Aula Processo de Modulação Digital com exemplo

Aula 03 pt2 – Sistemas de Comunicações
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Fundamentosevisãogeral
Prof. EduardodeOlivindoCavalcante
Eduardo.olivindo@ifce.edu.br
Instituto Federal de Educação. Ciência e Tecnologia do Ceará
CAMPUS TAUÁ
Telemática

Processo de Transmissão
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A mensagem deve ser modificada para uma
forma apropriada a transmissão atravez do
canal

Processo de Modulação
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◦Modulação – Modificação
◦Modificação de uma onda portadora de acordo
com a mensagem.
◦Modulação de onda contínua
◦Portadora senoidal contínua
◦ Modulação de pulso
◦Portadora sequência periódica de pulsos
retangulares

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◦Modulação de onda contínua
◦Portadora
𝑦 𝑡 = 𝐴𝑡sin⁡
(2𝜋𝑓𝑡 + 𝜑)
◦Modificações possíveis
◦Amplitude 𝐴𝑡
◦Frequência 𝑓
◦Fase 𝜑
◦Modulação em Amplitude (AM)
◦Modulação em Frequência (FM)
◦Modulação em Fase (PM)

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◦Modulação de pulso
◦Modulação de pulso Analógica
◦Modulação em Amplitude de Pulso
(PAM)
◦Modulação em Duração de Pulso (PDM)
◦Modulação em Posição de Pulso (PPM)

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De Analógico para Digital
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◦ Modulação de pulso digital
◦ Modulação por Codificação de Pulsos (PCM)
◦ Parecida com a PAM
◦ Cada pulso é quantizado para um valor de
amplitude discreto.
◦ Cada valor é codificado em uma sequência
correspondente binária.

De Analógico para Digital
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CAMPUS TAUÁ
◦ Modulação de pulso digital

Multiplexação
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◦Resulta da modulação
◦Diversos sinais transmitidos no mesmo canal
◦Multiplexação por divisão de frequência (FDM)
◦A modulação translada o sinal para o intervalo
de frequência específico da portadora.
◦Multiplexação por divisão de tempo (TDM)
◦Cada transmissão em um tempo específico

Multiplexação
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◦Multiplexação por divisão de comprimento de
onda (WDM)
◦FDM para fibras ópticas.
◦Multiplexação por divisão de código (CDM)
◦Cada mensagem é identificada por um
código

Digital x Analógico
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CAMPUS TAUÁ
Qual a diferença entre um sistema Analógico
e um Digital?

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CAMPUS TAUÁ
◦ Sistema de Comunicação Digital

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◦ Sistema de Comunicação Digital:
◦ Codificador de Fonte: Elimina informações
redundantes da mensagem.
◦ Codificador de Canal: Adiciona redundância
controlada a mensagem. Adiciona Robustez.
◦ Modulador : Gera uma forma de onda apropriada
ao canal.
◦ Projeto complexo em termos conceituais, mas fácil de
contruir.
◦ Robusto.
◦ Tolerante a erros físicos.

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◦ Sistema de Comunicação Analógico:
◦ Simples em termos conceituais.
◦ Não há necessidade dos codificadores de fonte e
canal.
◦ Difícil de construir
◦ Não linearidades
◦ Susceptibilidade a erros.
◦ Importância:
◦ Entender sistemas atuais: TV, rádio.
◦ Base para comunicações digitais
◦ Baixa potência consumida:
◦ Baixo custo (Beamforming Híbrido)

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◦ Como caracterizar o desempenho?
◦ Comunicações Analógicas
◦ SNR
◦ Fidelidade ao sinal original
◦ Comunicações Digitais
◦ Taxa de Probabilidade de Erro
◦ Imperfeições do canal

Teorema de Shannon
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Capacidade de informação
◦Taxa de erro de bits (BER)
◦Menor a BER melhor o sistema.
◦É possível BER zero???

Teorema de Shannon
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CAMPUS TAUÁ
◦Taxa de erro de bits (BER)
◦Menor a BER melhor o sistema.
◦É possível BER zero???
◦Em um sistema ideal SIM!!!

Teorema de Shannon
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◦Teorema da capacidade de informação
𝐶 = 𝐵 log2(1 + 𝑆𝑁𝑅) ⁡𝑏/𝑠⁡
◦C – taxa máxima sem erros
◦B – banda de transmissão
◦SNR – relação sinal-ruído

Teorema de Shannon
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CAMPUS TAUÁ
◦ Teorema da da capacidade de informação
◦ Uma mensagem pode ser transmitida sem erro em
um sistema ruidoso, desde que a taxa de
transmissão R em b/s seja menor do que a
capacidade C.
◦ C é um limite superior de capacidade.
◦ Quando se projeta um sistema a eficiencia é descrita
como
ɳ =
𝑅
𝐶

Teorema de Shannon
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CAMPUS TAUÁ

Um problema de Com. Digital
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CAMPUS TAUÁ

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◦ Temos Dados binários que desejamos transmitir 𝑚 𝑡
◦ 1 → +1 / 0 → -1
◦ Desejamos modular com a portadora senoidal
𝑦 𝑡 = 𝐴𝑐 cos 2𝜋𝑓
𝑐𝑡
◦ Utilizando a modulação de fase (PSK)
𝑠 𝑡 =
𝐴𝑐 cos 2𝜋𝑓
𝑐𝑡 ⁡⁡⁡⁡⁡⁡𝑝𝑎𝑟𝑎⁡𝑜⁡𝑠í𝑚𝑏𝑜𝑙𝑜⁡1
− Accos 2𝜋𝑓
𝑐𝑡 ⁡⁡⁡⁡𝑝𝑎𝑟𝑎⁡𝑜⁡𝑠í𝑚𝑏𝑜𝑙𝑜⁡0

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◦Ao passar pelo canal a mensagem sofre com o
ruído aditivo
◦O sinal recebido será:
◦No receptor o sinal é demodulador no
correlator
𝑥 𝑡 = 𝑠 𝑡 + 𝑤(𝑡)
𝑦𝑇 =⁡ 𝑥 𝑡 cos 2𝜋𝑓
𝑐𝑡
𝑇
0
⁡𝑑𝑡

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◦Após a demodulação:
◦Decisão:
◦ Se 𝑦𝑇>0 → símbolo +1
◦ Se 𝑦𝑇 <0 → símbolo 0
𝑦𝑇 =
+
𝐴𝑐
2
+ ⱳ𝑇⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡𝑝𝑎𝑟𝑎⁡𝑜⁡𝑠í𝑚𝑏𝑜𝑙𝑜⁡1
−
𝐴𝑐
2
+ ⱳ𝑇⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡𝑝𝑎𝑟𝑎⁡𝑜⁡𝑠í𝑚𝑏𝑜𝑙𝑜⁡0

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◦ Questões.....
◦ Como funciona a modulação?
◦ Por que o receptor (demodulador) tem esta forma?
◦ Qual o efeito do ruído na comunicação?
◦ O ruido pode levar a erros na decisão?
◦ Como quantificar e minimizar este impacto?

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