1. No category

Ensimmäinen välikoe
 Kurssin voi suorittaa tentillä tai kahdella välikokeella
 Tentissä hyväksytyn arvosanan raja on 15/30 pistettä
 Vastaavasti molemmista välikokeista on saatava vähintään 15/30 pistettä
 1. välikoe ke 2.12. klo 13:15-16:15 salissa S2
 Luentoajalla, joten ei normaalia luentoa
 Viikon laskuharjoitukset jo tiistaina 1.12. klo 14-16!
 Tähän välikokeeseen ei tarvitse ilmoittautua (Huom! Toiseen
välikokeeseen/tenttiin ilmoittaudutaan aikanaan normaalisti POP:ssa)
 Kurssin kotisivuilta löytyy yhteenveto ja harjoitustehtäväkokoelma liittyen
ensimmäiseen välikoealueeseen
 Järjestelyt
 Koekysymykset ovat sekä suomeksi että englanniksi (myös vastata saa
kummalla kielellä haluaa)
 Välikokeessa käytetään omia laskimia
 Kaavakokoelma jaetaan tehtäväpaperin mukana
 Tehtäväpaperin mukana myös anonyymi kurssi(väli)palautelomake
TAMPERE UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
Department of Communications Engineering
1
Osaamistavoitteet
 Kurssi keskittyy radiorajapinnan tekniikoihin, joiden päälle esim. Internetin verkkotason
protokollat asettuvat. Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa selittää ja vertailla erilaisten
radiotietoliikennejärjestelmien rakenteita, toimintaperiaatteita ja sovellusmahdollisuuksia.
Opiskelija osaa:
 selittää yleisperiaatteet, miten keskeiset radiokanavan ilmiöt (erityisesti vaimennusmalli ja
häipymäilmiöt) on otettava huomioon luotettavan tiedonsiirtolinkin suunnittelussa;
 analysoida lähettimen ja vastaanottimen keskeisten signaalinkäsittelylohkojen (koodaus,
modulaatio, kanavakorjain, ...) merkitystä radiolinkin toiminnan kannalta;
 kuvata kaksisuuntaisen tiedonsiirron ja usean käyttäjän järjestelmien yleiset toimintaperiaatteet
sekä WLAN-MAC –protokollan yksityiskohtaisesti;
 kuvata soluverkkoperiaatteen mukaisten langattomien järjestelmien rakenteen, keskeiset
elementit ja toiminnallisuudet yleisesti sekä erityisesti GSM- ja UMTS-verkkojen tapauksessa;
 soluverkon kapasiteetin ja kuormituksen laskennan perusteet;
 selittää yleisperiaatteet, miten radiosignaaleista voidaan mitata paikannuksessa hyödynnettävää
tietoa.
 Opiskelija ymmärtää laitoksen ko. aihepiiriin liittyvissä kursseissa opetettavien tietojen ja taitojen
merkityksen langattomiin tiedonsiirtojärjestelmiin liittyvässä insinöörityössä.
TAMPERE UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
Department of Communications Engineering
2
Core contents
Lecture 1: Introduction and signal propagation
 Part I: Introduction
 Complementary material, not included in exam requirements
 Part II: Signal propagation and antennas
 Frequency ranges: main characteristics, propagation modes in different
frequency bands
 Free-space path loss model
 Basic antenna types (i.e., isotropic radiator versus directional antennas)
 Antenna gain
TAMPERE UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
Department of Communications Engineering
3
Core contents
Lecture 2: Radio channel characteristics
 Purpose of path loss models
 The general idea and implications of 2-ray path loss model
 Simplified path loss model: general idea and typical values of propagation
exponent in different environments
 General idea of empirical models and ray-tracing models
 Fluent calculation with dB units: student should be able to calculate with power
ratios like 2·10x and 4·10x without calculator
 Basic link budget and thermal noise calculations
 Shadowing models, log-normal distribution; outage probability under path loss
and shadowing
 Fading multipath channel model
 Criterion for time selectivity; Channel coherence time vs. Doppler spread
 Criterion for frequency-selectivity; Coherence bandwidth vs. delay spread
 The general ideas of Rayleigh and Rician fading models (pdf expressions are
not in the core content)
TAMPERE UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
Department of Communications Engineering
4
Core contents
Lecture 3: Modulation, error correction and multiplexing techniques for
wireless communications
 Part I: Channel error compensation mechanisms
 Main methods to cope with channel distortions (briefly): channel equalization,
channel coding, diversity
 Part II: Multiplexing techniques
 Multiplexing principles (FDM/TDM/CDM/SDM)
 Duplexing principles (FDD/TDD)
 Part III: Modulation basics





Purpose of modulation
Principle of linear digital modulation methods (BPSK, QPSK and QAM)
The idea of transmitting multiple bits in a single complex symbol
Required bandwidth vs. constellation size; spectral efficiency
ISI definition
TAMPERE UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
Department of Communications Engineering
5
Core contents
Lecture 4: Spread spectrum and OFDM techniques + multiple access methods
 Part I: Spread spectrum techniques
 Spread spectrum and CDMA principles; processing gain; basics of a Rake
receiver
 Part II: Multicarrier techniques
 OFDM principle; orthogonality condition; use of cyclic prefix; channel
equalization principle
 Part III: Overview of multiple access techniques
 Principles and comparison of the main static (conflict free) multiple access
techniques (SDMA,TDMA, FDMA, CDMA)
 Desired properties of spreading codes in CDMA
 Near-far problem in CDMA
TAMPERE UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
Department of Communications Engineering
6
Core contents
Lecture 5: Dynamic access and contention-based MAC protocols
+ IEEE 802 family overview part 1
 Part I: Dynamic access and contention-based MAC protocols







What is MAC/MAP and its place in OSI 7-layer model; Purpose of MAC
Hidden node and exposed node problems
Main idea of polling protocol
Main idea of a contention-based protocol
Principle of Aloha protocols
Principle of Carrier Sensing protocols
Typical behavior of throughput and delay as a function of offered system load
 Part II: IEEE 802 family WWAN/WMAN/WLAN/WPAN overview – part 1
 Classification and main characteristics of wireless access networks:
WPAN/WLAN/WMAN
 The idea of ISM bands
 WLAN types: infrastructure and ad-hoc networks
 General idea about the alternative physical layers (802.11a/b/g/n)
TAMPERE UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
Department of Communications Engineering
7
Core contents
Lecture 6: 802.11 MAC protocol + IEEE 802 family overview part 2
 Part I: 802.11 MAC protocol





802.11 MAC mechanisms
DCF Basic access, RTS/CTS, PCF
Significance of different IFS times
Hidden node problem in different mechanisms
Contention principle, backoff timers
 Part II: IEEE 802 family WWAN/WMAN/WLAN/WPAN overview – part 2
 Complementary material, not included in exam requirements
TAMPERE UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
Department of Communications Engineering
8