CONCEITOS BÁSICOS SOBRE COMUNICAÇÕES

DEFINIÇÕES � Comunicação – processo pelo qual a informação é transmitida de

forma confiável de um ponto, no espaço e no tempo, denominadofonte, para outro ponto, o destino.� Mensagem – corresponde as manifestações físicas da informação

produzida pela fonte.� Sinal – grandeza elétrica variável no tempo tal como uma corrente

ou tensão, e representa a mensagem.� Sistema – elemento físico que modifica os sinais a ele aplicados.� Finalidade de um sistema de comunicação – fornecer uma réplica

aceitável da mensagem no destino.� Largura de espectro – faixa de frequências pertecentes ao sinal.� Largura de faixa de frequências – faixa de frequências que um sistema

pode transmitir com fidelidade.

MODELO DE UM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO

TRANSDUTOR DE ENTRADA TRANSMISSOR

CANAL

RUÍDOINTERFERÊNCIA

DISTORÇÃOATENUAÇÃO

RECEPTORTRANSDUTOR DE SAÍDA

FONTE

DESTINO

� Transdutor – converte a mensagem em um sinal elétrico.� Transmissor – acopla o sinal ao canal de transmissão. Para fins de

transmissão efetiva e eficiente, algumas operações de processamentode sinal devem ser realizadas. A mais comum é a modulação.� Canal – ligação elétrica entre transmissor e receptor. ( Par de fios,

onda de rádio, feixe de laser )� Receptor – extrair o sinal desejado do canal e fornecê-lo ao

transdutor de saída. Estágios de amplificação. Sua operação principal éa demodulação.� Transdutor de saída – converte o sinal elétrico em mensagem.

MODELO DE UM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO

Sistemas de Comunicação (Cabeados)

� Sistema Convencionais de Telefonia Fixa� Sistema de Distribuição de Sinal de TV via Cabo (CATV)� Redes Cabeadas (Wired Networks): LANs / MANs / WANs� Backbone de Fibra Ótica da Operadoras de Telecomunicações� Barramento de comunicação dentro de computadores para comunicação

entre CPU e memória

Sistemas de Comunicação Sem Fio (Wireless)

� Transmissão via Satélite � Transmissão de Sinais de Rádio e TV� Telefone Sem Fio � Sistemas de Telefonia Celular� Redes Sem Fio (WiFi / WiMAX)

� Bluetooth / Zigbee� Ultra Wide Band (UWB)� Enlaces de Microondas� Redes de Sensores / Ad hoc� GPS

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EFEITOS INDESEJÁVEIS OCORRIDOS NO CANAL

� Atenuação – redução da intensidade do sinal. Decréscimoprogressivo da potência do sinal com o aumento da distância.� Distorção – alteração do sinal devida a uma resposta imperfeita do

sistema ao sinal.� Interferência – contaminação por sinais estranhos, normalmente

feitos pelo homem, de forma similar ao sinal desejado.� Ruído – sinais elétricos aleatórios ou imprevisíveis provenientes de

causas naturais, tanto internos quanto externos ao sistema.

LIMITAÇÕES FUNDAMENATAIS DA TRANSMISSÃO DA INFORMAÇÃO

� Limitação da largura de faixa – variação da energia requerintervalo de tempo.� Ruído – está sempre presente nos sistemas elétricos. Limita a

habilidade de identificar corretamente o sinal enviado.� Capacidade de canal – é o máximo em bps que pode ser

transmitido pelo canal.

)1(log2 NSBc +=

DENSIDADE ESPECTRAL DE ENERGIA� Mostra como a energia de um sinal se distribui ao longo do

espectro, e é definida como :

� A área total sob a curva da densidade espectral é igual a energiatotal do sinal, assim:

� Exercício� Determine a DEE e a energia total de g(t)=exp(-t)u(t). Faça os

cálculos em ambos domínios

]/[ )()( 2 HzJfGfg =ψ

Rayleigh de energia de Teorema

][ )( )( 22 JdttgdffGE ∫∫∞

∞−

∞

∞−

==

� Mostra como a potência média de um sinal periódico se distribui aolongo do espectro.

� A área total sob a curva de DEP é igual a potência média do sinalperiódico

DENSIDADE ESPECTRAL DE POTÊNCIA

periódicas funções para TF )( ]/[ )()( 2 →= fGpHzWfGpfSg

∑

∫

∫

∞

=

−

∞

∞−

+=

=

=

1

22

2

2

2

2

2

Parceval de teoremao usandoOu

)(1

média potência acalcular de forma Outra

][ )(

n

To

To

CnCoP

dttgpTo

P

WdffGP

� Determine a potência média do sinal g(t)=Acos(2 π fc t)

DENSIDADE ESPECTRAL DE POTÊNCIA

Função Autocorrelação� Fornece uma medida de similaridade, ou coerência, entre um dado

sinal e o conjugado deste deslocado de um quantidade variável.

Periódico)()(1)(

Aperiódico)()()(

*2

2

0

*

→−=

→−=

∫

∫−

−

∞

∞−

dttxtxT

R

dttxtxR

T

T

x

x

ττ

ττ

FUNÇÃO CROSSCORRELAÇÃO� Fornece uma medida de similaridade entre um sinal e uma versão

conjugada deslocada no tempo de um segundo sinal.

To período mesmo de Periódicos)()(1)(

Aperiódico )()( )()()(

*2

2

012

*1221

*2112

→−=

→−=−=

∫

∫∫−

−

∞

∞−

∞

∞−

dttxtxT

R

dttxtxRdttxtxR

To

To

ττ

τττ