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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:
c) Analgicos, discretos e digitais:
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:
c) Analgicos, discretos e digitais:
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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