Elementos de Um Sistema de Comunicação

7/25/2019 Elementos de Um Sistema de Comunicao

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AULA 1Elementos de um sistema de

comunicaes

EE05Princpios de Telecomunicaes


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COMUNICAO

TRANSMISSO DE INFORMAO DE

UM PONTO A OUTRO, ATRAVS DE

UMA SUCESSO DE PROCESSOS.


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Processos de Comunicao

Gerao de sinais de mensagem: voz, msica,

imagens ou informaes de computadores;

A descrio do sinal de mensagem com preciso

adequada, atravs de um conjunto de smbolos:

eltricos, auditivos ou visuais;

A codificao destes smbolos de forma que possa

ser possvel a sua transmisso atravs de um meio

fsico de interesse;


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Processos de Comunicao

A transmisso deste cdigo ao destino

desejado;

A decodificao e reproduo dos smbolos

originais;

A recriao da mensagem original, com um

nvel de degradao aceitvel, degradao

esta, devido s imperfeies do sistema.


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Elementos bsicos de um sistema

de comunicao


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Modos de Comunicao

Broadcasting

Utilizao de um nico

transmissor e vrios receptores. A

informao flui em um nico sentido.

Comunicao ponto a ponto

A

comunicao acontece entre um nico

emissor e um nico receptor. Normalmente

o fluxo bidirecional.


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Recursos primrios dos sistemasde comunicao

Dois recursos primrios so empregados:A) Largura de faixa do canalBanda de

freqncias alocadas para a transmisso do

sinal da mensagem;

B)Potncia TransmitidaPotncia mdia

transmitida do sinal.

Objetivo Utilizar estes dois recursos da

forma mais eficiente possvel.


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Classificao dos canais decomunicao

Power LimitedSistemas cuja limitao a potncia do sinal transmitido. Ex.: canalde satlite.

Band LimitedSistemas cuja limitao a faixa de freqncia alocada. Ex.: circuitosde telefonia.


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Rudo Ondas eletromagnticas que tendem a perturbar a

transmisso e o processamento de sinais demensagem em um sistema de comunicao.

Suas fontes podem ser internas ou externas aosistema.

Medida quantitativa do rudo SNR(Signal NoiseRatio).

rudodoPotncia

sinaldoPotncialog.10SNR


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Fontes de Informao Quatro tipos fundamentais de fontes de informao: Fala,

Msica, Imagens e sinais de computadores.

Sinal definido como uma funo do tempo que faz o papel

de varivel independente, cujo valor em cada instante detempo nico.

Pode ser:

a) unidimensional no no caso de fala, msica ou sinais decomputadores;

b) bidimensional no caso de imagens;c) TridimensionalVdeo;


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Fontes de Informao

FalaO espectro de freqncia formatadopela seletividade em freqncia do tratovocal. O espectro de potncia indicapotncias praticamente nulas para parafreqncias prximas do zero, atingindo umpico para algumas centenas de Hertz. Ex.: A

telefonia utiliza uma largura de faixa de300 Hz a 3100 Hz.


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Fontes de Informao

MsicaOrigina-se de instrumentosmusicais. Possui estrutura meldica(seqncia de sons) e harmnica (sonssimultneos). A diferena entre a msica e afala que a ltima ocupa uma largura defaixa muito maior, podendo-se extender

acima de 15 KHz.


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Fontes de Informao

ImagensPodem ser dinmicas (vdeo) ouestticas(fotografias). As imagens a fim deserem transmitidas, devem ser convertidasem sinais eltricos. Para tal devem serescaneadas seqencialmente.

Desta forma um sinal bidimensional convertido em um sinal unidimensional.


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PROCESSO DEESCANEAMENTO


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Fatores limitantes da qualidadede reproduo da TV

Nmero de linhas disponveis (limitaresoluo vertical);

Largura de Faixa para a transmisso dosinal de vdeo(limita resoluo horizontal),


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Fontes de Informao

Sinais de ComputadoresTextos transmitidos,utilizando o ASCII (American Standard Codefor Information Interchange).

Cada caracter do ASCII representado porsete bits. Assim possvel obter-se 27 = 128caracteres diferentes.

Esses bits so enviados deste o menossignificativo b1, at o mais significativo b7.


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Representao do envio de um bitatravs do padro RS-232


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Fontes de Informao -Computadores

Bursting naturePerodos de atividade,entremeado por perodos de silncio.

Computadores so utilizados para download de

arquivos comprimidos. H dois tipos decompresso de arquivos:

a) Compresso sem perdas (Lossless compression)Remove informaes redundantes, porm

possvel reconstruir exatamente a informaooriginal;

b) Compresso com perdas (Lossy compression) Huma perda controlada de informaes.


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Compresso de udio e vdeo

Padres standard de compresso:

a) JPEG image coding standard (Joint Photographicexperts group)os pixels so agrupados em

blocos de 8X8, aplica-se a transformada deFourier cosseno discreta, obtendo-se 64coeficientes, esses coeficientes so codificados em8 bits, passam por uma compresso tipo lossless e

finalmente so decodificados atravs do processoinverso no outro computador.


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Compresso de udio e vdeo

B) MPEG-1/video coding standard(MotionPhotographic Experts Group) A compressoneste padro utiliza-se de redundncias, taiscomo: redundncias entre frames,redundncias entre pixels.


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Compresso de udio e video

c) MPEG-1/Audio coding standardAamplitude em funo do tempo do sinaloriginal se aproxima bastante da forma deonda original, sem alterar substancialmentesua qualidade, pois leva em considerao osistema de percepo do ouvido humano.


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Sinais

Classificao:

a) Real ou complexo:Sinais podem serrepresentados por funes ou valores reaisou complexos.

realsinal)tf2cos(A)t(f 0

complexossinal)tf2j(senAj)tf2cos(A)tf2jexp(A)t(f 000


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Sinais

Classificao:

b) Peridico e aperidico:

1) Peridico: Um sinal peridico sef(t) = f(t+nTo),onde n um inteiro qualquer.

Sinal peridico


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Sinais Classificao:

b) Peridico e aperidico:1) Aperidico: Sinais aperidicos so que no

possuem T0 que satisfaa a condio de

periodicidade.

Sinal aperidico


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Sinais Classificao:

c) Analgicos, discretos e digitais:

1) Analgicos: Podem assumir qualquer valor em

amplitude no tempo.


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Sinais Classificao:


2) Discretos: So sinais definidos a intervalos

regulares de tempo e representveis porseqncias de nmeros .

Sinal discreto: senide amostrada, de amplitudeA e (sinal contnuo em pontilhado)


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Sinais Classificao:


3) Digitais: So sinais discretos no tempo e em

amplitudes, com estas codificadasnumericamente.


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Sinais Classificao:

d) Determinsticos e aleatrios

1) Determinsticos: No h incerteza quanto ao seu

valor em nenhum instante de tempo. Tais sinaispodem ser representados no tempo atravs defrmulas matemticas.

f t A f t( ) cos( ) 20


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Sinais Classificao:

d) Determinsticos e aleatrios

2) Aleatrios: aquele cujo valor desconhecido at

o instante da sua manifestao. Este tipo de sinal caracterizado atravs de mdias estatsticas.

p xx x

x

x

x x

( ) exp( )

1

2 2

2

2

2

, onde

o valor m dio

a varincia ou disperso

o desvio padro

x

x


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Sinais Classificao:

e) Energia e Potncia

A potncia de um sinalf(t) definida, supondo-se

a resistncia normalizada igual a 1 . Assim, asua Energia e potncia mdia so dadas por:

E f t dtT T

T

lim ( )2

PT

f t dtT

T

T

lim ( )1 2


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Sinais Classificao:

e) Energia e Potncia:Um sinal dito de energia se 0


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Modulao e Codificao

So processos efetivados no transmissor,visando uma transmisso eficiente econfivel.

ModulaoTratamento dado ao sinal quese quer transmitir para melhor adequ-lo aocanal desejado ou disponvel.


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Modulao

Classificao:

A) de acordo com a portadora:

1) CW

Continuous wave

Modulao cw (a) em amplitude: AM; (b) em freqncia: FM


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Modulao

Classificao:

A) de acordo com a portadora:

2) Pulsos

Modulao de pulsos (a) amplitude (PAM); (b) durao (PWM)


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Modulao

Classificao:

B) de acordo com o sinal modulador:

1) Sinal modulador analgico ou contnuo

2) Sinal modulador pulsado, modulao PSK, FSKou ASK

Os diversos tipos de modulao podem ser utilizadosem combinao. Ex.: sinal de TV.


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Por que Modular?

Transmisso eficiente;

Reduzir problemas de Hardware;

Para reduzir efeitos de interferncia e rudo;

Para alocao de freqncias;

Para multiplexagem em freqncia.


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Por que Modular?

Reduzir problemas de Hardware;

Dois sinais de mesma largura de faixa, mas largura de faixa fracionria diferentes (fora de escala)


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Por que Modular?

Para reduzir efeitos de interferncia e rudo;

Para alocao de freqncias;


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Por que Modular?

Para multiplexagem em freqncia.


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Lei de Hartley-Shannon

A capacidade de um canal dada por:

bits/sC BS

N

log ( )2

1

Blargura de Faixa

S/N a relao sinal rudo

ConclusoQuanto maior a relao sinalrudo, maior a capacidade do canal.

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