Programa leccionado por semanas:

1ª Semana

• Apresentação da disciplina. Programa e método de avaliação.
• Revisão de conceitos essenciais :
• Espectro de sinais (exemplos para sinusóide, pulso rectangular e trem de pulsos rectangulares com duty-cycle variável).
• Unidades lineares e logarítmicas (Néper, dB, dBm, dBW, dBV, etc.).
• Introdução :
• Apresentação do Espectro Electromagnético. Importância nas aplicações e nos objectivos de um Engenheiro de Telecomunicações.
• Meios de transmissão guiados e não guiados.
• Canais de comunicação. Perturbações nos canais de comunicação: ruído (AWGN e outros), atenuação, distorção, etc.
• Capacidade de um canal: teorema de Shannon.

2ª Semana 

• Necessidade de usar modulação. Apresentação de uma tabela genérica com vários métodos de enviar sinais em banda base por portadora contínua. Métodos de modulação analógica e de modulação digital. 
• Modulação analógica:
• Objectivos da modulação. Conceitos de modulante e de portadora.
• Modulações lineares. Modulação de amplitude. Dedução das expressões do sinal modulado nos domínios do tempo e da frequência. Propriedades.
• Variantes da modulação de amplitude : DSB (ou BLD), SSB (ou BLU) e VSB (ou BLV).
• Resolução de problemas: Determinação das formas de onda no tempo para vários índices de modulação e determinação de espectros.
• Determinação da potência do sinal modulado e eficiência de potência para AM e DSB.
• Desmodulação de DSB e SSB síncrona. Receptores coerentes e respectivos circuitos.
• Determinação do efeito do erro de fase nas modulações DBS e SSB. Exemplo.
• Desmodulação de AM por detecção de envolvente. Apresentação e explicação do funcionamento do circuito.

3ª Semana   

• Estudo das modulações lineares na presença de ruído AWGN.
• Medidas de desempenho para sistemas analógicos e digitais. Unidades utilizadas. Exemplos de aplicação .
• Estudo e dedução da relação sinal-ruído para DSB. 
• Representação de um sinal passa-banda em termos das suas componentes em fase e em quadratura. Aplicação ao ruído passa-banda e respectiva dedução.
• Dedução das relações sinal ruído (S/N) para AM com desmodulação síncrona e com detecção de envolvente. 

4ª Semana

• Revisão dos conceitos estudados na semana anterior. Apresentação de algumas expressões gerais para as relações sinal ruído em modulações lineares e respectiva comparação.
• Introdução às modulações exponenciais.
• Definição e estudo das expressões para modulações PM e FM.
• Apresentação de circuitos para modular e desmodular PM e FM.
• Aplicação das modulações exponenciais em sistemas de telecomunicações:
• Sistemas de multiplexagem por divisão na frequência FDM.
• Vantagens das modulações exponenciais.
• Estudo das relações sinal-ruído para FM e FDM.
• Largura de banda em FM e Regra de Carlson.
• Pré-ênfase e de-ênfase.
• Limiar teórico de sensibilidade. Exemplo com problema para feixes hertzianos.

5ª Semana

• Estudo dos receptores de rádio:
• Estrutura geral de um receptor.
• Receptores super-heterodinos. Exemplos para as modulações estudadas.
• Receptores para FM estéreo.
• Revisão/resumo sobre os principais conceitos estudados sobre modulações lineares e exponenciais com portadora contínua. Apresentação de quadro e gráfico comparativos (secção 10.4 do Carlson).

6ª Semana

• Comunicação por modulação por impulsos.
• Modulação de impulsos analógica: PAM, PWM e PPM.
• Teorema da amostragem. Ritmo de Nyquist. Aliasing.
• Representação matemática de um sinal digital PAM e respectiva recuperação. Apresentação dos sinais nos domínios do tempo e da frequência.
• Vantagens e aplicações: multiplexagem por divisão no tempo TDM.

 7ª Semana

• Introdução à transmissão digital: codificação de linha (transmissão em banda base) e modulação digital (transmissão passa-banda).
• Revisão dos conceitos de informação, dados, comunicação e telecomunicações. Dados analógicos e digitais. Exemplos.
• Amplitude, frequência e período de um pulso. Pulsos M-ários. Frequência de símbolo e taxa de transmissão binária. Unidades. Exemplo de aplicação.
• Apresentação do diagrama completo de um sistema de transmissão digital em banda base.
• Códigos de linha: tipos, objectivos e propriedades desejáveis. Apresentação de exemplos para os códigos RZ, NRZ, AMI e Manchester.
• Densidade espectral de potência de um sinal binário síncrono (ou espectro de potência de um sinal PAM). Exemplos de aplicação para os códigos unipolar NRZ e AMI. Expressão geral. 
• Principais causas das limitações à transmissão: perdas, atraso, ruído, limitação de largura de banda, distorção e interferência inter-simbólica (Intersimbol interference - ISI).
• Ruído e erros em transmissão digital. Dedução da expressão para  a probabilidade de erro de um código polar. Exemplo para os códigos estudados. Utilização de gráficos e expressões com as funções Q(x) e Erfc(x).
• Apresentação e explicação do funcionamento de um regenerador. Comparação com os repetidores analógicos. Probabilidade de erro numa cadeia com R secções ou (R-1) regeneradores e comparação com o equivalente analógico e respectivas expressões.

 8ª Semana

• Definição de largura de banda de ruído para sistemas em banda base e sistemas modulados. Expressões gerais para sistemas M-ários. Exercício de aplicação.
• Interferência inter-simbólica e primeiro critério de Nyquist.
• Padrão de olho como aferidor da qualidade de um sistema. Definição dos vários parâmetros constituintes e sua influência. Relação com a probabilidade de erro. Apresentação de exemplos para sistemas com e sem filtros de Nyquist para vários valores do factor de excesso de banda (roll-off factor).
• Definição de filtro adaptado. Exemplo de aplicação com circuito prático.
• Energia de bit E_b e relação E_b/N₀. Aplicação a códigos polares e unipolares. Dedução da sua relação com a relação sinal-ruído C/N.
• Igualadores (no domínio da  frequência).
• Apresentação dos filtros óptimos de emissão e recepção para minimizar a probabilidade de erro num sistema com AWGN e de forma a eliminar a interferência inter-simbólica.

 9ª Semana

• Modulação digital:
• Modelo de um sistema de comunicação com modulação digital.
• Técnicas de modulação digital : amplitude, frequência e fase.
• Estudo da ASK. Expressão para o sinal modulado, espectro e largura de banda. Analogia com a modulação de amplitude analógica. OOK.
• Estudo da FSK. Espectro do sinal modulado.
• Primeiro critério de Nyquist para sistemas modulados.

10ª Semana

• Modulação digital:
• Modulação binária de fase PSK. PSK diferencial.
• Modulação M-ária e representação das constelações de símbolos para M-PSK.
• Representação em fase e quadratura do equivalente complexo passa-baixo.
• Comunicação digital no contexto dos espaços lineares de sinais:
  Producto interno; norma (e energia de símbolo); distância euclidiana entre símbolos e derivação de P_b(E_b/N₀).
• Modulação QAM.
• Comparação de modulações digitais em termos do desempenho de potência, i.e., P_b ( E_b/N₀).
• Comparação de modulações digitais em termos da eficiência espectral.
• Tipos de receptores para modulações digitais.

11ª Semana

• Demonstrações por software: Espectro de sinais comuns; emissor/receptor analógico em AM e DSB; simulador de transmissão digital na presença de ruído AWGN. Análise da influência da formatação usada e tipo de receptor usado. Equivalência entre o filtro adaptado e o correlador no instante óptimo.

• Apoio ao trabalho.

12ª Semana

• Apoio ao trabalho de avaliação.

13ª semana

• Fontes de informação discreta. codificador de fonte.
• Quantidade de informação: definição e unidades.
• Entropia de uma fonte de informação discreta. Ritmo de informação. Relação entre entropia de uma fonte e o comprimento médio do código de fonte.
• Eficiência do codificador de fonte.
• Codificação para uma fonte de informação discreta de símbolos independentes.
• Codificação entrópica de Huffman e Shannon-Fano para uma fonte de informação discreta de símbolos independentes.
• Representação de um canal. Exemplo do canal binário simétrico.
• Capacidade de um canal de comunicação.

14ª semana

• Breve introdução à Codificação de Canal para correcção de erros: exemplos e aplicações comuns.

• Conclusão dos exercícios de Codificação de Fonte. Exercícios de revisão da transmissão digital.

15ª semana

• Conclusão dos exercícios de revisão da transmissão digital.

• Demonstrações em hardware:
  i) Amostragem de um sinal analógico e sua recuperação: análise da influência de vários parâmetros;
  ii) Multiplexagem no tempo e recuperação dos sinais;
  iii) Codificação de linha; transmissão digital FSK; padrão de olho.
  iv) Emissão e recepção de sinais de áudio através de modulações de amplitude AM e SSB em RF.

• Perspectiva geral do problema da transmissão de sinais em telecomunicações.