INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO
Ano lectivo de 2002/2003 - 2º Semestre
2ª Época - 11 de Julho de 2003 (6ª
feira) - 13 h
As notas desta prova sairão
até às 14 h do dia 15 de Julho (3ª feira),
no placard e na página Web da cadeira
e a revisão de provas será às 14 h do dia
15 de Julho (3ª feira), junto à Secretaria da Secção
de Telecomunicações.
I (1+ 1+ 1 val.)
Considere uma transmissão de fax do grupo 3, a 9600 bit/s,
através da rede telefónica analógica.
a) Sabendo que o fax receptor tem um tempo mínimo
de varrimento de linha de 10 ms, calcule o factor de compressão máximo
teórico para este sistema. Considere que se usa uma resolução
de 1728 amostra/linha, que a palavra de código correspondente a uma
sequência de 1728 brancos tem 15 bits (usam-se folhas brancas, normais)
e que a palavra de código correspondente ao fim de linha tem 12 bits.
(R: 18)
b) Considerando que se dispõe de uma largura de
banda de 2400 Hz e que se usa uma modulação do tipo M-PSK,
indique qual deverá ser a eficiência mínima dessa modulação.
(R: 4 bit/símbolo)
c) Comente o resultado da alínea b) em termos
de facilidade de implementação prática, considerando
como complexos moduladores PSK com eficiência superior a 4 bit/símbolo.
Considere um sistema de videotelefonia usando a norma ITU-T H.261
para codificação do sinal de vídeo, com resolução
352´288 pixels para a luminância e metade desta resolução
em cada direcção para as crominâncias (8 bit/amostra),
a 10 Hz. Suponha que o factor de compressão médio (medido
sobre todos os macroblocos da imagem), na ausência de quaisquer restrições
externas sobre os modos de codificação, é de 15 para
a luminância e 20 para a crominância (não considerando
os bits para cabeçalhos). Suponha ainda que se gastam 450 bits por
trama para cabeçalhos.
Suponha que é contactado por uma empresa multi-nacional que
pretende instalar um sistema de videoconferência entre as suas agências
em várias capitais Europeias usando linhas com o menor débito
médio possível, garantindo pelo menos a qualidade de imagem
mínima considerada aceitável. O atraso emissão-recepção
máximo aceitável, medido como a diferença máxima
entre os momentos de aquisição e visualização
de uma imagem, nomeadamente da primeira, é de 240 ms. A resolução
a usar é a resolução CIF - 352´288 (Y) e 176´144
(Cr, Cb) a 12.5 Hz (8 bit/amostra).
Supondo que tem à sua disposição, oferecendo a qualidade
de imagem considerada aceitável:
* Um sistema de codificação H.261 que lhe oferece factores de compressão médios de 20 e 25 para a luminância e crominâncias, respectivamente; os factores de compressão críticos (imagens mais difíceis) são 12 e 15 para a luminância e crominâncias, respectivamente.
* Um sistema de codificação MPEG-1 com N = M = 3 e que lhe oferece um factor de compressão de 15 e 20, respectivamente para a luminância e crominâncias, nas tramas I e um factor de compressão de 30 e 40, respectivamente para a luminância e crominâncias, nas tramas B e P (valores médios e críticos semelhantes).
Indique, justificando, para que débitos binários pode a solução MPEG-1 satisfazer da forma mais económica em termos de débito binário as necessidades indicadas, sabendo que o sistema MPEG-1 pode ser regulado para oferecer qualidades superiores à acima referida (à custa de débitos mais elevados) e a transmissão se processa sempre ao débito de codificação. (R: Nunca)
Considere a norma MPEG-1.
a) Explique em que consistem os limiares de audição
e de sensação ? Qual o seu impacto na codificação
de áudio ?
b) Explique em que consiste o efeito de mascaramento
em codificação de áudio ? Explique a diferença
entre mascaramento na frequência e temporal ?
c) Qual a ideia básica da codificação
perceptiva de áudio ? Porque se exploram aqui as características
do sistema auditivo humano e não do sistema vocal como na codificação
de fala ?
d) Indique e explique em que consistem as 2 principais
formas de codificação de áudio no domínio da
frequência.
Considere as normas DVB.
a) Explique o que mede a designada taxa de codificação
ou taxa de código em sistemas do tipo DVB-T ?
b) Indique qual é a ideia principal usada pela
modulação OFDM usada no DVB-T para diminuir o número
de símbolos modulados que se influenciam mutuamente ?
c) Explique que funcionalidade oferece a modulação
64-QAM em DVB-T quando usada de forma hierárquica ? Como é
processado o sinal recebido de modo a oferecer essa funcionalidade ?
d) Para que serve o intervalo de guarda usado no sistema
de modulação DVB-T ? Qual é teoricamente o valor mínimo
deste intervalo de guarda ?
e) Explique, justificando, como varia o débito
binário útil disponível em DVB-T com a variação
da modulação, da taxa de código e do comprimento (relativo)
do intervalo de guarda ?