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Prova di Esame – Reti Radiomobili
Lunedì 27 febbraio 2017, ore 9.30
PARTE A
Cognome:___________________________________________________
Nome:______________________________________________________
Matricola:___________________________________________________
Firma:______________________________________________________
Domanda 1: Si vuole progettare una rete cellulare con celle esagonali in un’area urbana in cui è
presente una densità di traffico di 5erl/km2. Da misure sul campo risulta che la potenza media
ricevuta a 100m dalla stazione base è pari a -45dBm, mentre il 99% delle misure effettuate a 500m
in vari punti della cella (in presenza di fading log-normale) sono contenute nell’intervallo [80dBm, -56dBm]- nel di dimensione eterogenea per coprire l’area mostrata in figura. Si valuti: a)
la dimensione delle celle, con ricevitori a potenza di soglia di -95dBm, per garantire una
probabilità di fuori servizio dovuta al fading log-normale dell’1%; b) la dimensione del cluster,
assumendo di voler garantire un S/I maggiore di 21dB con antenne a sei settori; c) il numero di
canali da acquistare in totale per il gestore per garantire una probabilità di blocco delle chiamate
inferiore allo 0.5%.
Dalle condizioni sulle misure a 500m risulta che la potenza media è -68dBm, mentre la probabilità che la potenza sia
minore di -80dBm o maggiore di -56dBm è l’1%. SI noti che questa probabilità puo’ scriversi come erfc(x), con
x=M/sqrt(2)/ e M=12dB. Dalle tabelle risulta che erfc(x) è pari a 0.01 per x= 1.82, da cui = 4.66dB. Il coefficiente di
attenuazione eta risulta invece (68-45)/10/log(5)=3.3. path loss possiamo trovare il coefficiente di attenuazione:
eta=15/log(250/100)=3.77; Per avere una Pout dell’1% a bordo cella serve un Margine di fading di 1.645*sqrt(2)*
=10.84dB, da cui la potenza media a bordo cella risulta P(R )=-84.15dBm. Ne segue che il raggio è 1.54Km.
Il traffico intercettato con questa area è 6.16Km^2*5=30.8, di cui in un settore 5.13 erl, per cui servono 12 canali per
settore (dalle tabelle di Erlang). Per la condizione sul S/I con antenne a 6 settori abbiamo che in presenza di un solo
interferente si ha (3*k)^(eta/2)>10^2.1, da k=7. Il numero totale di canali è 12*6*7= 504.
Domanda 2. Le stazioni base di una rete cellulare utilizzano antenne a sei settori il cui diagramma
di radiazione di un settore è mostrato in figura. Si considerino due sole celle co-canale a distanza
2Km, in cui la cella di sinistra rappresenta l’unica cella interferente alla cella di destra. A causa
del lobo secondario in direzione opposta a quella di massima radiazione, in realtà anche la cella di
destra interferisce con la cella di sinistra. Si valuti questa potenza interferente per un utente a
distanza 500m (bordo cella) dalla cella di sinistra che riceve -78dBm. Quale è invece l’interferenza
generata dalla cella di sinistra ad un utente a bordo cella nella cella di destra (nel settore cocanale)? [se dovessero mancare dati si inventino]
Assumiamo eta=4. La distanza tra la cella di destra e l’utente è 1.500m, per cui la potenza ricevuta
ha una attenuazione rispetto alla potenza utile di -78dBm di 40*log(1500/500) e una attenuazione
ulteriore dovuta all’antenna di -25dB, cioè una attenuazione totale di 42.35dB e una potenza
ricevuta di -122dBm. La potenza interferente da sinistra a destra è attenuata di
40*log(2500/500)=27.95dB rispetto ad un utente a bordo cella nel settore.
Domanda 2. In un sistema cellulare il numero di chiamate in arrivo segue una distribuzione di
Poisson con paramentro A=3erl. Nel sistema sono disponibili 5 canali. Si ricavi (anche soltanto
formalmente) la probabilità di avere due canali occupati e la probabilità di blocco delle chiamate.
Se il gestore decidesse di incrementare il numero di canali a 30, come potrebbe approssimarsi la
probabilità di blocco?
Domanda 4: Si spieghi per quale motivo e con quali ipotesi la potenza ricevuta in presenza di
multi-path fading può modellarsi con una distribuzione esponenziale.
Prova di Esame – Reti Radiomobili
Lunedì 27 febbraio 2017, ore 9.30
PARTE B
Cognome:___________________________________________________
Nome:______________________________________________________
Matricola:___________________________________________________
Firma:______________________________________________________
Domanda 1: Spiegare quale è il ruolo dell’HLR nelle reti GSM.
Domanda 2: A cosa servono i canali di random access nella rete GSM? In quali canali fisici
vengono inviati e con quale formato di trasmissione?
Domanda 3: Spiegare come viene instradata una chiamata in una rete GSM e quale è il ruolo del
meccanismo di Location Update perché questo meccanismo possa funzionare. Discutere anche
eventuali inefficienze dell’instradamento.
Domanda 4: Spiegare come funziona il meccanismo di backoff esponenziale nelle reti 802.11 e
quali ottimizzazioni sono possibili nel caso in cui le finestre di contesa siano configurabili.
Domanda 5: Quale è il ruolo dei beacon frame nelle reti 802.11 infrastrutturate?
Domanda 6: In una rete 802.11 ad-hoc un flusso di pacchetti da un nodo sorgente ad un noto
destinazione transita per due nodi intermedi che fungono da ‘relay’ lungo una catena di nodi. Per
quale motivo il protocollo DCF in questo scenario può causare perdite significative di pacchetti?
Domanda 7: Quale è il ruolo del Timing Advance nelle reti GPRS e come viene segnalato alle
stazioni che hanno ricevuto un canale?
Domanda 8: Spiegare il ruolo del canale di sincronizzazione secondario nelle reti UMTS.