SISTEMAS DE TELECOMUNICAÇÕES

INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO

Ano lectivo de 1998/99 - 1º Semestre

2ª Época - 2 de Fevereiro de 1999 - 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

Um sistema multiplexa um conjunto de entradas com as características indicadas na tabela:
 
Classe de entrada
Número 

de entradas

Tipo
Lei de quantificação
Número de bits por amostra
Freq max do sinal de entrada
Débito

binário por entrada

A
N
Analógico
Lei A
8
3.9 kHz
 
B
1
Analógico
Uniforme
Nb
Fmax
64 kbit/s
C
2
Analógico
Lei µ
8
2 kHz
 
D
2
Digital
_
_
_
64 kbit/s
E
1
Digital
_
_
_
128 kbit/s

a) Calcule o valor de Fmax, sabendo que a entrada B é sinusoidal com uma amplitude igual ao valor de corte do quantificador e que, para esta entrada, a relação sinal ruído de quantificação é de 45 dB.
b) Desenhe a estrutura mais conveniente para a trama resultante da multiplexagem das entradas especificadas na tabela. Admita N=1 e que a sequência de alinhamento de trama tem 7 bits. Qual o período da trama?
c) Calcule o valor de N de modo a que o sinal resultante da multiplexagem das entradas especificadas na tabela possa ser enviado em banda de base utilizando um código com 4 níveis, num canal de largura de banda 525 kHz. Admita que a sequência de alinhamento de trama tem 7 bits.
 


II

Considere um sistema de videotelefonia digital segundo a norma CCITT H.261, com uma frequência de imagem de 10 Hz e um formato espacial QCIF (176 x 144 pixels para a luminância; 88 x 72 pixels para cada uma das crominâncias). Durante o primeiro segundo de codificação mediram-se o número de ocorrências das diversas classes de macroblocos usados e os factores de compressão (FC) respectivos, tendo-se obtido os resultados indicados na tabela:

a) Determine uma tabela de código possível de utilizar para transmitir a classe dos macroblocos, considerando que se usam códigos de Huffman e que a frequência de ocorrência das várias classes no primeiro segundo da codificação é representativa de toda a sequência.
b) Calcule o factor de compressão global durante o primeiro segundo de codificação.

c) Descreva os vários procedimentos na codificação em modo intra de um macrobloco. O que poderá conduzir à escolha deste modo de codificação?

III

a) Considere um sistema de televisão com as seguintes características: número de linhas úteis: 1100; duração útil da linha: 52 m s; factor de Kell: 0.7; relação largura/altura: 16/9. Calcule a largura de banda mínima (banda de base) necessária para o sinal de luminância, supondo iguais resoluções na horizontal e na vertical. (Prescinda de quaisquer pressupostos adicionais sobre o sistema de televisão em questão).
b) Qual o problema do sistema NTSC que o sistema PAL tenta resolver? De que modo o faz e a que "preço"?


c) Explique qual o fenómeno que justifica a introdução do factor Kell nos sistemas de televisão.
 


IV

Suponha uma ligação por feixes hertzianos digitais, a 6 GHz, na distância de 50 km, com uma potência emitida de 2 W e usando antenas parabólicas.
a) Calcule o ganho de cada uma das antenas (emissão e recepção), supostas iguais, para que a potência de sinal à entrada do receptor seja de -20 dBm.
b) Indique quanto varia a margem uniforme , em relação à situação da alínea anterior, se o ganho de cada antena aumentar 1 dB e a largura de banda equivalente de ruído aumentar 30%.
c) Sabendo que para uma das cláusulas da ITU-R, a margem uniforme é de 33 dB, a margem selectiva é de 28 dB e a margem real mínima é de 30 dB, quais as principais acções que podem ser tomadas no sentido da ligação verificar essa cláusula? Justifique.
 


V

Considere os seguintes protocolos: Protocolo A) "Go Back N" com: 16 identificadores; tramas de informação de 520 bytes (512 bytes úteis); tramas de confirmação ("acknowledge") de 8 bytes; velocidade de propagação: 200 000 km/s; débito binário: 20 kbit/s.

Protocolo B) Um cão capaz de transportar 100 Mbytes em cada viagem correndo à velocidade de 45 km/h. O cão está limitado a correr apenas uma hora. Não existe confirmação.

a) Para que gama de distâncias o protocolo A é mais eficiente que B? Efectue o estudo na ausência de erros e supondo que se pretendem enviar 100 Mbytes.

b) Para que distâncias o protocolo A esgota a janela de transmissão?
 

VI

Considere uma ligação lógica, conforme a família de protocolos HDLC, em que se adoptou o polinómio g(x) = x3 + x + 1  para o cálculo dos campos de controlo de erro. A bandeira (flag) é: 0111 1110.
a) Suponha que ao receptor chega a seguinte sequência de bits:

1001 1111 1000 1111 1011 1101 1111 1001

Recupere a mensagem recebida pelo receptor e conclua sobre a existência ou não de erros na transmissão.

b) Em que situações é que a técnica referida não permite detectar a ocorrência de erros?