NEA 8910/7910 Princípios de Comunicação I

1. Principios de Comunicação I Professor: Vanderlei Cunha Parro Vparro@ieee.org Coordenador da disciplina: Marcelo Zanateli premzanateli@fei.edu.br NEA 8910/7910 Princípios de Comunicação I

3. 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.

4. 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. Objetivos do curso

5. 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. Conhecimentos

6. Habilidades 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.

7. Ético em suas atitudes; Participativo nas aulas; Solidário com os colegas e professores. Atitudes

8. Modern Digital and Analog Communication Sytems B.P.Lathi Oxford University Press,1998. Livro Texto

9. 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.

10. 1 – Análise de sinais 2 – Modulação AM 3 – Demodulação AM Tópicos

11. Sistema de Comunicação Cap1 - Introdução

12. Fonte (Source) Transdutor de entrada Transmissor (Tx) Canal ou meio de transmissão (ruído, interferência, distorção e atenuação) Receptor (Rx) Transdutor de saída Diagrama de blocos genérico (Sist. de Comunicações)

13. 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

14. Tipos de Sinais Sinal Digital Sinal Analógico

15. Imunidade ao ruído (Sinal Digital)

16. Utilização de repetidores • Comunicações Digitais: 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. • Comunicações Analógicas: 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.

17. 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.

18. Largura de Banda (Bandwith) Potência de transmissão (Signal Power) Relação Sinal/Ruído (SNR “Signal-to-noise-ratio”) Taxa de transmissão (bps) Parâmetros e relações B x S: B S SNR S SNR B bits/s (taxa de transmissão – Equação de Shannon) Supondo que o sistema não tenha ruído: Sistema inexistente .

19. 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 (FrequencyModulation), PM(PhaseModulation) Vantagens: Faciliar a irradiação Transmissão Simultânea (designação de freqüência – melhor utilização do espectro de frequências) Effecttingthe 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).

20. Vantagens (detalhes) 1. Modulação para facilitar a radiação espectro de freqüência da voz humana: 20 Hz – 20 kHz comprimento de onda da freqüência mais alta: 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 535 kHz a 1,605 MHz FM comercial 88 a 108 MHz TV VHF 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) TV UHF 470 a 890 MHz (canais 14 a 83)

21. Frequência x Comprimento de onda

22. Denominação das Faixas de Frequências

23. Modulação - Exemplos

24. Outros fatores Randomness Redundancy Coding