SISTEMAS DE TELECOMUNICAÇÕES
INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO
Ano lectivo de 1999/2000 - 1o Semestre
2o Exame - 17 de Fevereiro de 2000
CADA GRUPO DEVE SER RESOLVIDO EM FOLHAS SEPARADAS.
A duração do exame é de 3 h. Responda às seguintes questões apresentando os cálculos que efectuar e JUSTIFICANDO as respostas dadas. Nunca fique ‘preso’ em nenhuma resposta; se necessário, passe à frente para regressar mais tarde à mesma questão. Boa sorte !
As notas desta prova sairão até às
14 h do dia 22 de Fevereiro (3ª feira), no placard da cadeira
e a revisão de provas será às 14 h do dia 22 de Fevereiro
(3ª feira), junto à Secretaria da Secção de Telecomunicações.
I (1 + 1,5 + 1,5)
Considere a estrutura de trama da 3a
hierarquia plesiócrona (CEPT3) do CCITT (34,368 Mbit/s):
a) Determinar a taxa máxima de justificação (em bit/s), por tributário. (R: 22,32 kbit/s)
b) O sinal de alinhamento de trama (SAT) é considerado incorrecto desde que dois ou mais bits desse sinal sejam recebidos com erro. Supondo que se declara a perda de sincronismo de trama quando são recebidos 2 SAT’s consecutivos errados e que a probabilidade de erro de bit no canal de transmissão é de 10-4, calcular o tempo médio entre declarações indevidas de perda de sincronismo de trama. (R: 1,75 anos)
c)Calcular a probabilidade de erro de bit no canal de
transmissão que conduz a um tempo médio entre erros no sentido
da justificação de 52 h. Como poderia aumentar este tempo,
mantendo o mesmo canal de transmissão? Qual a desvantagem de o fazer
? (R: 8,93 x 10-6)
II (1,5 + 1,5)
Considere um codificador PCM de 8 bits, com quantificação
uniforme, desenhado para uma gama de entrada de
± 10 V. Os níveis
de quantificação são codificados em palavras de código
binário simples (o bit mais significativo é o bit de sinal).
a) Determine a palavra de código que representa uma amostra de – 4V à entrada do codificador. Qual o valor desta amostra depois da descodificação e qual o valor do erro de quantificação ? (R: 10110011)
b) Supondo que se utiliza uma frequência de amostragem
de 10 kamostra/s e que é enviada uma palavra de 20 bits para detecção
e correcção de erros por cada 100 bits de informação
útil, determinar o débito binário total gerado. Qual
a banda mínima necessária para a transmissão, supondo
que se utiliza um código multi-nível com 4 níveis
? (R: 24 kHz)
III (1,5 + 1 + 1)
Considere um sistema de transmissão digital via
satélite (em órbita geo-estacionária, d=40000 km).
A frequência da portadora nos percursos ascendente e descendente
é, respectivamente, 11 GHz e 4 GHz. A estação de Terra
apresenta o seguinte diagrama de blocos:
Em recepção, a estação de Terra tem as seguintes características:
b) Calcular a potência do emissor da estação de Terra de forma a garantir uma densidade de potência na zona do satélite de – 43 dBm/m2. Admita para a antena da estação de Terra um diâmetro de 10 m e um rendimento de 50%. (R: 31,8 dBW)
c) No contexto das comunicações via-satélite,
o que se entende por "acesso múltiplo"? Descreva 3 formas distintas
de realizar este tipo de acesso. (R: FDMA, TDMA, CDMA)
IV (1 + 1 + 1 val.)
Considere a norma de codificação ITU-T H.261.
a) Explique porque razão esta norma não
define os níveis de decisão a usar na quantificação
dos coeficientes DCT. Que vantagens tem esta opção ?
b) Indique quantos coeficientes DCT são necessários para transmitir toda a informação de imagem correspondente a um macrobloco (16x16) se todos os seus blocos foram iguais e uniformes (tudo da mesma cor). Justifique. (R: 6)
c) Indique em que condições não se
faz a codificação diferencial dos vectores de movimento.
Porquê ?
V (1 + 1,5 + 1 val.)
Considere uma comunicação videotelefónica, segundo a norma ITU-T H.261, usando um débito binário de 64 kbit/s. A sequência é codificada usando a resolução espacial CIF e uma frequência de imagem de 12.5 Hz.
A imagem que tem de transmitir está dividida horizontalmente em 2 partes iguais sendo a parte de baixo fixa e uniforme e a parte de cima com movimento. Atendendo a que o codificador faz uma codificação sequencial dos macroblocos, constata-se que todos os bits de código são gerados uniformemente na primeira metade do intervalo de tempo que o codificador normalmente dedica a codificar cada imagem. No codificador, os bits de código aguardam a sua transmissão na memória de saída. Sabendo que na codificação da primeira imagem se gastaram 15360 bit, na da segunda 2048 e na da terceira 256, calcule, justificando:
a) Os instantes em que o receptor recebe todos os bits de código correspondentes às 1ª, 2ª e 3ª imagens (tome como origem dos tempo o instante de aquisição da 1ª imagem). (R: 240, 272 e 276 ms)
b) A dimensão mínima da memória de saída do codificador para que nunca haja perda de bits na situação acima descrita. (R: 12800 bit)
c) O atraso inicial de visualização mínimo
a aplicar no descodificador supondo que tem disponível à
saída do codificador a memória determinada na alínea
anterior e que o codificador pode gerar os bits de código com qualquer
distribuição temporal no intervalo de tempo entre a aquisição
de 2 imagens. Justifique. (R: 280 ms)
VI (2 + 1 val.)
a) Considere uma ligação lógica full-duplex
sob uma linha digital T1 (1544 kbit/s), de 3500 km de comprimento, cuja
velocidade de propagação é de 250 000 km/s. Admita
que a numeração (cíclica) das tramas de informação
é efectuada por recurso a 5 bits e que as tramas de acknowledge
de 48 bits de comprimento são expedidas imediatamente após
a recepção correcta de uma trama de informação.
O terminal receptor demora 10 ms a processar cada uma das tramas recebidas,
para determinar se está correcta, antes de enviar a trama de acknowledge.
Despreze a probabilidade de perda ou corrupção das tramas
transmitidas.
Para uma estratégia de controlo de erro
go
back N, em que o fluxo de informação seja unidireccional,
determine o comprimento mínimo das tramas de informação
de forma a que o seu remetente nunca esgote a janela de transmissão.
(R: 1958 bit)
b) Indique 4 dos grandes princípios que regeram
a escolha do número de níveis para o Modelo OSI da ISO.
Formulário