SISTEMAS DE TELECOMUNICAÇÕES

INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO

Ano lectivo de 1997/98 - 1º Semestre

1ª Época - 27 de Janeiro de 1998 - 13 h




A duração do exame é de 3 h.
CADA GRUPO DEVE SER RESOLVIDO EM FOLHAS SEPARADAS.
Responda às seguintes questões apresentando os cálculos que efectuar e JUSTIFICANDO as respostas dadas. Boa sorte !
 
 

I (1.0+1.0+1.0+1.0)

Um sistema multiplexa 4 entradas: m1, m2, m3 e m4. As entradas m1, m2 e m3 resultam da codificação PCM de sinais analógicos com as características indicadas na tabela. O sinal m4 é um sinal digital com um ritmo de 64kbit/s.
Sinal Freq. max Lei de quantificação número de bits por amostra
m1 3.4 kHz Uniforme 8
m2 2 kHz Uniforme N
m3 2 kHz Uniforme 2 x N

a) Calcule o valor mínimo de N para garantir uma relação sinal ruído de quantificação de 45dB para o sinal m2, suposto sinusoidal. (Se não conseguiu determinar o valor de N admita N= 8 para as restantes alíneas).
b) Proponha e desenhe uma estrutura para a trama resultante da multiplexagem dos quatro sinais por forma a optimizar o sistema. Admita que se usa uma sequência de alinhamento de trama de 6 bits.

c) Será possível enviar o sinal resultante (mediante codificação adequada) através de um canal com largura de banda de 38kHz e uma relação sinal/ruído na recepção de 30 dB, garantindo uma reconstrução livre de erros ? (Admita que a única fonte de distorção do sinal é o ruído aditivo branco e gaussiano).


O canal de dados resulta da codificação de uma fonte com 256 mensagens equiprováveis. Qual a entropia dessa fonte? Justifique.

Nota: Para um sinal sinusoidal , S/Nq (dB)=7.78 + 20 log (A/q)
 
 

II (2.0 + 2.0)

Suponha uma ligação digital por feixes hertzianos, com um salto de 40 km, 480 canais telefónicos (34 Mbit/s), em 8 GHz, com um repetidor passivo do tipo espelho, situado a 7 km de um dos terminais. Supondo que:

a) Calcule a margem uniforme para a taxa de erros binários (BER) correspondente à segunda cláusula do CCIR.
b) Calcule a fracção de tempo, no pior mês, em que se excede a taxa de erros binários (BER) correspondente à segunda cláusula do CCIR.

Nota: Lfs [dB] = 32.5 + 20 log10 d (km) + 20 log10 f (MHz)
N0 [dBW]= 10 log10 (K T BRF) com K= 1.38 x 10-23 J/K e T = 290 K
Gesp [dB] = 20 log ( 4 p / l2 . aesp . cos i . h ) - ganho do espelho
h é o rendimento de abertura e vale 0.55
2 a cláusula: P=d(km)/2500 x 0.054 % , BER=10-3
mreal = 1.4 x 10 -8 f (GHz) d 3.5 (km) / P (p £ p0)
Para 8-PSK, uma BER = 10-3 exige (Eb/No)min = 10 dB
 
 

III (2.0 + 1.5)

Considere o sistema de televisão PAL, com as seguintes características:

a) Quais os rendimentos de varrimento?
b) Suponha que é enviado um sinal de teletexto (sequência de caracteres ASCII) durante o retorno vertical. Qual o número máximo de caracteres de texto que pode ser enviado por linha de retorno? (Admita que cada caracter é constituido por 8 bits, codificados com um código NRZ unipolar)
 
 

IV (1.0 + 1.5 + 1.0)

Pretende-se implementar um sistema de videoconferência digital segundo a norma H.261, com uma resolução espacial de 360 x 288 pixels para a luminância e de 180 x 144 pixels para as crominâncias. A frequência de imagem é de 10 Hz.

a) Considerando que cada amostra é quantificada com 8 bits, calcule o débito binário resultante, sem compressão.
b) Se a largura de banda disponível para a transmissão fôr de ........ MHz, calcule o factor de compressão mínimo. Que técnicas poderão ser usadas para se atingir este factor de compressão?
c) Descreva os vários procedimentos na codificação intra de um macrobloco.
 
 

V (3.0)

Suponha uma comunicação a 155 520 kbit/s com fluxo de informação unidireccional. A velocidade de propagação na linha é de 250 000 km/s. Compare o desempenho dos protocolos abaixo indicados, em função do comprimento da ligação. Despreze os erros na linha bem como o tempo de processamento dos terminais.

A) Protocolo "Selective Repeat" com tramas de informação de 256 bytes (dos quais 16 são de controlo e os restantes de informação). As tramas de acknowledge, com 16 bytes, são emitidas logo que recebida uma trama de informação correcta. O número de identificadores é de 64.

B) Protocolo "Go Back N" com tramas de informação de 256 bytes (dos quais 16 são de controlo e os restantes de informação). As tramas de acknowledge, com 16 bytes, são emitidas logo que recebida uma trama de informação correcta. O número de identificadores é de 64.
VI (1.0 + 1.0)

Considere uma ligação lógica em que se adoptou o polinómio g(x) = x3 + x2 + 1 para o cálculo do campo de "check-sum" das tramas.
a) Calcule a informação para controlo de erro a acrescentar à mensagem 101 111 111. Admita que o bit mais significativo é o da direita. Escreva a informação total a transmitir.
b) Indique quais são e em que consistem as principais estratégias básicas para controlo dos erros no contexto de uma comunicação.