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Sistemas de Comunicações Princípios de Comunicação

Introdução aos Sistemas de Comunicações

Edmar José do Nascimento(Princípios de Comunicação)

http://www.univasf.edu.br/˜edmar.nascimento

Universidade Federal do Vale do São FranciscoColegiado de Engenharia Elétrica

Sistemas de Comunicações Princípios de Comunicação

Roteiro

1 Sistemas de ComunicaçõesIntrodução

2 Princípios de ComunicaçãoPlano de Curso

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Introdução

Roteiro

1 Sistemas de ComunicaçõesIntrodução

2 Princípios de ComunicaçãoPlano de Curso

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Introdução

Conceitos Básicos

ComunicaçãoProcesso de transferência de informação gerada em umponto no tempo e espaço por uma fonte para um outroponto no tempo e espaço do destino

Tele -Do grego têle - longe, a distância

O termo telecomunicações se refere à transmissão,emissão ou recepção de sinais elétricos através do uso deguias de ondas ou do espaço livre como meio físico decomunicação

Outros meios de comunicação são possíveis, mas não sãode interesse para o engenheiro eletricista.

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Introdução

Sistemas de Comunicações

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Introdução

Modelo de um Sistema de Comunicação

Um sistema de comunicação simples é formado pelosseguintes blocos:

FonteTransmissorCanalReceptorDestino

O transmissor e o receptor podem ser muito complexos,como no caso dos sistemas de comunicações digitais

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Introdução

Modelo de um Sistema de Comunicação

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Introdução

Modelo de um Sistema de Comunicação Digital

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Introdução

Bluetooth

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Introdução

ADSL

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Introdução

Analógico versus Digital

Os sistemas de comunicação podem ser classificadoscomo analógicos ou digitais

Relativo à natureza da mensagem transmitidaAs formas de onda transmitidas são em geral analógicaspara ambos os casos

Sistemas digitais apresentam diversas vantagensUtilização de repetidores regenerativosPossibilidade de usar criptografia e códigos para acorreção de errosHardware digital teve uma redução de custo considerável

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Introdução

Analógico versus Digital (Regeneração do sinal)

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Introdução

Analógico versus Digital

Uma fonte de informação analógica pode ser convertidapara o formato digital

Amostragem (Teorema de Nyquist)Quantização

Os símbolos discretos resultantes da quantização podemser mapeados para um outro conjunto de símbolos

Símbolos binários são frequentemente utilizados

Símbolos discretos são finalmente mapeados para formasde ondas físicas

Onda quadrada por exemplo

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Introdução

Analógico versus Digital

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Analógico versus Digital

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Introdução

Analógico versus Digital

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Introdução

Análise de Sistemas de Comunicações

Largura de Banda ou largura de faixaFaixa de frequências que podem ser transmitidas com umafidelidade razoávelPropriedades dos canais de comunicaçãoQuanto maior, mais rápido os símbolos podem sertransmitidosGeralmente é limitada artificialmente

PotênciaRelacionada com a energia utilizada para transmitir umsímbolo de informaçãoQuanto maior a potência, menos o ruído do canal iráinfluenciar o símbolo transmitidoRazão Sinal-Ruído (SNR) é uma medida da qualidade dosinal

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Análise de Sistemas de Comunicações

Capacidade do canal e taxa de dadosA largura de banda e a potência do sinal impõem limites nataxa de transmissão de dados para um determinado canalPara o canal AWGN (Additive White Gaussian Noise), acapacidade do canal é dada pela fórmula de Shannon

C = B log2 (1 + SNR) bits/s

Não é possível transmitir dados, com probabilidade de erropróxima de zero, em taxas superiores à capacidade docanal

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Introdução

Análise de Sistemas de Comunicações

ModulaçãoAdequação das freqüências do sinal ao meio detransmissãoUma portadora (sinal de alta frequência) tem alguma desuas propriedades modificadas (amplitude, frequência oufase) pelo sinal em banda básica a ser transmitidoA modulação é essencial para que seja possível autilização de determinados meios físicosQuanto maior a frequência, menor é o comprimento deonda e consequentemente, menor o tamanho da antena(∼ 1/10λ)

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Introdução

Estudo das Telecomunicações

O estudo de telecomunicações abrange uma infinidade detópicos

ModulaçãoTeoria da InformaçãoCodificação de fonte e canalRedes de telefonia e de transmissão de dadosTécnicas de múltiplo acessoCriptografiaComunicações móveisAntenas e propagaçãoGuias de ondas

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Introdução

Estudo das Telecomunicações

Na engenharia elétrica, a área de telecomunicaçõespossui forte conexão com

Dispositivos eletrônicosProcessamento digital de sinaisEletromagnetismoSistemas embarcados (embutidos)Teoria de controle

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Introdução

Funções na Área de Telecomunicações

São relacionadas à área de telecomunicações asseguintes funções:

Desenvolvimento e operação de sistemas de comunicaçãoAtuação em empresas de telemáticaAtuação em empresas de telefonia fixa, móvel e desatélitesImplantação de sistemas de cabeamento,Atuação em empresas de radiodifusãoAtuação na área de defesaDesenvolver pesquisas na área de telecomunicações

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Plano de Curso

Roteiro

1 Sistemas de ComunicaçõesIntrodução

2 Princípios de ComunicaçãoPlano de Curso

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Plano de Curso

Ementa da Disciplina

Ementa

Correlação e densidade espectral de potência. Princípio daamostragem. Transmissão de sinais. Modulação de canal.Modulação em amplitude, em fase e em frequência.Transmissores e receptores. Análise de circuitos de rádio e deTV. Modulação digital de sinais. Ruídos.

Pré-requisitos

Séries e transformadas de Fourier. Resposta em frequência desistemas lineares. Teoria das probabilidades.

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Plano de Curso

Ementa da Disciplina

Ementa

Correlação e densidade espectral de potência. Princípio daamostragem. Transmissão de sinais. Modulação de canal.Modulação em amplitude, em fase e em frequência.Transmissores e receptores. Análise de circuitos de rádio e deTV. Modulação digital de sinais. Ruídos.

Pré-requisitos

Séries e transformadas de Fourier. Resposta em frequência desistemas lineares. Teoria das probabilidades.

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Plano de Curso

Bibliografia

Lathi, B. P.; Ding, Zhi Sistemas de ComunicaçõesAnalógicos e Digitais Modernos , 4a edição. LTC.

Haykin, S. Introdução aos Sistemas de Comunicação, 2a

edição, Bookman.

Haykin, S. Sistemas de comunicação: analógicos edigitais, 2004, Bookman.

Carvalho, Rogério Muniz Comunicações analógicas edigitais, 2009, LTC.

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Plano de Curso

Avaliação

3 notas (MP = (EE1+EE2+EE3)/3)Provas escritasExercícios em sala

Prova de 2a ChamadaAto normativo No 001/2011.

75% de presença exigida

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Plano de Curso

Tópicos Abordados na Disciplina

Correlação. Densidade espectral de energia e de potência(Cap. 3)

Modulação em amplitude (Cap. 4)

Modulação em ângulo (Cap. 5)

Amostragem e conversão analógico-digital (Cap. 6)

Princípios de transmissão digital (Cap. 7)

Distribuições de probabilidade (Cap. 8)

Processos aleatórios (Cap. 9)

Análise de desempenho dos sistemas de comunicaçõesdigitais (Cap. 10)