ΜΗ33: Τηλεπικοινωνιακά Δίκτυα Νέας Γενιάς (7 η και 8 η Διάλεξη - Σχεδιασμός)

Σχετικά έγγραφα
Μέρος 1 ΜΟΝΤΕΛΑ ΔΙΑΔΟΣΗΣ

Συμπληρωματικές σημειώσεις για τον σχεδιασμό επίγειας ζεύξης

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧ. Η/Υ & ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. Ασύρματη Διάδοση ΑΣΥΡΜΑΤΑ ΔΙΚΤΥΑ. Ευάγγελος Παπαπέτρου

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧ. Η/Υ & ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. Ασύρματη Διάδοση MYE006: ΑΣΥΡΜΑΤΑ ΔΙΚΤΥΑ. Ευάγγελος Παπαπέτρου

Ασύρματη Διάδοση. Διάρθρωση μαθήματος. Ασύρματη διάδοση (1/2)

Δίκτυα Κινητών και Προσωπικών Επικοινωνιών

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ. (σ: εγκάρσια διατομή του στόχου, Κ: ο συντελεστής που εκφράζει το ποσοστό της ανακλώμενης ισχύος από το στόχο).

Κινητές επικοινωνίες. Κεφάλαιο 4 Διάδοση ραδιοκυμάτων

ΗΜ & Διάδοση ΗΜ Κυμάτων. Μηχανισμοί Διάδοσης ΗΜ Κυμάτων

ΗΜ & Διάδοση ΗΜ Κυμάτων

Από το στοιχειώδες δίπολο στις κεραίες

ΣΤΟΧΟΙ ΚΥΨΕΛΩΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Mean bond enthalpy Standard enthalpy of formation Bond N H N N N N H O O O

ΚΥΠΡΙΑΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ CYPRUS COMPUTER SOCIETY ΠΑΓΚΥΠΡΙΟΣ ΜΑΘΗΤΙΚΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ 19/5/2007

β) Για ένα μέσο, όπου το Η/Μ κύμα έχει ταχύτητα υ

Approximation of distance between locations on earth given by latitude and longitude

Περιοχές Ακτινοβολίας Κεραιών

the total number of electrons passing through the lamp.

ΤΗΛ412 Ανάλυση & Σχεδίαση (Σύνθεση) Τηλεπικοινωνιακών Διατάξεων. Διαλέξεις 9-10

Αρχές επικοινωνίας με ήχο και εικόνα

ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Δρ. Στυλιανός Τσίτσος

Συστήματα Ψηφιακής Ευρυεκπομπής

Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

Solutions to the Schrodinger equation atomic orbitals. Ψ 1 s Ψ 2 s Ψ 2 px Ψ 2 py Ψ 2 pz

Α Οδηγίες: {ΑΜ} = Αριθμός Μητρώου σας, Πλήρη βαθμολογία απονέμεται μόνο σε αιτιολογημένες και σαφείς απαντήσεις με ευανάγνωστα γράμματα:

Διάφορες κεραίες. Μετάδοση ενέργειας μεταξύ πομπού-δέκτη

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΥΤΟΕΞΕΤΑΣΗΣ

ΑΣΥΡΜΑΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΣΤΙΣ ΚΙΝΗΤΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

ΒΑΡΥΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ. Young Ζήσος Κεφ.8

ΜΕΤΡΗΣΗ ΚΑΙ ΦΑΣΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΗ ΙΟΝΙΖΟΥΣΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

Κεφάλαιο31 Εξισώσεις Maxwellκαι ΗλεκτροµαγνητικάΚύµατα. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

Φαινόμενο θερμοκηπίου

ΑΣΚΗΣΕΙΣ για το µάθηµα των ΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ

; <' (* +,, -. / 0 1 2*3 4 5' = = = 4 - > ITU-R S.1856 (2010/01)

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ / Γ ΕΠΑΛ ΣΕΙΡΑ: ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 27/01/2013. ΘΕΜΑ 1 ο

Ασκήσεις στα Συστήµατα Ηλεκτρονικών Επικοινωνιών Κεφάλαιο 3 ο : ΕΙΣΑΓΩΓΗ στις ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΚΥΜΑ και ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΙΑΜΟΡΦΩΣΗΣ

ΕΝΟΤΗΤΑ ΜΕΣΑ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ

4.6 Autoregressive Moving Average Model ARMA(1,1)

ΕΝΟΤΗΤΑ ΚΕΡΑΙΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ

(1) Describe the process by which mercury atoms become excited in a fluorescent tube (3)

Προκειμένου να δώσουμε τον ορισμό των μεγεθών που μας ζητούνται θεωρούμε έστω ισχύ P σε Watt ή mwatt και τάση V σε Volt ή mvolt:

Κυψέλη-Σταθµός Βάσης-Εµβέλεια

ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Δρ. Στυλιανός Τσίτσος

Main source: "Discrete-time systems and computer control" by Α. ΣΚΟΔΡΑΣ ΨΗΦΙΑΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΔΙΑΛΕΞΗ 4 ΔΙΑΦΑΝΕΙΑ 1

ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ ΑΠΟ ΒΛΑΣΤΗΣΗ. ΣΤΗ ΖΩΝΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ 30 MHz ΕΩΣ 60 GHz.

KΑΘΗΓ. Ι. Α. ΚΟΥΚΟΣ ΦΘΙΝΟΠΩΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ 2012

UDZ Swirl diffuser. Product facts. Quick-selection. Swirl diffuser UDZ. Product code example:

Calculating the propagation delay of coaxial cable

6.2.2 Χαρακτηριστικά κεραιών 1 / 18

4.4 Τύποι ραδιοζεύξεων Εφαρμογές ραδιοφωνίας

Section 8.3 Trigonometric Equations

HMY 333 Φωτονική Διάλεξη 01 - Εισαγωγή

Όλα τα θέματα των εξετάσεων έως και το 2014 σε συμβολή, στάσιμα, ηλεκτρομαγνητικά κύματα, ανάκλαση - διάθλαση Η/Μ ΚΥΜΑΤΑ. Ερωτήσεις Πολλαπλής επιλογής

Κινητά Δίκτυα Επικοινωνιών

3.4 SUM AND DIFFERENCE FORMULAS. NOTE: cos(α+β) cos α + cos β cos(α-β) cos α -cos β

ΤΕΙ ΗΠΕΙΡΟΥ Οπτικές Ίνες Οπτικά δίκτυα

CHAPTER 12: PERIMETER, AREA, CIRCUMFERENCE, AND 12.1 INTRODUCTION TO GEOMETRIC 12.2 PERIMETER: SQUARES, RECTANGLES,

Εφαρμογές των Ηλεκτρομαγνητικών πεδίων στη σχεδίαση τηλεπικοινωνιακών συστημάτων και διαδικασιών

Μέρος A: Νευτώνιες τροχιές (υπό την επίδραση συντηρητικών δυνάμεων) (3.0 μονάδες)

Homework 8 Model Solution Section

Jesse Maassen and Mark Lundstrom Purdue University November 25, 2013

6.1. Dirac Equation. Hamiltonian. Dirac Eq.

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧ/ΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧ. ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ, ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ / Γ ΕΠΑΛ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 21/02/2016 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: ΚΑΡΑΓΚΙΑΟΥΡΗΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ. ΘΕΜΑ 1 ο

ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου

Phys460.nb Solution for the t-dependent Schrodinger s equation How did we find the solution? (not required)

derivation of the Laplacian from rectangular to spherical coordinates

Σημειώσεις κεφαλαίου 16 Αρχές επικοινωνίας με ήχο και εικόνα

ST5224: Advanced Statistical Theory II

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών. και Μετάδοσης

Εργαστήριο 1: Αρχές Κινητών Επικοινωνιών

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΤΟ ΥΛΙΚΟ ΕΧΕΙ ΑΝΤΛΗΘΕΙ ΑΠΟ ΤΑ ΨΗΦΙΑΚΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΑ ΒΟΗΘΗΜΑΤΑ ΤΟΥ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟΥ ΠΑΙΔΕΙΑΣ.

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 2 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ

Κινητές Επικοινωνίες

[1] P Q. Fig. 3.1

Finite Field Problems: Solutions

Ατμοσφαιρική Ρύπανση

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΕΙΡΑΙΩΣ ΤΜΗΜΑ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

The Simply Typed Lambda Calculus

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙKΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΦΥΕ η ΕΡΓΑΣΙΑ

Κατανοώντας και στηρίζοντας τα παιδιά που πενθούν στο σχολικό πλαίσιο

Figure 1 T / K Explain, in terms of molecules, why the first part of the graph in Figure 1 is a line that slopes up from the origin.

Μεταπτυχιακή διατριβή. Ανδρέας Παπαευσταθίου

b. Use the parametrization from (a) to compute the area of S a as S a ds. Be sure to substitute for ds!

papost/

Κινητές επικοινωνίες. Κεφάλαιο 5 Σχεδιασμός Δικτύου

Κεραίες-Ραδιοζεύξεις-Ραντάρ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ. Δύο κατηγορίες Μικροκυματικών Ζεύξεων: Οπτικής Επαφής (ΟΕ) Πέραν του ορίζοντος (ΠΟ)

PARTIAL NOTES for 6.1 Trigonometric Identities

Math 6 SL Probability Distributions Practice Test Mark Scheme

Matrices and Determinants

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ

Πανεπιστήμιο Κρήτης, Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών Άνοιξη HΥ463 - Συστήματα Ανάκτησης Πληροφοριών Information Retrieval (IR) Systems

ΕΡΙΤΟΡΕΣ ΚΑΙ ΑΝΘΩΡΟΙ ΚΛΕΙΔΙΑ ΑΝΑΘΕΣΘ ΑΓΩΝΑ ΓΑΦΕΙΟ ΑΓΩΝΩΝ ΟΓΑΝΩΤΙΚΘ ΕΡΙΤΟΡΘ. ζεκηλαρηο 1 ΡΑΓΚΟΣΜΙΑ ΟΜΟΣΡΟΝΔΙΑ (ISAF) ΕΛΛΘΝΙΚΘ ΟΜΟΣΡΟΝΔΙΑ (Ε.Ι.Ο.

Κεραίες-Ραδιοζεύξεις-Ραντάρ

ΚΥΠΡΙΑΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ CYPRUS COMPUTER SOCIETY ΠΑΓΚΥΠΡΙΟΣ ΜΑΘΗΤΙΚΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ 6/5/2006

Fourier Series. MATH 211, Calculus II. J. Robert Buchanan. Spring Department of Mathematics

ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

Transcript:

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυµα (ΤΕΙ) Αθηνών Σχολή Τεχνολογικών Εφαρµογών Τµήµα Ηλεκτρονικών Μηχανικών Σημειώσεις Παραδόσεων Μεταπτυχιακό Πρόγραµµα Σπουδών:! Σχεδίαση και Ανάπτυξη Προηγµένων Συστηµάτων Ηλεκτρονικής ΜΗ33: Τηλεπικοινωνιακά Δίκτυα Νέας Γενιάς (7 η και 8 η Διάλεξη - Σχεδιασμός)! Δρ. Κ.Ν. Βουδούρης Αναπληρωτής Καθηγητής! Αθήνα, Δεκέμβριος 2013 1

Planning 2

Planning PSK B = 10 MHz SNR = 7 db = 5,01 log2(snr+1) 2,59 C = 25,88 Mbps 3

Planning 4

Planning Μηκοτομή - Path profile 5

6

Υπολογισμός Καμπυλότητας Γης: Όπου ct = 12.75, όταν h k (m), X 1,2 (km) και Κ = 4/3 Υπολογισμός 1ης ζώνης Fresnel:

8

Απλοποιηµένο µοντέλο για τον υπολογισµό του ισοζυγίου ισχύος. 9

Path loss = Free space loss + Gas loss + Additional path loss Received power = EIRP - Path Loss + Receiver antenna gain 10

Διάδοση ; What is free space? (Ελεύθερος Χώρος) Free space in this context means space with NOTHING AT ALL IN IT, it does not exist in the known universe but interstellar space is a good approximation. The important features of free space: Uniform everywhere (Παντού ομοιόμορφο) Contains no electrical charge (Δεν περιέχει ηλεκτρικά φορτία) Carries no current (Δεν μεταφέρει ρεύμα) Infinite extent in all dimensions (εκτείνεται στο άπειρο σε όλες τις διαστάσεις) 11

12

Απώλειες ελευθέρου χώρου (Free Space Loss - FSL)! - Ένα Ηλεκτρομαγνητικό κύμα (radio wave) που εκπέμπεται από μια σημειακή πηγή, διαδίδεται προς ΟΛΕΣ τις κατευθύνσεις με την ταχύτητα του φωτός. - Η ΗΜ ενέργεια διαδίδεται σε ευθεία γραμμή, ως να μην υπάρχει κάτι να την εμποδίζει. - Η διάδοση διαρκεί παντοτινά Γιατί λοιπόν μιλάμε για απώλειες ελευθέρου χώρου; Στην πραγματικότητα, η δήλωση παντοτινά, δεν είναι απόλυτα αληθής, καθώς η ενέργεια μεταφέρεται από φωτόνια των οποίων ο χρόνος ημισείας ζωής είναι της τάξεως των 6,5 δισεκατομμυρίων ετών!!! Δεν μπορούμε λοιπόν να ομιλούμε για απώλειες ελευθέρου χώρου: κι όμως το κάνουμε! Αυτό που εννοούμε, είναι ο λόγος της λαμβανομένης προς την εκπεμπόμενη ισχύ. 13

Τι σημαίνει ο λόγος αυτός των ισχύων; ΔΕΝ πρόκειται για απώλειες, η ενέργεια διατηρήται, ΔΕΝ χάνεται. Απλούστατα περιγράφεται το γεγονός ότι δεν λαμβάνεται από την κεραία του δέκτη ΟΛΗ η ΗΜ ακτινοβολία που εκπέμπεται από την κεραία του πομπού.! Εύκολα μπορεί να υπολογιστεί από τον τύπο:. Free Space Loss = 32.45 + 20log(d) + 20log(f) db (όπου d σε km και f σε MHz)! Το παράδειγμα με την λάμπα!! Το μέτωπο του κύματος (wavefront) επεκτείνεται σφαιρικά και η ροή της ενέργειας ακτινοβολείται με την ταχύτητα του φωτός.! 14

Η Πυκνότητα ροής της Ιχύος (Power Flux Density - PFD) ορίζεται ως η ισχύς ανά μονάδα επιφανείας, δηλαδή η ισχύς από την λάμπα διαιρούμενη με την επιφάνεια της σφαίρας. Η επιφάνεια της σφαίρας είναι 4πr 2, οπότε: Ppfd = Pt / 4πr 2 w/m 2 => η λαμβανόμενη ισχύς είναι αντιστρόφως ανάλογη του τετραγώνου της απόστασης Field strength P (From Ohms Law (P = V 2 /R, Erms 2 = PZ0) η ένταση πεδίου αντιστρόφως ανάλογη της απόστασης 15

Το παράδειγμα του Voyager O Voyager1, βρίσκεται σε απόσταση 15 δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων από τη Γη. Ποια η ισχύς του σήματος που λήψης; Η ισχύς εκπομπής Ρt είναι πεί τα 13 watts στα 8415MHz. Η 3.7m παραβολική του κεραία έχει κέρδος 48 db => η ισχύς προς την κατεύθυνσή μας είναι 800kW. Το σήμα του Voyager λαμβάνεται από ένα τεράστιο παραβολικό κάτοπτρο των 70m στο Goldstone που η επιφάνειά του είναι 3800m. Οπότε η ολική λαμβανόμενη ισχύς είναι περί το 1 x 10-18 W ή ένα attowatt (-180 dbw). 16

Το παρατηρητήριο Goldstone βρίσκεται στην έρημο Mojave της California. Λειτούργησε στα τέλη της δεκαετίας των 50 για την επικοινωνία με τον διαστημικό σταθμό Pioneer. 17

Πως προκύπτει η σχέση FSL; - εξίσωση Friis 18

f σε ΜΗz και r σε km

Διάδοση μέσα στην ατμόσφαιρα της Γης 20

- Άζωτο - Nitrogen (N2) 78% - Οξυγόνο - Oxygen (O2) 21% - Αργό - Argon (Ar) 0.9% - Διοξείδιο του Άνθρακα - Carbon dioxide (CO2) 0.1% - (Varies with location, increasing...) - Neon, Helium, Krypton 0.0001% - Υδρατμοί - Water vapour (H20) 0-2% - Ίχνη: Methane (CH4), Sulphur dioxide (SO2), Ozone (O3), Nitrogen oxide (NO) Nitrogen Dioxide (NO2). - Άλλα αέρια και σωματίδια καθώς και ρύπανση. 21

22

ITU-R Recommendation P.676 A rough & ready Model for Sea Level Gaseous Attenuation Where ρ is the water vapour concentration in g/m 3 and f is the frequency in GHz. For Oxygen attenuation it is a bit more complicated with two models, one for frequencies below 57 GHz and one for above frequencies 63 GHz. For 57-63 GHz, an averaged value of 14.9 db/km is used. 23

24

Λοιπές απώλειες: διάθλασης, περίθλασης και σκέδασης Εμπειρικός κανόνας (Rule of thumb) απόσταση ραδιο-ορίζοντα (εμβέλεια) σε (km) συναρτήσει του ύψους του πομπού (m): d = 4.12 h d 24 18 1000 m -> 130 km h -> m 12 6 0 0 7,5 15 22,5 30 X -> km 25

Μηχανισμοί διάδοσης πέραν του ορίζοντος - Διάθλαση (Refraction) - bending of signals towards ground - Σκέδαση (Scattering) - from eddies in the air (δύνη, στροβιλισμός αέρα), from rain, from reflecting surfaces and objects - Περίθλαση (Diffraction) - from terrain, buildings and vegetation 26

Διάθλαση 27

Κανονική (πρότυπη) ατμόσφαιρα: dn/dh = -40 28

Ισοδύναμη ακτίνα της Γης Many models are simpler if we can treat radio waves as if they were traveling along straight lines in a standard atmosphere (dn/dh = -40) We can achieve this by pretending the Earth has a larger radius which we call the equivalent Earth radius Re. Ο συντελεστής καμπυλότητας (k factor) ορίζεται ως: Re = k R. Τυπικά Re = 4/3 R στην Ευρώπη, δηλ. k factor = 4/3. 29

Περίθλαση 30

31 Αρχή Huygen

When the off-axis component is delayed by half a wavelength, then when they are summed at the receive side, they will cancel; if the difference was a full wavelength, they would add. 32

33

34

35

36

37

Απώλειες περίθλασης (κατά ITU): Ad = -20h/F1+10 db, όπου h = το ύψος του εμποδίου 38

Απλοποιηµένο µοντέλο για τον υπολογισµό του ισοζυγίου ισχύος. 39

Path loss = Free space loss + Gas loss + Additional path loss Received power = EIRP - Path Loss + Receiver antenna gain 40

Στάθμη λήψης - RSL 41