Fundamentos de Telecomunicações I

1 PROBLEMA DA COMUNICAÇÃO
1.1 Conteúdo informativo de sinais e símbolos. Carácter aleatório das mensagens.
1.2 Comunicação corno transferência de informação do emissor para o destinatário.
1.3 Apresentação de situações e de sistemas reais de comunicação.
1.4 Modelo genérico de um sistema de comunicação.

CAPÍTULO I

2 REPRESENTAÇÃO DE SINAIS. PERSPECTIVA GEOMÉTRICA
2.1 Sinais como vectores. Espaço de sinais.
2.2 Produto escalar. Norma. Ortogonalidade.
2.3 Desigualdade de Schwartz. Desigualdade triangular.
2.4 Produto escalar como medida de semelhança entre sinais.
2.5 Bases ortonormadas. Método de ortogonalização de Gram-Schmidt.
2.6 Síntese de formas de onda.
2.7 Sistemas lineares. Sobreposição. Relações entrada/saída.

Leitura do CAPÍTULO II (especialmente toda a secção 3.5.) na óptica do apêndice C,
Pág. 635-640.

3. VARIÁVEIS ALEATÓRIAS E PROCESSOS ESTOCÁSTICOS
3.1 Variáveis aleatórias
3.1.1 Espaço de probabilidades. Axiomas. Acontecimentos conjuntos e independência estatística.
3.1.2 Variáveis aleatórias. Funções distribuição e densidade de probabilidade. Distribuições condicionadas. Teorema de Bayes.
3.1.3 Funções de variável aleatória. Médias, Momentos. Função característica.
3.1.4 Variáveis aleatórias múltiplas (vectores aleatórios). Punções distribuição e densidade de probabilidade conjuntas. Função característica. Variáveis aleatórias estatisticamente independentes.
3.1.5 Soma de variáveis aleatórias independentes. Teorema do limite central.
Distribuição de Gauss.
(Revisão baseada no CAPÍTULO IV. )
3.2 Processos estocásticos. (O trabalho de laboratório nº 2 consiste no estudo experimental de alguns assuntos aqui apresentados.)
3.2.1 Modelo probabilistico.
3.2.2 Caracterização estatística completa.
3.2.3 Caracterização estatística de segunda ordem. Média, autocorrelação e autocovariância.
3.2.4 Correlação cruzada. Processos ortogonais, não correlacionados e independentes.
Processos estacionários. Densidade espectral de potência. Processos ergódicos.
Sistemas com entrada estocástica. Sistemas estáticos (sem memória): quadrador, rectificador, comparador. Sistemas dinâmicos lineares: propagação da média e da autocorrelação.
3.2.7 Ruído branco Gaussiano.
3.2.8 Processos especiais das telecomunicações.
(Praticamente todo o CAPÍTULO V, excluindo a secção 5.4, que será estudada posteriormente.)

4 MODULAÇÃO E DESMODULAÇÃO DE AMPLITUDE
(Assunto estudado no trabalho de laboratório n°. 3.)
4.1 Modulação
4.1.1 Conceitos e métodos de modulação linear.
4.1.2 Portadora sinusoidal. Condições de estacionariedade. Translacção espectral. Duplicação de banda.
4.1.3 Aplicação à multiplexagem na frequência, ao receptor e ao analisador espectral heterodínicos.
4.2 Desmodulação
4.2.1 Desmodulação de amplitude com translacção espectral em sentido inverso, seguida de filtragem passa baixo.
4.2.2 Necessidade de acesso local à portadora (desmodulação síncrona) ou a efeito equivalente (modulação de amplitude convencional e- desmodulação de envolvente.

-------------------------------------
CAPÍTULO VI
Introdução (pág. 193).
6.2 Double-Sideband Amplitude Modulation (pág. 201-208)
6.5 Frequency conversion and demodulation (excluindo SSB) (Pág. 220-225)
CAPÍTULO VIII
Frequency division multiplexity (pág. 279).
Relembrar:
CAPÍTULO
Example 5.1-1 (randomly phased. sinusoid) (pág. 156-157)
Superposition and modulation (pág. 166-168 )
-------------------------------------

5. PROCESSOS PASSA-BANDA
(Este tema é objecto do trabalho de laboratório na. 5.)
5 . 1 Representação de Rice. Decomposição de um processo estacionário em termos das componentes em fase e em quadratura.
5.2 Obtenção das componentes em fase e em quadratura. Representação no tempo e no plano. Distribuição conjuntamente gaussiana descentrada. Envolvente: distribuição de Rayleigh. Fase: uniforme.
5.3 Portadora sinusoidal com ruído aditivo gaussiano passa banda. Representação no tempo e no plano. Distribuição conjuntamente gaussiana descentrada. Envolvente: distribuição de Rice.

-------------------------------------
CAPíTULO IX
9.2 Bandpass noise. 0 ponto "correlation functions" (pág. 314-317) tem caracter facultativo.
CAPÍTULO XII
"Envelope of a Sinusoid plus Bandpass Noise" (pág. 533-534).
Recordar o trabalho de laboratório n° 2.
-------------------------------------

6 MODULAÇÃO E DESMODULAÇÃO DE ÂNGULO
6.1 Considerações gerais sobre modulação e desmodulação de ângulo. Aplicações.
6.2 Modulação e desmodulação de frequência.
6.2.1 Caracterização espectral. Aproximação quase estacionária. Banda larga. Definição de largura de banda.
6.2.2 Desmodulação. Desmodulador convencional. Circuito de seguimento de fase (PLL) como desmodulador de frequência.

-------------------------------------
CAPíTULO VII
Introdução.
7.1 Phase and frequency modulation (pág. 231-236, excluindo, portanto, tone e
multitone mulation)
7.2 ideband FM-example 7.2-2 (pág. 247-245)
7.2 Nonlinear distortion and limiters (pág. 250-252)
7.3 Frequency detection (pág. 259-260: frequency detector with limits and FMto-AM conversion)
8.3 Phase Lock Loops (pág. 286-289)
Linearized models and FM detection (pág. 293-294)
-------------------------------------

7 RUÍDO NOS SISTEMAS DE DESMODULAÇAO ANALÓGICA.
7.1 Simulação de amplitude
7.1.1 Desmodulação síncrona. Relação sinal/ruído.
7.1.2 Desmodulação de envolvente. Fenômenos de limiar. Mutilação da linguagem.
7.2 Desmodulação de frequência
7.2.1 Relação sinal/ruído versus largura de banda. Fenómeno de limiar. Picos de frequência (clicks), saltos de fase.
7.2.2 Melhoramento da relação sinal/ruído: ênfase e de-ênfase.
7.3 Modulação e desmodulação
7.4 Avaliação conjunta dos vários sistemas de modulação e desmodulação analógica.
Curvas e tabelas de comparação.
-------------------------------------
CAPíTULO IX
9.1 Systems models and parameters (pág. (311-314))
9.3 Linear modulation with noise (pág. 319-325, excluindo as considerações
sobre SSB e VSB)
9.4 Exponential modulation with noise (pág. 328-337)
9.5 Comparision of CN modulation systems (pág. 338-341)
-------------------------------------

8 COMUNICAÇÃO DIGITAL EM BANDA DE BASE
(Este assunto é objecto do trabalho de laboratório nº 6)
8.1 Largura de banda infinita. Ruído Gaussiano aditivo.
8.1.1 Maximização da relação sinal/ruído.
8.1.2 Puído branco gaussiano. Impulsos rectangulares. Integrador com restituição a zero como realização prática do filtro adaptado.
8.1.3 Probabilidade de erro. Sincronização perfeita. Degradação provocada por desajuste da sincronização.
8.1.4 Minimização da probabilidade de erro. Ajuste do limiar de detecção.
-------------------------------------
CAPÍTULO V
Pulse detection and matched filters (pág. 185-187)
CAPíTULO XI
11.2 Noise and errors (pág. 391-4(30)
-------------------------------------

9. MODULAÇÃO POR CQDIFICAÇÃO DE IMPULSOS
(Tema tratado no trabalho de laboratório n.º 7)
9.1 Teorema da amostragem. Representação de um sinal de banda limitada em
termos de um conjunto de funções ortonormadas.
9.1.1. Amostragem com retenção (sampling and holding) de ordem zero.
9.2 Quantização. Ruído associado.
9.2.1 Codificação. Canal com ruído. Probabilidade de erro. Relação sinal/ruído. Curvas características do PCM.
9.2.2 Vantagens e aplicações do PCM. Comparação cora os sistemas de modulação analógica.

Das técnicas de modulação de impulsos, só o PCM se distingue conceptualmente das modulações anteriormente consideradas. É essa a razão porque ela é aqui estudada com algum detalhe o qual é também motivado pela vasta gama de aplicações que o PCM actualmente encontra. Para que os alunos melhor se apercebam dos importantes aspectos conceptuais do PCM, é-lhes fornecido o artigo de Olivier, P. M., J. R. Pierce and C. E. Shannon, "The Philosophy of PCM", Proc. 11E, Vol. 36, pp. 1324-1332, November 1938.