Comunicação Digital - Seção 1 - Conceitos (1)

“Comunicação Digital”

Prof. Ricardo Hideo Kuwano

Seção 1 – Conceitos

Objetivos:

O aluno deverá conhecer os conceitos de Modulação e itens envolvidos

Comunicação Digital

Conceitos1) Onda Portadora

Para facilitar a transmissão do sinal através dos meios físicos e assim adequar as frequências aos sistemas de comunicação, se utiliza a chamada onda portadora, em cima da qual viaja o sinal a ser transmitido. A onda portadora é um sinal senoidal caraterizado por três variáveis: Amplitude, Frequência e Fase. Por definição este sinal existe ao longo de todo o tempo, ou seja com "t" variando de menos infinito a mais infinito.


Exemplo

Comunicação DigitalA equação de uma onda portadora é dada por:

F = A.sen.(Wt + θ)

Onde:

•F: é a frequencia instantânea da onda para o instante t. •A: é a amplitude máxima da onda. •W: é a frequência angular da portadora W = 2.π.f (onde f é a frequência da onda em Hertz). •θ é a fase da onda portadora.

As três características observadas podem ser variadas em função do sinal modulante e do tipo de modulação que está sendo utilizado


2) Sinal Modulante

O sinal modulante é o próprio sinal que se deseja

transmitir, mas, que devido a suas caraterísticas de

baixa frequência, deve ser superposto a uma onda

portadora de frequência mais alta de tal forma que

possa se propagar através dos meios físicos de

transmissão.


Exemplo de Sinal Modulante (neste caso digital)


3) Modulação Digital

Também denominada modulação discreta ou codificada. Utilizada em casos em que se está interessado em transmitir uma forma de onda ou mensagem, que faz parte de um conjunto finito de valores discretos representando um código. No caso da comunicação binária, as mensagens são transmitidas por dois símbolos apenas. Um dos símbolos representado por um pulso S(t) correspondendo ao valor binário "1" e o outro pela ausência do pulso (nenhum sinal) representando o dígito binário "0".


A diferença fundamental entre os sistemas de comunicação de dados digitais e analógicos (dados contínuos) é bastante óbvia. No caso dos dados digitais, envolve a transmissão e detecção de uma dentre um número finito de formas de onda conhecidas (no presente caso a presença ou ausência de um pulso), enquanto que, nos sistemas contínuos há um número infinitamente grande de mensagens cujas formas de onda correspondentes não são todas conhecidas.


Nos sistemas digitais o problema da detecção (demodulação) é um problema um pouco mais simples que nos sistemas contínuos. Durante a transmissão, as formas de onda da onda portadora modulada são alteradas pelo ruído do canal. Quando este sinal é recebido no receptor, devemos decidir qual das duas formas de onda possíveis conhecidas foi transmitida. Uma vez tomada à decisão a forma de onda original é recuperada sem nenhum ruído.


Ruído

Ruído são sinais elétricos aleatórios e imprevisíveis provenientes de causas naturais tanto externas como internas ao sistema. Quando estes sinais são adicionados a um sinal que contém informação, esta pode ser parcialmente mascarada ou totalmente eliminada. O ruído é difícil de ser completamente eliminado, constituindo um dos problemas básicos da comunicação elétrica.


Do mesmo modo que há diversas técnicas de

modulação para sinais analógicos, as

informações digitais também podem ser

colocadas sobre uma portadora de diferentes

modos.



Demodulação

É o processo que nos permite reverter o

processo da modulação. Também chamado de

detecção, envolve dispositivos eletrônicos,

chamados modems, encarregados de detectar a

onda portadora modulada e extrair dela o sinal

modulante.


No processo da demodulação para sinais digitais,

a forma de onda não é importante, pois ela já é

conhecida. O problema se resume em determinar

se o pulso está presente ou ausente, portanto, o

ruído do canal não tem influência nesse sentido.


Entretanto o ruído do canal poderá causar certos

erros nas decisões. A decisão na detecção pode

ser facilitada com a passagem do sinal através de

filtros que reforçam o sinal útil e suprimem o ruído

ao mesmo tempo. Isso permite melhorar muito a

relação sinal/ruído reduzindo a possibilidade de

erro.


O que é a “Modulação”?

São processos efetivados no transmissor, visando uma transmissão eficiente e confiável.

Também tem o significado de:

Tratamento dado ao sinal que se quer transmitir para melhor adequá-lo ao canal desejado ou disponível.

Comunicação DigitalClassificação de Modulação

A) de acordo com a portadora:1)CW –Continuous wave

Modulação cw (a) em amplitude: AM; (b) em freqüência: FM


2) Pulsos

Modulação de pulsos (a) amplitude (PAM); (b) duração (PWM)


B) de acordo com o sinal modulador:

1) Sinal modulador analógico ou contínuo2) Sinal modulador pulsado, modulação PSK,

FSK ou ASK

Obs: diversos tipos de modulação podem ser utilizados em combinação. Ex.: sinal de TV.


Por que Modular?

Reduzir problemas de Hardware;

Para reduzir efeitos de interferência e ruído;

Para alocação de freqüências;

Para alocação de amplitudes;

Para multiplexagem em freqüência.


Amplitude Shift Keying

Frequence Shift Keying

Phase Shift Keying

Modulação e Demodulação

Outro tipo de transformação do sinal, de digital para analógico.


Multiplexação e Demultiplexação

Combinação de vários sinais de banda estreita e transmiti-lo como sendo um único sinal.


Multiplexação de Sinais

Mesmo com a digitalização do sinal analógico,

ainda é preciso maximizar a transmissão do

mesmo de um ponto a outro e essa maximização é

feita através de uma técnica chamada de

multiplexação, que nada mais é do que, a

transmissão simultânea de dois ou mais

elementos, sinais, de informação utilizando o

mesmo meio de transmissão.


Sempre que a largura de banda de um meio físico

for maior ou igual à largura de banda de um

determinado sinal, este meio poderá ser utilizado

para transmitir este sinal. Na prática, a banda

passante necessária para um sinal é em geral bem

menor do que a banda passante dos meios físicos

disponíveis.


Portanto, dentro deste fundamento de aproveitar a

banda passante extra para a transmissão

simultânea de outros sinais se baseia o conceito

de multiplexação, que nada mais é do que a

técnica que permite a transmissão de mais de um

sinal em um mesmo meio físico


Sinal multiplexado


Tipos de Multiplexação

TDMA

Multiplexação por Divisão de Tempo utiliza-se do conceito de alocação de “espaços de tempo”, chamados time-slots, para os sinais previamente amostrados. (Time Division Multiple Access)


FDMA Multiplexação por Divisão de Freqüência se assemelha ao TDMA, o FDMA é uma tecnologia que transmite múltiplos sinais simultaneamente sobre um único caminho de transmissão. Porém, esta técnica funciona através de modulação, que permitem o deslocamento de um sinal no espectro de freqüência. (Frequence Division Multiple Access)


CDMA

O TDMA representou um passo importante para a telefonia celular, mas encontrou limitações ao longo do tempo, especialmente no que se refere ao aumento da quantidade de usuários, apesar de redes baseadas na tecnologia contarem com maior capacidade que os sistemas analógicos. Assim, alternativas tiveram que ser encontradas, sendo uma delas a tecnologia CDMA, sigla para Code Division Multiple Access (algo como "Acesso Múltiplo por Divisão de Código").


ED 1

Até 5 pessoasPrazo de entrega até 13/02/2015

Tema: Multiplexação/Demultiplexação relacionado a frequencias

- Possuir bibliografia

FIM

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