 dB en een versterking van 15 dB, gevolgd door een schakeling met een ruisgetal van 10 dB. Welke waarde ligt het dichtst bij het ruisgetal van de twee trappen samen?
  38. Neem voor de vermogensdichtheid van thermische ruis bij 290 K −174 dBm/Hz. Een ontvanger heeft een bandbreedte van 1 MHz en een ruisgetal van 6 dB, en voor demodulatie is een S/N van 10 dB nodig. Welke waarde ligt het dichtst bij de gevoeligheid van de ontvanger (het kleinste signaalvermogen dat kan worden ontvangen)?
  39. Welke component scheidt in een mobiele telefoon met FDD, die tegelijk zendt en ontvangt op verschillende frequenties, het zendsignaal en het ontvangen signaal op basis van hun frequentieverschil, zodat één antenne voor zenden en ontvangen kan worden gedeeld?
  40. In de radioschakelingen van een smartphone is de transceiver met LNA, mixer, PLL enzovoort vaak op een CMOS-chip geïntegreerd, terwijl voor de PA aan de zendkant vaak verbindingshalfgeleiders zoals GaAs-HBT's worden gebruikt. Wat is daarvan de meest passende belangrijkste reden?

Andere onderwerpen in Computersystemen