NEA 8910/7910
Princípios de Comunicação I
Principios de Comunicação I
Professor:
Vanderlei Cunha Parro
[email protected]
Coordenador da disciplina:
Marcelo Zanateli
[email protected]
Formação acadêmica e
experiência profissional






ETI ‘87 e FEI ’93.
EPUSP M.E. ‘97 e Dr. ‘03.
Pós doutorado Observatório de Paris de 2004 a 2005
Pesquisador convidado Observatório de Paris 2005 a
2006 - projeto coordenado pela ESA.
Responsável pela modelagem do canal exoplanetes
do satélite CoRoT de 2006 a 2010 - apoiado pela
FAPESP.
Consultor associado da Mosaico Engenharia para
assuntos de processamento de sinais e controle.
Objetivos do curso
O curso de PC1 tem como objetivo o
estudo de conceitos essenciais para que o
aluno possa realizar a análise de sistemas
e sinais. Estas ferramentas possibilitam a
compreensão das principais técnicas
usadas nos sistemas de comunicação.
Conhecimentos
1.
2.
3.
4.
Ferramentas de análise de sinais
no domínio do tempo;
Ferramentas de análise de sinais
no domínio da frequencia;
Modulação e demodulação
analógica;
Análise de sistemas de
comunicação usando diagrama em
blocos.
Habilidades
1.
2.
3.
Analisar sinais do ponto de vista de
banda, frequencia e potência;
Analisar um sistema de comunicação
AM identificando suas principais
caracteristicas;
Efetura medidas básicas para análise
de sinais e e sistemas de modulação
AM.
Atitudes
1.
2.
3.
Ético em suas atitudes;
Participativo nas aulas;
Solidário com os colegas e
professores.
Livro Texto
Modern Digital and Analog
Communication Sytems
B.P.Lathi
Oxford University Press,1998.
Critério de Avaliação
MF = 0.4*L + 0.6*T
Teoria:
T = (0.3*AP + 0.7*AV)
AP = média das três melhores notas
AP: Avaliação Parcial - duas avaliações realizadas
sempre na última aula que antecede a prova
principal.
EC: Estudo de Caso - dois estudos de caso em
grupo. As datas serão divulgadas com duas
semanas de antecedência.
Tópicos



1 – Análise de sinais
2 – Modulação AM
3 – Demodulação AM
Cap1 - Introdução
Sistema de Comunicação
Diagrama de blocos genérico (Sist. de Comunicações)
ruído
interferência
distorção
fonte
transdutor
de
entrada
mensagem
de
entrada






transmissor
sinal
de
entrada
(Tx)
canal ou
meio de
transmissão
sinal
transmitido
receptor
sinal
recebido
transdutor destino
de
saída
(Rx)
sinal
de
saída
mensagem
de
saída
Fonte (Source)
Transdutor de entrada
Transmissor (Tx)
Canal ou meio de transmissão (ruído, interferência, distorção e atenuação)
Receptor (Rx)
Transdutor de saída
Tipos de Sinais


Analógico: Os sinais analógicos, podem
assumir infinitos valores de amplitude
daqueles
permitidos
pelo
meio
de
transmissão.
Digital: Os sinais digitais que representam
informações, assumem valores de amplitude
pré-determinados no tempo.
Tipos de Sinais
Sinal Digital
Sinal Analógico
Imunidade ao ruído (Sinal Digital)
Utilização de repetidores
•
Comunicações Digitais:
•
Comunicações Analógicas:
Estações repetidoras são
estrategicamente instaladas ao longo do sistema de comunicação, onde
os pulsos são recebidos e detectados, sendo transmitido novos pulsos
para a próxima estação repetidora. Este processo previne a acumulação
de distorção e ruído ao longo do sistema através da regeneração
periódica dos pulsos pelas estações repetidoras. Com isso, conseguimos
transmitir mensagens a longas distâncias com uma boa precisão.
Não há como evitar a
acumulação de ruído e distorção ao longo do sistema de comunicação,
tendo como resultado a sua acumulação. Ao aumentar a distância a ser
percorrida por um sinal analógico, o sinal torna-se fraco (atenuação) e a
distorção e ruído tornam-se fortes. Amplificações podem ajudar, umas
vez que o sinal e o ruído são amplificados na mesma proporção. A
distância que uma mensagem analógica pode ser transmitida é limitada
pela potência de transmissão.
Conversão Analógico/Digital (A/D)
Muitas vezes, os sinais a serem transmitidos são
analógicos e para transmissão digital é necessário que
eles sejam convertidos em sinais digitais antes de sua
transmissão.
Parâmetros e relações


Largura de Banda
(Bandwith)
Potência de transmissão
(Signal Power)
Relação Sinal/Ruído
(SNR “Signal-to-noise-ratio”)


Taxa de transmissão (bps)
B x S:
B
S
SNR
B
S
SNR
C  B log2 (1  SNR) bits/s
(taxa de transmissão – Equação de Shannon)
Supondo que o sistema não tenha
ruído: C  
Sistema
inexistente .
Modulação
Modulação:
alteração sistemática de alguma característica de um sinal denominado portadora
(sinal de alta frequência), em função de um segundo sinal denominado modulante (informação)
também conhecido como sinal banda base (Baseband).
 Objetivo: conduzir a informação através de um sinal modulado cujas propriedades sejam
apropriadas ao canal de comunicação em consideração.
 Tipos: a modulação pode ser analógica ou digital. Em PC1 analisaremos apenas modulações
analógicas como:
a) Portafora: Senoidal
Sinal Modulante: analógico
a.1) Modulação em Amplitude (AM) : AM/DSB, AM/DSB-SC, SSB, VSB
a.2) Modulação Angular : FM (Frequency Modulation), PM(Phase Modulation)

Vantagens:





Faciliar a irradiação
Transmissão Simultânea (designação de freqüência – melhor utilização do espectro de frequências)
Effectting the Exchange Of SNR with B - Redução de ruído e interferências
Multiplexação
Para superar problemas de engenharia
A.B. Carlson: “Modulação é a alteração sistemática de uma onda portadora de acordo com a mensagem a ser transmitida (sinal modulante) e pode
também, incluir uma codificação”.
M. Schwartz: “O processamento do sinal para uma transmissão mais eficiente denomina-se modulação”.
A. T. Gomes: “Modulação é um processo que consiste em se alterar uma característica da onda portadora (sinal de alta freqüência) proporcionalmente ao
sinal modulante (informação a ser transmitida).
Vantagens (detalhes)
1. Modulação para facilitar a radiação
espectro de freqüência da voz humana:
comprimento de onda da freqüência mais alta:

V velocidade 3 108


 1,5 104
3
f freqüência 2010
20 Hz – 20 kHz
m = 15 km
O elemento irradiante (antena), deve ter as dimensões da ordem de grandeza do comprimento de onda
do sinal a ser transmitido, o que seria inviável no caso do sinal acima. Quando se modula um sinal,
translada-se seu espectro de freqüência para a freqüência da onda portadora e, com isso, reduz-se o
comprimento de onda do sinal a ser transmitido, tornando a irradiação viável.
2. Modulação para redução do ruído e da interferência
3. Modulação para um melhor aproveitamento do espectro de freqüências
Exemplos:
AM comercial
FM comercial
TV VHF
TV UHF
535 kHz a 1,605 MHz
88 a 108 MHz
54 a 72 MHz (canais 2, 3 e 4)
76 a 88 MHz (canais 5 e 6)
174 a 216 MHz (canais 7 a 13)
470 a 890 MHz (canais 14 a 83)
Frequência x Comprimento de onda
f (Hz)
(m)
30
3x106
3x107
107
106
105
104
103
102
101
3x108
1
3x109
0,1
3x1010
0,01
300
3x103
3x104
3x105
V velocidade 3 108
 

X
f freqüência
f
Denominação das Faixas de Frequências
Modulação - Exemplos
Outros fatores



Randomness
Redundancy
Coding