INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO
Ano lectivo de
2003/2004 - 1o Semestre
2o Exame - 6 de Fevereiro de 2004
A duração do exame é de 3 h. Responda às seguintes questões apresentando
os cálculos que efectuar e justificando
as respostas dadas.
Nunca fique ‘preso’ em nenhuma
resposta; se necessário, passe à frente para regressar mais tarde à mesma
questão. Boa sorte !
As notas desta prova sairão até às 17 h do
dia 9 de Fevereiro (2ª feira), no placard da cadeira e a revisão de provas será
às 17 h do dia 9
de Fevereiro (2ª feira), no Laboratório de
Telecomunicações 4.
I (1 + 1 + 1 + 0.5 val.)
Considere um sistema
de multiplexagem digital com 4 linhas de entrada, cada uma com um ritmo nominal
de 2,048 Mbit/s, numa única linha
de saída com um ritmo
de 8,430 Mbit/s. A trama de saída contém uma sequência de alinhamento de trama
(SAT) com 12 bits e, por cada
linha de entrada, Nb
bits de informação, 1 bit de justificação e 3 bits de controlo de justificação.
a) Determine um
valor adequado para Nb, sabendo que o sistema deve comportar flutuações dos
ritmos de entrada de ± 0.1% .
Considere
Nb=221 nas alíneas seguintes
b) Sabendo
que a probabilidade de erro de bit é de
10-4, quantas vezes por semana, em média, é mal interpretado o
sentido de
justificação de cada tributário?
c) Pretende-se
que as declarações indevidas de perda
de sincronismo de trama ocorram, no máximo, 3 vezes por dia. Qual o
número de SAT’s consecutivos e incorrectos que é
necessário receber, para se declarar
perda de sincronismo? Admita que a probabilidade
de erro de bit é de 10-4.
d) Se lhe
pedissem para alterar o número de bits de controlo de justificação com vista a
diminuir a probabilidade de interpretar erradamente
o sentido da justificação que valor escolheria e porquê ?
II (1 + 1 + 1 val.)
Considere um sistema de comunicação com uma largura de
banda ideal de 8000 Hz.
a) Supondo que
se usa modulação 16-PSK e filtros ideais, qual o ritmo binário máximo (i.é.,
sem interferência inter-simbólica), que
este sistema consegue transmitir.
b) Se um canal
com largura de banda total de 28 kHz for utilizado para multiplexar N sistemas
semelhantes aos acima descritos e se
se dispuser de filtros do tipo coseno-sobreelevado com um
factor de excesso de banda de 0.17, calcule o número máximo de
sistemas que se podem multiplexar.
c) Se pretender
agora partilhar o canal de 28 kHz por 8 sistemas com um débito de 4800 bit/s
cada, indique qual a modulação
que proporia usar, considerando que se usam os mesmos
filtros da alínea b) ?
III (1 + 1 + 1 + 1
val.)
Suponha uma ligação por feixes hertzianos digitais, a 5
GHz, na distância de 40 km, com uma potência emitida de 2,5 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,
em
condições ideais de propagação, seja de -25 dBm.
b)
Indique quanto varia a margem uniforme, em relação à situação da
alínea anterior, se o ganho de cada antena aumentar 2 dB
e a largura
de banda equivalente de ruído aumentar 35%.
c)
Sabendo que para uma das
cláusulas da ITU-R, a margem uniforme é de 35 dB, a margem selectiva é de 25 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.
d)
Indique 3 condições que devem aplicar-se em termos de planos de
frequência ou seja no planeamento do uso dos canais
disponíveis
nas várias secções radioeléctricas de uma mesma ligação bidireccional.
IV (1 + 1 + 1 val.)
Considere uma rede de comunicações
móveis.
a)
Em que consistem os processos de auto-localização e registo de
presença ?
b)
No processo de estabelecimento de uma chamada para o móvel, o que
faz o Mobile Switching Center depois
de verificar que
o móvel
chamado tem um par (MIN, ESN) válido ? E o que faz a Base station de seguida nesse processo ?
c)
Qual a diferença entre roaming
e handover ?
V (1 + 1 + 1 val.)
Considere um sistema de televisão PAL
com as seguintes características:
·
número total de linhas: 625
·
número de linhas úteis: 525
·
período útil de linha: 50 ms
·
frequência de campo (ou trama): 50 Hz
·
factor de entrelaçamento: 2:1
·
frequência máxima do sinal de vídeo: 5 MHz
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 médio
possível para este sinal se usar modulação ASK?
c) Quais as
vantagens e desvantagens deste sistema de televisão relativamente ao sistema
NTSC?
VI (0.8 + 1.2 + 1.5
val.)
Considere a norma de codificação para sinais
videotelefónicos e de videoconferência ITU-T H.261.
a) Explique,
justificando, quais as ferramentas de codificação usadas nesta norma (tal como
estão especificadas na norma) que implicam
que esta não seja uma norma de
codificação sem perdas.
b) Indique 3
razões que levam a que a produção de bits no codificador seja altamente não
uniforme no tempo.
c) Como sabe, o
método reconhecido como o mais eficiente para o controlo do débito binário
nesta norma faz variar o passo de
quantificação em função do enchimento
da memória de saída do codificador.
Indique uma expressão matemática
adequada para esta variação tendo em conta os valores que o passo de
quantificação pode
tomar nesta norma. Indique
explicitamente 3 condições mínimas a que esta expressão deve obedecer.
nq=q2/12 - ruído de quantificação uniforme
Eb/N0 [dB]=C/N [dB] + 10 log (BW/fb)
Lfs [dB] = 32.4 + 20 log10
d (km) + 20 log10 f (MHz) - atenuação em espaço livre
N0 [dBW]= 10 log10 (K T Bw); K=
1.38 x 10-23 J/K - potência
de ruído térmico
G [dB] = 20 log10 ( p.D / l ) + 10 log10 h - ganho de uma antena parabólica
a = (l 2 / 4p) . g – abertura efectiva de uma antena