Aula 02-Sistema Digital

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AULA 02: SISTEMA DIGITAL
Comunicações digitais
COMUNICAÇÕES DIGITAIS
Aula 02: Sistema digital
AULA 02: SISTEMA DIGITAL
Comunicações digitais
Temas/objetivos desta aula
1. Reconhecer o Sistema Elementar de 
Telecomunicações; 
2. Identificar as funções e os processos do Sistema de 
Telecomunicações;
3. Compreender os processos de um sistema digital de 
telecomunicações;
4. Analisar o impacto no desempenho geral do sistema 
dos diversos processos e perturbações em um sistema 
digital de telecomunicações;
5. Analisar o balanço entre os processos e o 
desempenho geral do sistema digital,
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Comunicações digitais
Hierarquia PCM / TDM / PDH
Comunicações Digitais
1ª 
ordem
64kbps
1
2
32
E1
2,048Mbps
4
3ª
ordem
E2
8,448Mbps
E3
34,368Mbps
2ª 
ordem
4
4ª
ordem
4
E4
139,264Mbps
TDM
PDH
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Hierarquia SDH / SONET / STM
STM – 1 155,520 Mbps
STM – 4 622,080 Mbps
STM – 16 2.488,320 Mbps
STM – 64 9.953,280 Mbps
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Comunicações digitais
Por que 125 s?
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A rede de transporte SDH / SONET é utilizada como suporte de transmissão para técnicas de transporte 
de dados fim a fim:
• MPLS – Multi Protocol Label Switching
• ATM – Asynchronous Transfer Mode
• Frame Relay
• TCP / IP
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O sistema elementar de telecomunicações
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Comunicações digitais
O sistema de telecomunicações digital
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• Codificação de Linha: Formatação;
• Codificação da Fonte: Compressão Digital;
• Codificação do Canal: Detecção e Correção de Erro;
• Modulação;
• Multiplexação;
• Acesso Múltiplo;
• Espalhamento Espectral.
Processamento digital
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• Em sistemas de comunicações digitais, a mensagem, 
ou o sinal modulante, é representada por uma 
sequência de símbolos ou pulsos ao longo do tempo.
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• Cada símbolo é representado por até “M” estados distintos e finitos;
• Cada símbolo representa (ou transporta) “n” bits de informação, 
onde:
n (bits) = log2( M (símbolos) ) <=> 2
n = M
• Exemplo: 
Se M = 8 => n = log2(8) = 3 bits / símbolo.
Se M = 16 => n = log2(16) = 4 bits / símbolo.
Bits e Símbolos
Comunicações Digitais
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Jorge K. Bechara - 12
• ( BitRate ou rbps ) = (BaudRate ou rsps) * (nº de bits por símbolo)
símbolo
símbolo
símbolo
símbolo
rbps = rsps log2(M)
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Velocidade de modulação versus taxa de sinalização
rsps = rbps / log2(M)
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A largura de banda do sinal transmitido é função de:
• Taxa de dados;
• Taxa do Código da fonte;
• Taxa do Código de canal;
• Técnica de modulação;
• Espalhamento espectral;
• Fator de roll off do filtro.
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Largura de banda
𝐵𝑊𝐻𝑧 = 𝑟𝑏𝑝𝑠 ×
1
𝜂
×
1
𝐹𝐸𝐶
×
𝐺𝑝
𝐾
× 1 + 𝜌
rbps: taxa de dados, bps;
: eficiência espectral de modulação, bps/Hz
FEC: taxa do código do canal
Gp: ganho de processamento
K: taxa de compressão
: fator de roll off
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Eficiência espectral de modulação
• Sistemas MPSK e QAM
( )MQAMMPSK 2, log=
M: número de pontos da constelação
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Eficiência espectral de modulação
• Sistemas FSK
( )
M
M
FSK
2log=
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Eficiência espectral de modulação
Modulação Eficiência Espectral Teórica Máxima
BPSK Dado da realidade (sociedade)
QPSK Elemento de natureza moral (justiça)
8PSK Elemento regulador (lei)
16QAM 4 bps/Hz
64QAM 6 bps/Hz
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Velocidade de modulação versus taxa de sinalização
rsps = rbps / log2(M)
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O delicado equilíbrio entre BER, S/N, FEC, Gp, BW e Modulação.
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BER
Eb/N0
Rb
BW
S/NFEC
Modulação Gp
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Velocidade de modulação versus taxa de sinalização
Velocidade de modulação versus taxa de sinalização
Na modulação 64 QAM, a taxa de símbolos é 6 vezes menor
do que a taxa de bits.
rsps = rbps / log2(M) = rbps / log2 (64) = rbps / 6
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Exercício 1
Um sistema opera com uma taxa de dados de entrada de 3 Mbps. A taxa de código é ½, a palavra do código de 
espalhamento é constituída por 8 bits e a modulação usada é 8PSK. Determine:
• A taxa em símbolos por segundo se usada apenas uma portadora;
• A largura de banda mínima de transmissão (filtro ideal);
• A eficiência de modulação de transmissão.
a) rsps = 3 × 106 × 2 × 8 / 3 = 16 Msps.
b) 16 MHz .
c) 3 × 106 / (16 × 106) = 0,1875 bps/Hz.
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Exercício 2
Um sistema opera em OFDM48 com uma taxa de dados de entrada de 3 Mbps. A taxa de código é ½, a palavra do 
código de espalhamento é constituída por 8 bits e a modulação usada é 8PSK. Determine a taxa de símbolos por 
portadora e a duração do símbolo.
a) rsps = 3 × 10
6× 2 × 8 / (3 × 48) = = 333,33 ksps por portadora.
b) cada símbolo com duração igual a 1 / (333,33 × 103) = 3 μs.
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Exercício 3
Um sistema opera na taxa de 34 Mbps, com modulação 8PSK e FEC igual a ½. O fator de roll off do filtro é igual a 
25%. Determine a largura de banda de RF (transmissão) e a eficiência espectral de modulação.
a) 
b)
6
2
1 1
34 10 (1 0,25) 28,333
1 / 2 log (8)
BW MHz=     + =
Hzbps /2,1
10333,28
1034
6
6
=


=
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Exercício 4
Um rádio digital opera em uma taxa de 45 Mbps, por canal, usando modulação 8 - PSK. Os pulsos de dados foram 
conformados pela RRC (raiz quadrada do cosseno levantado) com excesso de banda α = 1,6. Uma banda de guarda 
de 1,0 MHz entre os canais adjacentes é utilizada. Determine o espaçamento mínimo entre as portadoras de dois 
canais adjacentes.
BWRF = 45 × 10
6× 1,6 / 3= 24 MHz
Espaçamento = (24 × 106 / 2) + 1,0 × 106 = 25 MHz
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VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS?
Capacidade Máxima Teórica do 
Canal: Teorema de Hartley –
Shannon;
Canal limitado em banda;
Relação sinal ruído.
AVANCE PARA FINALIZAR 
A APRESENTAÇÃO.