SISTEMAS DE TELECOMUNICAÇÕES

INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO

Ano lectivo de 1997/98 - 1º Semestre

2ª Época - 17 de Fevereiro 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 (1.5 + 1.0 + 1.5 + 1.0)

Um multiplexer reúne 4 linhas de entrada com os seguintes débitos nominais: f1-2048 kbit/s, f2-4096 kbit/s, f3-8192 kbit/s e f4-2048 kbit/s. A sequência de alinhamento de trama (SAT) e os bits de serviço utilizam, no total, 24 bits da trama de saída. Por cada tributário (ou linha de entrada) existem, na trama de saída: um conjunto de bits de informação, um bit de justificação e três bits de controlo de justificação.
a) Desenhe a estrutura da trama de saída, sabendo que em cada trama são transportados 120 bits do primeiro tributário e que se utiliza interposição de bit. Calcule a duração da trama e o débito binário à saída do multiplexer. (Nota: admita, nesta alínea, que não há variação no débito binário dos vários tributários e que os bits de justificação não transportam informação)

b) Determine os limites possíveis para a variação do ritmo binário do tributário 1, admitindo que o débito da linha de saída do multiplexer é de 17 Mbit/s e que a estrutura da trama é a determinada na alínea a).

c) Admitindo que é declarada a perda de sincronismo de trama se 3 SATs consecutivos forem recebidos com erros e que a probabilidade de erro de bit na linha é de 10-5, qual deverá ser a dimensão da sequência de alinhamento de trama (SAT) para que em média não ocorra mais do que uma vez por ano uma declaração de perda de sincronismo? (Se não resolveu a alínea a), admita que a duração da trama é de 60 ms)
d) Qual a função dos bits de justificação e controlo de justificação? Quais os critérios a ter em conta no dimensionamento do número de bits de controlo de justificação?

Nota: (1-x)a ~ 1- ax , se x << 1


II (1.0 + 1.5)

Considere um satélite utilizado para a transmissão de televisão digital, em órbita geo-estacionária, com as seguintes características:

a) Quantos canais de televisão poderão utilizar o transpositor do satélite (usando FDM como técnica de acesso múltiplo), supondo que o débito binário de cada canal de vídeo é de 6 Mbit/s, a modulação é 4-PSK e que o factor de excesso de banda dos filtros, supostos de Nyquist, é de 0.2?
b) Supondo que a distância satélite-receptor é de 38 000 km, que o número de canais que utilizam o transpositor é o calculado na alínea a) e que a temperatura equivalente de ruído do receptor é de 150 K, qual o diâmetro mínimo da antena de recepção, suposta parabólica e com um rendimento de abertura de 0.5, por forma a garantir no percurso descendente uma probabilidade de erro de bit de 10-6.

Nota: Lfs (dB)=32.44 + 20 log10 d (km) + 20 log10 f (MHz)
No (dBW)= 10 log (k T BW ); k=1.38 x 10-23 J/K
4-PSK: Pe=10-6 => Eb/No=10.5 dB
Antena parabólica: G (dB)=20 log10 (p D / l) + 10 log10 h
 


III (1.0 + 1.0 + 1.5)

Considere um sistema de televisão PAL com as seguintes características:

a) Qual a fracção útil do varrimento horizontal?
b) Se se quiser aproveitar a parte útil das linhas do retorno vertical para transportar um sinal binário, qual o ritmo máximo possível para este sinal se usar modulação ASK?
c) Quais as vantagens e desvantagens deste sistema de televisão relativamente ao sistema NTSC? (total de linhas por imagem: 525; frequência de imagem: 30 Hz )
 

IV (1.5 + 1.0 + 1.0)

Considere uma comunicação videotelefónica segundo a norma H.261, usando a resolução espacial QCIF e uma frequência de imagem de 10 Hz. Admita que, na codificação de cada imagem, o codificador produz os bits de código a um ritmo uniforme e que o descodificador é infinitamente rápido. No codificador, os bits de código aguardam a sua transmissão na memória de saída, que tem uma dimensão de 12 800 bit.
a) Calcule o número máximo de bits que a primeira imagem pode produzir para que o atraso inicial na descodificação (contado em relação ao instante de aquisição da primeira imagem) seja 300 ms.
b) Supondo que a primeira imagem produz os bits que determinou na alínea anterior, qual o número máximo de bits que a segunda imagem e a terceira imagem poderão produzir?
c) No contexto da norma H.261: Em que consiste a estimação (ou detecção) do movimento? Como são codificados os vectores de movimento? Porque razão não é normalizado o método de estimação do movimento?
 

V (1.5 + 1.0)

a) Suponha uma comunicação a 140 Mbit/s com fluxo de informação unidireccional. A velocidade de propagação na linha é de 250 000 km/s. Compare a eficiência 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.

b) Admitindo que a ligação está sujeita a erros indique, justificando de forma qualitativa, qual o protocolo (A ou B) que escolheria?
 


VI (1.5 + 1.5)

a) Determine a sequência de bits a enviar para a linha num protocolo do tipo HDLC (flag : 0111 1110), quando a fonte pretende enviar a sequência 100 111 111 (em que o bit mais significativo é o da esquerda) e se usa o polinómio g(x)=x3+x+1 para o cálculo do campo de check-sum das tramas.

b) No contexto de uma ligação lógica (nível 2, OSI) usando um protocolo do tipo HDLC, qual o conjunto de procedimentos efectuados pelo receptor e a ordem pela qual são efectuados, de modo a recuperar a sequência de bits original .