Biblioteca 1318631

Prévia do material em texto

Estudo Dirigido 
 
Nome do(a) Aluno(a): RESPOSTAS__________________________Matrícula:________________ 
Disciplina: Sistemas de Comunicações II 
Prof.: Thomás A. M. Castro 
Data: ___ /___ /______ Período: 2018 - 01 Turma: 
 
 
1. Questão 
Explique como funciona a técnica de múltiplo acesso por divisão de frequência. 
Explique como funciona a técnica de múltiplo acesso por divisão de tempo. 
Resposta (pag. 198): 
FDMA: Opera através da divisão igual da largura de banda de um canal entre os diversos 
usuários que desejam acessar esse canal. (pag.124) 
TDMA: Opera particionando intervalos de tempos pré-definidos entre os usuários potências. 
 
 
2. Questão 
Explique porque a não linearidade dos amplificadores de potência pode ser um problema 
para o FDMA. 
Resposta (pag. 165): 
Como o ganho não é constante para todos os níveis de sinal de entrada o amplificador 
distorce a amplitude do sinal na forma de uma modulação AM. Como a distorção da 
amplitude depende do nível do sinal de entrada, ela é conhecida como distorção AM/AM. 
A não linearidade do amplificador também afeta a característica de fase e não se mantém 
constante para todos os níveis de entrada – introduz distorção de fase na forma de uma 
modulação PM – Essa distorção é chamada distorção AM/PM. 
 
 
3. Questão 
A eficiência espectral é uma das medidas mais importantes na prática do projeto de 
comunicações wireless. Defina conceitualmente a eficiência espectral. 
Resposta (pag. 163): 
A eficiência espectral é definida como sendo a razão da taxa de dados de origem admissível 
(em bits por segundo) pela largura de banda disponível (em Hertz). 
 
 
4. Questão 
No sistema FDMA, existe alguma relação entre a eficiência espectral e a forma como os 
canais individuais estão espaçados. 
Resposta (pag. 163): 
Pela definição de eficiência espectral pode observar claramente que a forma como os canais 
são distribuídos e espaçados dentro da banda disponível influencia diretamente na relação 
entre taxa de dados de origem admissível pela largura de banda disponível. 
 
 
5. Questão 
A modulação π/4-QPSK foi largamente adotada nos sistemas de telefonia celular digital na 
América do Norte através do padrão IS-54 para acesso múltiplo por divisão de tempo 
(TDMA). Explique as vantagens da utilização deste tipo de modulação. 
Resposta (pag. 136): 
Nesse sistema as flutuações das amplitudes introduzidas pelos efeitos de filtragem são 
reduzidas significativamente, quando comparadas com o QPSK convencional. 
Melhora o uso da largura de banda e possui uma faixa reduzida de flutuação das 
amplitudes. 
 
 
6. Questão 
Na avaliação do espectro de um sinal resultante de uma modulação, a largura do chamado 
lóbulo principal, e a forma como os lóbulos laterais decaem, em comparação com o lóbulo 
principal são fatores importantes para estabelecer possíveis vantagens de uma técnica de 
modulação sobre outras. Explique. 
Resposta (pag. 168 – fig.3.28): 
A largura do lóbulo principal influencia diretamente na eficiência espectral 
O decaimento dos lóbulos laterais influencia diretamente na interferência entre canais 
adjacentes. 
 
 
7. Questão 
No sistema FDMA, o espaçamento entre os canais individuais depende fortemente de um 
fator denominado interferência entre canais adjacentes (ACI). 
Parte desta dependência reside no fato de que em sistemas de comunicação, os sinais 
transmitidos são recebidos com níveis de potência bastante diferentes entre os canais, a 
faixa de níveis de sinais recebidos pode variar de 80 dB ou mais. 
Explique o fenômeno conhecido como interferência próximo-distante e explique se ele pode 
ser considerado uma possível consequência da ACI. 
Resposta (pag.164): 
Devido aos efeitos da propagação incidirem sobre os receptores situados em distâncias 
diferentes, os sinais transmitidos são recebidos com níveis de potência bastante diferentes. 
 
8. Questão 
Diferencie do ponto de vista de linearidade e capacidade de amplificação os três tipos de 
amplificadores – Classe A, B e C 
Resposta (pag. 165): 
Classe A: Boa linearidade; Ganhos baixos; ineficiente em termos de fator de amplificação; 
Classe B: Linearidade limitada; Ganho médio; Eficiência média; 
Classe C: Faixa de linearidade estreita; Ganhos elevados; 
 
 
 
 
 
 
9. Questão 
Um amplificador transmissor de potência não-linear operando próximo da região de 
saturação pode ter um efeito significativo sobre a sensibilidade do sistema, entretanto 
modulações cuja envoltória do espectro é constante não são afetadas pela não-linearidade 
do amplificador. Explique. 
Resposta (pag. 169): 
O efeito do amplificador depende de quão próximo ele esteja da região de saturação e do 
tipo de modulação utilizada. 
Modulações como o QPSK e MSK são modulações com envoltórias constantes. Como os 
efeitos não lineares dependem da variação da envoltória os espectros dessas modulações 
não são afetados por um amplificador não linear. 
Já modulações como a QPSK com modelagem de pulso raiz de co-seno elevado, que confiam 
nas variações da envoltória para dar compacidade ao espectro. 
 
 
10. Questão 
Explique o que é sensibilidade do receptor e como esse parâmetro se relaciona com a taxa 
de erro de bit. 
Resposta (pag. 176): 
A sensibilidade de um receptor reflete a capacidade de um receptor detectar corretamente 
um sinal transmitido. 
Ela é medida em termos da probabilidade média do erro de símbolo (Pe) que é obtida 
tomando a média sobre a probabilidade de erro condicional com relação às probabilidades 
anteriores de obtenção dos símbolos. Nessa situação Pe é designada como taxa de erro de 
bit. 
 
11. Questão 
A chamada "distorção de fase" é um efeito que depende da variação do nível de sinal na 
entrada do amplificador de potência. Algumas técnicas de modulação são mais resistentes 
aos efeitos da distorção de fase. 
Está correto afirmar que a modulação BPSK é bastante sensível às distorções de fase? 
Justifique sua resposta. 
Resposta (pag.170): 
Como na modulação BPSK ocorre um deslocamento de 180º entre os pontos da 
constelação, é tolerável distorção de fase relativamente grande. Diferentemente de 
esquemas mais complexos como o 64-QAM. 
 
 
12. Questão 
Compare as técnicas de modulação QPSK e OQPSK (chaveamente quadrifase defasada). 
Explique as principais semelhanças e diferenças entre as técnicas. 
Explique o funcionamento destas técnicas do ponto de vista de fases possíveis e como estas 
variações de fase são responsáveis pelas flutuações no sinal modulado. 
Resposta (pag. 135): 
Na modulação QPSK a fase da portadora salta de +90, -90 ou +180, -180 a cada dois bits de 
duração. Devido a ação de filtragem pode a amplitude da portadora pode apresentar 
flutuações e induzir o receptor a cometer erros de detecção. 
 
Na modulação OQPSK as transições de fase esperadas são confinadas a 0 e +90 -90, porém 
as mudanças de fase de +90 -90 devem ser duas vezes mais frequentes para reduzir a faixa 
de flutuações na amplitude. 
 
 
13. Questão 
Os sistemas de comunicação caracterizam-se por uma etapa onde o sinal é transmitido e 
outra etapa onde o sinal é recebido e a informação é restabelecida. 
Dentre as técnicas de Múltiplo Acesso existentes, o FDMA se destaca por ter sido uma das 
primeiras técnicas e cuja aplicação estava presente em sistemas móveis de primeira 
geração. 
Para o FDMA desenhe em blocos como deve ser a etapa de transmissão e a etapa de 
recepção 
Resposta (pag. 125): 
 
 
 
14. Questão 
Considerando a figura 3.28 determine se as alternativas a seguir são verdadeiro ou falso: 
( F ) O lóbulo principal do QPSK com modelagem de pulso raiz do co-seno elevado é o mais 
largo dentre as três estratégias de modulação contidas na figura. 
( V ) O QPSK com modelagem de pulso raiz do co-seno elevado possui lóbulos laterais 
significativos e que não podem ser desprezados.( F ) Em comparação com as outras modulações cujos espectros são apresentados na figura, 
o QPSK é claramente superior em termos de minimização da interferência entre canais 
adjacentes. (QPSK com modelagem de pulso raiz do co-seno elevado) 
 
 
15. Questão 
Desenhe e explique o funcionamento dos blocos que compõem o TDMA (transmissor e 
receptor) 
Resposta (pag. 196): 
Todos os blocos estão descritos na seção 4.1 e figura 4.1 
 
 
 
 
 
16. Questão 
O sistema TDMA pode ser considerado melhor que o sistema FDMA? Justifique sua 
resposta. Cite pelo menos uma vantagem do sistema FDMA na sua justificativa. 
Resposta (pag. 196): 
Para um mesmo nível desempenho os sistemas TDMA são mais baratos que os FDMA e 
considerando o mesmo custo, os sistemas TDMA apresentam um desempenho superior. 
 
 
17. Questão 
Explique a lei de amostragem de Nyquist. 
Resposta (pag. 199) 
Um sinal limitado em banda de energia finita que não tem componentes frequenciais 
maiores que W Hz é completamente descrito especificando os valores do sinal nos instantes 
de tempo separados por 1/2W segundos. 
Um sinal limitado em banda de energia finita que não tem componentes frequenciais 
maiores que W Hz pode ser completamente recuperado a partir do conhecimento de suas 
amostras tomadas a uma taxa de 1/2W amostras por segundo. 
 
 
18. Questão 
Explique o significado da Lei de Shannon. 
Resposta (pag. 202): 
A teoria da informação de Shannon está voltada para dois assuntos: (i) codificação eficiente 
- Teorema da codificação de fonte (pag. 202) e (ii) transmissão ao longo de um canal com 
ruído – Teorema da capacidade de informação (pag. 204). 
 
 
19. Questão 
Explique a diferença entre filtro de síntese de curto prazo e filtro de síntese de longo prazo. 
Resposta (pag. 208): 
Filtro de síntese tem seu uso para o modelamento preditivo de voz. O termo curto prazo se 
refere ao fato de que os parâmetros do filtro são calculados com base na predição da 
amostra atual do sinal de voz a partir de 8 a 16 amostras anteriores. O filtro preditor de 
longo prazo baseia-se em uma quantidade maior de amostras e tem a finalidade de modelar 
com maior exatidão o espectro de voz. 
 
 
20. Questão 
Explique porque a técnica ARQ de codificação para controle de erros não é apropriada para 
sistemas de tempo real. 
Resposta (pag. 210): 
O esquema de solicitação automática – ARQ, usa somente redundância para a finalidade de 
detecção de erro. Com a detecção de um erro na palavra de código transmitida, o receptor 
solicita uma repetição da transmissão da palavra em questão, necessitando assim usar um 
percurso de retorno (ou seja, um canal de realimentação). 
 
Como a necessidade de retransmitir uma palavra de código introduz uma latência na 
operação do sistema o uso do ARQ se torna inadequado para a comunicação wireless que 
demanda transmissão de informação em tempo real. 
 
 
21. Questão 
Explique como funciona e onde se aplica os códigos de correção direta de erros - FEC. 
Resposta (pag. 210): 
Códigos de correção direta de erros (FEC) fazem uso controlado da redundância na palavra 
de código transmitida para a detecção e correção de erros que ocorrem durante a 
transmissão em um canal com ruído. 
 
22. Questão 
Explique como funciona e onde se aplica o código cíclico de verificação de erros. 
Resposta (pag. 211 – 4.6.1): 
O CRC é um exemplo de código de bloco linear que tem a propriedade em que qualquer 
deslocamento cíclico de uma palavra de código do código também é uma palavra de código. 
 
 
23. Questão 
O que são códigos convolucionais. 
Resposta (pag. 212 4.7): 
Codificadores que consistem de M estágios de registradores de deslocamentos com 
conexões predeterminadas para n somadores módulo 2 e um multiplexador que serializa a 
saída dos somadores. Uma sequência de L bits de uma mensagem produz uma sequência de 
código de comprimento n(L+M) bits 
 
 
24. Questão 
Explique para que serve a intercalação e como funcionam as três técnicas mais comuns de 
intercalação. 
Resposta (pag. 227 4.10.1 / 4.10.2 / 4.10.3 
Intercalação de bloco: Funciona como um buffer de memória; 
Intercalação de blocos: A sequência dos bits é arranjada em blocos de L bits. Para cada 
bloco, os bits codificados são deslocados sequencialmente para dentro e para fora do banco 
de N registradores por meio de dois comutadores de entrada sincronizados. 
Intercalador aleatório: Um bloco de N bits de entrada é escrito no intercalador na ordem 
em que os bits são recebidos, porém eles são lidos de forma aleatória. 
 
 
25. Questão 
O que são os codebooks utilizados nos codificadores LPC, para que servem? 
Resposta (pag. 209): 
Um codebook é um conjunto de vetores estocásticos que são utilizados como fonte de 
excitação para o filtro de síntese. 
 
 
 
26. Questão 
Explique o que são: Peso de Hamming e Distância de Hamming 
Resposta (pag. 218): 
Peso de Hamming: é o número de elementos não-nulos no vetor do código; 
Distância de Hamming: Medida entre um par de vetores é o número de posições onde os 
seus elementos respectivos são diferentes. 
 
27. Questão 
Explique o funcionamento do codificador turbo. 
Resposta (pag. 233 4.12):