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D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D - 1 9 9 9 CONCEITOS BÁSICOS DE TRANSMISSÃO E RECEPÇÃO DE SINAIS DIGITAIS.

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1 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D CONCEITOS BÁSICOS DE TRANSMISSÃO E RECEPÇÃO DE SINAIS DIGITAIS

2 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D TRANSMISSÃO E RECEPÇÃO DE SINAIS DIGITAIS

3 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D

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5 DIGITALIZAÇÃO DO SINAL DE VOZ

6 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D CODIFICAÇÃO DE VOZ COM BOA QUALIDADE PCM 64 KBPS ADPCM 32 KBPS

7 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D CODIFICAÇÃO DE VOZ COM QUALIDADE ACEITÁVEL RPE 13 KBPS VSELP / ACELP 8 KBPS

8 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D PULSE AMPLITUDE MODULATION - PAM AMOSTRAGEM DO SINAL DE VOZ NA TAXA DE 8000 AMOSTRAS POR SEGUNDO: TRANSMISSÃO PAM

9 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D RECEPÇÀO PAM DEPOIS DO HOLDING APÓS O FILTRO PASSA BAIXAS

10 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D DIFICULDADES DA COMUNICAÇÃO PAM 1 - O MEIO DE TRANSMISSÃO DEFORMA OS PULSOS MODIFICANDO SEUS NÍVEIS E PROVOCANDO INTERFERÊNCIAS ENTRE AS AMOSTRAS DEVIDO AO ALARGAMENTO DAS MESMAS. ESTE ALARGAMENTO DOS PULSOS SE DEVE AO FATO DE QUE A LARGURA DE FAIXA DE TRANSMISSÃO É LIMITADA E NÃO CONSEGUE TRANSMITIR AS TRANSIÇÕES BRUSCAS DO SINAL PULSANTE. 2 - O RUÍDO, NA RECEPÇÃO, PROVOCA ALTERAÇÕES NOS NÍVEIS DE AMOSTRAGEM.

11 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D PULSE CODE MODULATION - PCM A MELHOR MANEIRA DE SE TRANSMITIR O NÍVEL DE CADA AMOSTRA É NA FORMA NUMÉRICA. O NÚMERO TRANSMITIDO REPRESENTA O VALOR DA AMPLITUDE DE CADA AMOSTRA. ESSE NÚMERO É TRANSMITIDO NA FORMA DIGITAL, OU SEJA, EM UMA SEQÜÊNCIA DE BITS.. ESTE PROCESSO É DENOMINADO PCM - PULSE CODE MODULATION NO PCM UTILIZAM-SE 8 BITS PARA QUANTIZAR CADA AMOSTRA.

12 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D DEFORMAÇÕES NO SINAL DIGITAL O MEIO DE TRANSMISSÃO, TAMBÉM, DEFORMA E ACRESCENTA RUÍDO AOS PULSOS DO SINAL DIGITAL. ENTRETANTO ESSAS DEFORMAÇÕES, NA QUASE TOTALIDADE DAS VEZES, NÃO IMPEDEM A IDENTIFICAÇÃO CORRETA DE CADA BIT. MESMO QUE OCORRAM ALGUNS ERROS, DE IDENTIFICAÇÃO DE BITS, OS CÓDIGOS CORRETORES DE ERROS MINIMIZAM ESSAS OCORRÊNCIAS, TANTO QUANTO SE ACHAR NECESSÁRIO.

13 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D ERROS DE QUANTIZAÇÃO

14 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D EQÜIVALÊNCIA DE AMOSTRAGENS A AMOSTRAGEM QUANTIZADA EQUIVALE À AMOSTRAGEM ANALÓGICA SOMADA AOS ERROS DAS AMOSTRAS. A SEQÜÊNCIA DE ERROS DAS AMOSTRAS EQUIVALEM À AMOSTRAGEM DE UM SINAL ALEATÓRIO ( RUÍDO ).

15 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D ERROS DE QUANTIZAÇÃO QUANDO AS AMOSTRAS N SÃO QUANTIZADAS COM PALAVRAS DE N BITS. SUPONDO QUE A MÁXIMA AMPLITUDE DAS AMOSTRAS ANALÓGICAS SEJA DIVIDIMOS ESTA GRANDEZA EM INTERVALOS. N PARA N BITS TEREMOS NÍVEIS DE QUANTIZAÇÃO.

16 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D ERROS DE QUANTIZAÇÃO QUANDO AS AMOSTRAS N SÃO QUANTIZADAS COM PALAVRAS DE N BITS. A AMPLITUDE DE CADA INTERVALO FICA: COMO O MAIOR ERRO DE AMOSTRAGEM É MEIO INTERVALO DE QUANTIZAÇÃO, RESULTA: OU

17 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D QUANTIZAÇÃO NO PCM CONVENCIONAL PARA O PADRÃO INTERNACIONAL DE PCM RECOMENDADO PELA UIT SÃO UTILIZADOS 8 BITS PARA SE TER UMA BOA QUALIDADE NA TRANSMISSÃO DA VOZ. NESTE CASO O CANAL DE VOZ É TRANSMITIDO NA TAXA DIGITAL:

18 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D QUALIDADE DO PCM EM DEPENDÊNCIA DA TAXA DIGITAL A MEDIDA QUE SE DIMINUI OS BITS DE QUANTIZAÇÃO A TAXA DIGITAL DIMINUI NA MESMA PROPORÇÃO. ENTRETANTO O RUÍDO DE QUANTIZAÇÃO AUMENTA, PIORANDO A QUALIDADE ( MEAN OPINION SCORE - MOS )

19 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D CODIFICAÇÃO DO SINAL DE VOZ EM BAIXAS TAXAS

20 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D TRANSMISSÃO E RECEPÇÃO RESIDUAL

21 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D TRANSMISSÃO E RECEPÇÃO RESIDUAL QUANTIZADA: RESIDUAL EXCITED LINEAR PREDICTOR - RELP

22 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D QUALIDADE DO RELP VIMOS QUE NO PCM O ERRO MÁXIMO DE QUANTIZAÇÃO É DADO POR: PARA O RELP TEM-SE: PORTANTO: OU

23 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D QUALIDADE DO RELP ( continuação ) VIMOS QUE NO RELP, TEM-SE: SE O PREDITOR FOR EFICIENTE SERÁ MUITO MENOR QUE. PORTANTO PODEMOS MANTER A MESMA RELAÇÃO, DO PCM, UTILIZANDO UM N MENOR. NO ESTADO DA ARTE OBTEM-SE A MESMA QUALIDADE DO PCM UTILIZANDO-SE APENAS 4 BITS PARA QUANTIZAR OS RESÍDUOS ( 16 NÍVEIS DE QUANTIZAÇÃO ). ISTO RESULTA A TAXA DE 32 kbit/s 1 max 2 N V r V

24 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D CELP - CODED EXITED LINEAR PREDICTOR GERAÇÃO DE UM CODE BOOK Sabemos que um bloco de 40 bits pode representar até palavras digitais. Seleciona-se apenas 1024 dessas palavras de 40 bits. O principal critério para a seleção é que as palavras escolhidas sejam bem diferentes entre si. As palavras selecionadas são gravadas em 1024 endereços em uma memória denominada code book. Tanto o transmissor como o receptor CELP possuem esse mesmo code book. CODE BOOK

25 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D CODED EXCITED LINEAR PREDICTOR - CELP ( continuação ) PARTE-SE DO RELP CONVENCIONAL. CADA BLOCO DE 40 BITS, GERADO PELO RELP, É COMPARADO COM AS PALAVRAS DO CODE BOOK. ESCOLHE-SE A MAIS PARECIDA E TRANSMITE-SE SEU ENDEREÇO CODE BOOK

26 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D CODED EXCITED LINEAR PREDICTOR - CELP ( continuação ) O RECEPTOR RETIRA A PALAVRA DE 40 BITS ARMAZENADA NAQUELE ENDEREÇO RECEBIDO, E A UTILIZA PARA EXCITAR O DISPOSITIVO DE RECEPÇÃO. CADA ENDEREÇO É TRANSMITIDO COM 10 BITS ( POIS ). ISTO REDUZ A TAXA PARA UM QUARTO QUANDO COMPARADA AO SISTEMA QUE TRANSMITE TODOS OS BITS DO RESÍDUO. PORTANTO ESTE SISTEMA SUBSSTITUI A TRANSMISSÃO DE 40 BITS POR APENAS 10 BITS ISTO SIGNIFICA UMA REDUÇÃO DE 4 VEZES NA TAXA DIGITAL TRANSMITIDA. NO ESTADO ATUAL DA ARTE EXISTEM SISTEMAS QUE SE CONSTITUEM APERFEIÇOAMENTOS DO CELP. ENTRE ELES PODEMOS CITAR O VSELP E O ACELP. ESTES DISPOSITIVOS CODIFICAM A VOZ, COM BOA QUALIDADE, NA TAXA DE 8 kbit/s. CODE BOOK

27 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D CONCEITOS SOBRE TRANSMISSÃO DE SINAIS DIGITAIS

28 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D CONVENÇÕES PARA O SINAL DIGITAL

29 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D CONVENÇÕES PARA O SINAL DIGITAL ( CONTINUAÇAO ) O SINAL NRZ ( NON RETURN TO ZERO), É USADO NOS PROCESSAMENTOS DA INFORMAÇÃO DIGITAL, UTILIZANDO CIRCUITOS LÓGICOS. EXEMPLOS: COMPUTADORES PROCESSAMENTOS LÓGICOS DA BANDA BÁSICA

30 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D O SINAL NRZ POLAR É USADO QUANDO SE TRANSMITE O SINAL DIGITAL MODULANDO UMA PORTADORA. EXEMPLOS: MODEM DE LINHA DE ASSINANTE RÁDIO CELULAR DIGITAL. CONVENÇÕES PARA O SINAL DIGITAL ( CONTINUAÇAO )

31 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D

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33 OTIMIZAÇÃO DA LARGURA ESPECTRAL HÁ ALGUMAS DÉCADAS ATRÁS, O ENGENHEIRO NYQUIST, DO BELL LABS, FICOU ENCARREGADO DE ESTUDAR O PROBLEMA DA DIMINUIÇÃO, OTIMIZADA, DA LARGURA DE FAIXA OCUPADA POR UM SINAL DIGITAL.

34 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D ELE CONCLUIU QUE O MELHOR COMPROMISSO SERIA A LIMITAÇÃO DA FAIXA ESPECTRAL NA METADE DA TAXA DIGITAL: BW = R2R2 ONDE BW = LARGURA DE FAIXA EM Hz R = TAXA DIGITAL EM BPS FILTRO R 2 0 R

35 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D

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39 EFEITOS DO MULTIPERCURSO NO SINAL DIGITAL TRANSMITIDO

40 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D EFEITO DA PROPAGAÇÃO MULTIPERCURSO NA INFORMAÇÃO TRANSMITIDA O SINAL QUE CHEGA ATRAZADO, AO SE COMPOR COM O PRIMEIRO SINAL, PODE PROCOCAR INTERFERÊNCIA ENTRE SÍMBOLOS. ISTO TENDE A PROVOCAR ERROS NO SINAL REGENERADO. ESTE EFEITO É TANTO PIOR QUANTO MAIOR A TAXA DIGITAL, POIS, O INTERVALO ENTRE DOIS BITS CONSECUTIVOS DIMINUI NA MESMA PROPORÇÃO.

41 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D DELAY EQUALIZER O SISTEMA TRANSMITE, PERIODICAMENTE, UMA PALAVRA DIGITAL CONHECIDA. ESTA INFORMAÇÃO, CUJO NOME É PALAVRA DE TREINAMENTO, SERVE DE BASE PARA A ADAPTAÇÃO DO FILTRO DIGITAL, ATÉ QUE SE TENHA UM SINAL COM INTERFERÊNCIA ENTRE SÍMBOLOS MINIMIZADA.

42 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D NOÇÕES DE CÓDIGOS DETECTORES E CORRETORES DE ERROS

43 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D CÓDIGOS DE BLOCOS

44 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D CÓDIGOS DE BLOCO DIVIDE-SE A MENSAGEM ORIGINAL EM BLOCOS DE N BITS. ESSES BLOCOS SÃO CHAMADOS PALAVRAS DA MENSAGEM R ACRESCENTA-SE R BITS A CADA PALAVRA DA MENSAGEM. R OS R BITS ACRESCENTADOS SÃO CHAMADOS DE BITS DE REDUNDÂNCIA RESULTAM AS PALAVRAS DE CÓDIGO CONTENDO N+R BITS DESSA MANEIRA TEM-SE O CÓDIGO DE HAMMING ( N+R, N ). CÓDIGO DE HAMMING ( 7, 4 ) N = 4 E R = 3: EXEMPLO DE MENSAGEM = 0011 PALAVRA DE CÓDIGO =

45 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D CÓDIGOS DE BLOCO ENTRADA BLOCO DE 4 BITS TABELA DO CÓDIGO DE HAMMING ( 7, 4 ) SAÍDA BLOCO DE 7 BITS NOTE-SE QUE, NA SAÍDA, SELECIONOU-SE APENAS 16 PALAVRAS ENTRE AS 128 PALAVRAS POSSÍVEIS DE SEREM EXPRESSAS POR ESSES 7 BITS. TEM-SE 16 PALAVRAS PERMITIDAS E 112 PROIBIDAS AS PALAVRAS PERMITIDAS DIFEREM, ENTRE SI DE, PELO MENOS, TRÊS BITS.

46 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D DETECÇÃO DE ERROS NO RECEPTOR - COMO A DIFERENÇA MÍNIMA, ENTRE AS PALAVRAS DE CÓDIGO, É DE 3 BITS, SE HOUVER ERROS DE 1 OU 2 BITS, EM UMA PALAVRA RECEBIDA, ESTA PALAVRA SE TORNA UMA PALAVRA PROIBIDA. DESTA MANEIRA É DETECTADA A PRESENÇA DE ERROS - SE A QUANTIDADE DE ERROS, NA PALAVRA, FOR 3 OU MAIS BITS, É POSSÍVEL QUE RESULTE OUTRA PALAVRA PERMITIDA. PORTANTO, NESTE CASO, OS ERROS NÃO SÃO DETECTADOS.

47 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D ENTRETANTO A PROBABILIDADE DE ERRAR 3 OU MAIS BITS SIMULTÂNEOS, EM UMA MESMA PALAVRA, É BEM MENOR DO QUE ERRAR ATÉ 2 BITS SIMULTÂNEOS. - EXEMPLO: PARA UM SINAL DE ENTRADA ERRANDO UM BIT A CADA , TEREMOS UMA PALAVRA ERRADA, NÃO DETETADA, A CADA PALAVRAS RECEBIDAS. DETECÇÃO DE ERROS NO RECEPTOR ( CONTINUAÇÃO )

48 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D CORREÇÃO DE ERROS COMO NO CÓDIGO EXEMPLIFICADO, A DIFERENÇA ENTRE AS PALAVRAS DE CÓDIGO É DE, PELO MENOS, 3 BITS, RESULTA: - SE HOUVER ERRO DE APENAS 1 BIT, NA PALAVRA CORRETA ESTA PALAVRA PROIBIDA DIFERE APENAS DE UM BIT DA PALAVRA ORIGINAL E DIFERE DE 2 OU MAIS BITS DAS DEMAIS PALAVRAS DO CÓDIGO.

49 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D CORREÇÃO DE ERROS ( CONTINUAÇÃO ) O ALGORÍTIMO DE CORREÇÃO CONSISTE EM ADOTAR, COMO CORRETA, A PALAVRA DE CÓDIGO QUE DIFERE DE APENAS 1 BIT DA PALAVRA ERRADA QUE SE RECEBEU. - SE HOUVER DOIS BITS ERRADOS NA PALAVRA RECEBIDA, ESTA PALAVRA DIFERIRÁ DE APENAS 1 BIT DE OUTRA PALAVRA DE CÓDIGO DIFERENTE DAQUELA QUE FOI, REALMENTE, TRANSMITIDA. NESTE CASO SERÁ FEITA UMA CORREÇÃO ERRADA. DA MESMA FORMA, O SISTEMA NÃO TEM CAPACIDADE DE CORRIGIR PALAVRAS RECEBIDAS COM MAIS DE DOIS BITS ERRADOS.

50 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D ENTRETANTO, A PROBABILIDADE DA OCORRÊNCIA DE 2 OU MAIS BITS ERRADOS SIMULTÂNEOS, NA MESMA PALAVRA RECEBIDA, É MUITO MENOR DO QUE A OCORRÊNCIA DE APENAS 1 ERRO NESSA PALAVRA. - EXEMPLO: PARA UM SINAL DE ENTRADA ERRANDO UM BIT A CADA , TEREMOS UMA PALAVRA ERRADA, NÃO CORRIGIDA, A CADA QUINHENTOS MILHÕES DE PALAVRAS RECEBIDAS. - ISTO SIGNIFICA QUE, NO CÓDIGO DE HAMMING ( 7,4 ), AO SE RECEBER, QUINHENTOS MILHÕES DE PALAVRAS, A QUASE TOTALIDADE DAS PALAVRAS ERRADAS RECEBIDAS SERA CORRIGIDA CORRETAMENTE. APENAS UMA, DESSAS PALAVRAS ERRADAS, CONTINUARÃO ERRADAS.- CORREÇÃO DE ERROS ( CONTINUAÇÃO )

51 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D CONLUSÃO: O CÓDIGO DE HAMMING ( 7, 4 ) TEM CAPACIDADE DE DETETAR ATÉ DOIS ERROS E CORRIGIR ATÉ UM ERRO EM CADA PALAVRA RECEBIDA. CORREÇÃO DE ERROS ( CONTINUAÇÃO )

52 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D CÓDIGOS DE BLOCO CÍCLICOS

53 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D CÓDIGOS DE BLOCO CÍCLICOS SÃO AQUELES QUE CODIFICAM A MENSAGEM POR MEIO DE SHIFT REGISTER REALIMENTADO. EXEMPLO: CÓDIGO ( 7. 4 ) EMTRAM PALAVRAS DE 4 BIT DE MENSAGEM E SAEM PALAVRAS DE CÓDIGO CONTENDO 7 BITS. OS 3 BITS ADICIONADOS SÃO CHAMADOS DE CRC - - CICLIC REDUNDANCY CHECK

54 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D CÓDIGOS DE BLOCO CÍCLICOS A DECODIFICAÇÃO, QUE DETETA E CORRIGE ERROS, UTILIZA TAMBÉM SHIFT REGISTER REALIMENTADO. EXEMPLO: DECODIFICADOR PARA O CÓDIGO ( 7, 4 ) bit errado

55 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D IMPLEMENTAÇÃO DOS CÓDIGOS DETETORES E CORRETORES DE ERROS MODERNAMENTE, OS CÓDIGOS DE BLOCO SÃO SEMPRE IMPLEMENTADOS NA FORMA CÍCLICA DEVIDO A SIMPLICIDADE DE SEU DIAGRAMA. ESTE TIPO DE IMPLEMENTAÇÃO POSSUI O NOME DE CICLIC REDUNDANCE CHECK - CRC. EXISTEM DIVERSAS FAMÍLIAS DE CÓDIGOS CÍCLICOS. ENTRE ELAS PODEMOS CITAR, ALÉM DO CÓDIGO DE HAMMING, O CÓDIGO BCH E O CÓDIGO DE REED-SOLOMON. EXEMPLO: OS DADOS ENVIADOS NAS MENSAGENS A E B DO CANAL DE CONTROLE FORWARD DO SISTEMA AMPS POSSUEM UM CRC DO TIPO BCH (40, 28) ONDE O BLOCO DA MENSAGEM TEM 28 BIT E A PALAVRADE CÓDIGO POSSUI 40 BIT.

56 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D NATUREZA DOS ERROS EM TELEFONIA MÓVEL EM TELEFONIA MÓVEL, OS ERROS BINÁRIOS COSTUMAM APARECER EM SURTOS, ISTO É, VÁRIOS BITS DE UMA MESMA PALAVRA DE CÓDIGO SÃO RECEBIDOS ERRADOS. PORTANTO, O SISTEMA DEVE TER A POSSIBILIDADE DE CORRIGIR VÁRIOS ERROS NA MESMA PALAVRA DE CÓDIGO. TANTO OS CÓDIGOS DE HAMMING QUANTO OS BCH SÃO INEFICIENTES PARA ESSA SITUAÇÃO. È POR ISTO QUE, NO NO CANAL DE CONTROLE DO SISTEMA AMPS, QUE USA BCH, SÃO NECESSÁRIAS AS REPETIÇÕES DAS MENSAGENS.

57 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D EFICIÊNCIA DOS CÓDIGOS DETETORES E CORRETORES DE ERROS ENTRETANTO, HÁ CÓDIGOS DE CRC EFICIENTES PARA A DETECÇÃO E CORREÇÃO DE ERROS EM SURTOS. O CÓDIGO CÍCLICO REED - SOLOMON, POR EXEMPLO, É CONSIDERADO O MAIS EFICIENTE DESSES CÓDIGOS PARA CORRIGIR ERROS EM SURTOS. A ÚNICA DESVANTAGEM DO CÓDIGO DE REED - SOLOMON É SUA EXTREMA COMPLEXIDADE DE IMPLEMENTAÇÃO.

58 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D CODIFICAÇÃO CONVOLUCIONAL

59 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D CODIFICAÇÃO CONVOLUCIONAL É O PROCESSO DE CORREÇÃO DE ERROS MAIS UTILIZADO EM TODOS OS SISTEMAS CELULARES DIGITAIS.. A GERAÇÃO DO CÓDIGO É FEITA POR MEIO DE CIRCUITOS SEQÜÊNCIAIS SIMPLES. A CORREÇÃO DE ERROS É FEITA POR MEIO DE UM ALGORÍTIMO SIMPLES CONHECIDO COMO ALGORÍTIMO DE VITERBI.

60 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D CÓDIFICADORES CONVOLUCIONAIS ABAIXO, TEMOS UM EXEMPLO DE UM COIFICADOR DESSE TIPO. OS BITS ENTRAM, CONTINUAMENTE, EM UMA MÁQUINA SEQÜÊNCIAL SEM REALIMENTAÇÕES ESTA MÁQUINA PRODUZ UMA SEQÜÊNCIA DE SAÍDA COM BITS, DE REDUNDÂNCIA, ADICIONADOS. AOS BITS DA MENSAGEM. R=1/3 K=3

61 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D OS BITS DE SAÍDA SÃO FUNÇÃO, APENAS DOS BITS DE ENTRADA E DOS ESTADOS DOS REGISTRADORES INTERNOS. DESSA MANEIRA, UMA SEQÜÊNCIA BEM ESPECÍFICA É PRODUZIDA. CÓDIGOS CONVOLUCIONAIS

62 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D CÓDIGOS CONVOLUCIONAIS POR EXEMPLO: SE ANALISARMOS UM BLOCO DE 20 BIT, SABEMOS QUE EXISTEM, MATEMATICAMENTE, PALAVRAS. COM ESSE COMPRIMENTO DE 20 BIT. ENTRETANTO, APENAS UM REDUZIDO NÚMERO, DESTAS PALAVRAS DE 20 BIT, PODE SER PRODUZIDO PELO CODIFICADOR, EM SEQÜÊNCIAS DE 20 BIT.

63 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D CÓDIGOS CONVOLUCIONAIS ISTO SE DEVE AO FATO DE QUE CADA BIT DE SAÍDA DEPENDE DE POUCOS FATORES: DO BIT DE ENTRADA E DOS ESTADOS DOS REGISTRADORES

64 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D CÓDIGOS CONVOLUCIONAIS PORTANTO, EXISTE UM PEQUENO NÚMERO DE SEQÜÊNCIAS PERMITIDAS GERADAS PELO CODIFICADOR, E UM NÚMERO EXTREMAMENTE GRANDE DE SEQÜÊNCIAS PROIBIDAS.

65 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D CÓDIGOS CONVOLUCIONAIS QUANDO SE RECEBE UMA DESSAS SEQÜÊNCIAS CODIFICADAS, SE HOUVER ERROS, É ALTAMENTE IMPROVÁVEL QUE ELA TENHA SE TRANSFORMADO EM OUTRA SEQÜÊNCIA PERMITIDA. O PROCESSO DE CORREÇÃO CONSISTE EM SE COMPARAR A SEQÜÊNCIA RECEBIDA COM AS S EQÜÊNCIAS PERMITIDAS ADOTA-SE, COMO CORRETA, A SEQÜÊNCIA PERMITIDA MAIS PARECIDA COM AQUELA QUE SE RECEBEU. SEQÜÊNCIA PERMITIDA, MAIS PARECIDA COM A RECEBIDA, É AQUELA QUE DIFERE DO MENOR NÚMERO DE BITS DA SEQÜÊNCIA PROIBIDA QUE SE RECEBEU. O PROCESSO DE COMPARAÇÃO MAIS SIMPLES, RÁPIDO E EFICIENTE, É O CONHECIDO ALGORÍTIMO DE VITERBI.

66 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D CÓDIGOS CONVOLUCIONAIS O CODIFICADOR EXEMPLIFICADO ABAIXO POSSUI OS PARÂMETROS: - TRIPLICA A TAXA DIGITAL - UTILIZA ATÉ TRÊS ESTADOS PARA GERAR UM BIT DE SAÍDA: O BIT DE ENTRADA E AS SAÍDAS DOS DOIS REGISTRADORES.

67 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D EFICIÊNCIA DOS CÓDIGOS CONVOLUCIONAIS O CÓDIGO CONVOLUCIONAL É ALTAMENTE EFICIENTE PARA CORRIGIR ERROS ESPALHADOS. ENTRETANTO, É INEFICIENTE PARA CORRIGIR ERROS EM SURTOS.. ELE SÓ PODE SER UTILIZADO, NO SISTEMA CELULAR SE OS BITS FOREM ENTRELAÇADOS ( INTERLEAVING ) ANTES DE SEREM TRANSMITIDOS.

68 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D SEQÜÊNCIA CODIFICADA ORIGINAL SEQÜÊNCIA ENTRELAÇADA SEQÜÊNCIA ENTRELAÇADA RECEBIDA COM UM SURTO DE ERROS CODIFICAÇÃO CONVOLUCIONAL COM ENTRELAÇAMENTO

69 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D SEQÜÊNCIA ENTRELAÇADA RECEBIDA COM UM SURTO DE ERROS SEQÜÊNCIA DESENTRELAÇADA, ESPALHANDO OS ERROS SEQÜÊNCIA CORRIGIDA DESENTRELAÇAMENTO E CORREÇÃO DE ERROS

70 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D NOÇÕES SOBRE MODULAÇÕES BPSK, QPSK E SHIFT QPSK

71 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D MODULAÇÃO PSK

72 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D

73 EXEMPLO DE MODULAÇÃO DSB-SC SEJA

74 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D

75 ENVOLTÓRIA DO BPSK QUANDO O BIT 0 MUDA PARA 1, E VICE E VERSA, O NÍVEL DE TENSÃO DA ENVOLTÓRIA PASSA POR ZERO VOLT.

76 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D

77 MODULAÇÃO QPSK

78 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D

79 MODULAÇÃO QPSK SÃO DUAS MODULAÇÕES PSK SOBREPOSTAS NA MESMA FAIXA ESPECTRAL. ISTO É POSSÍVEL PORQUE SUAS PORTADORAS ESTÃO EM QUADRATURA OS BITS SÃO ENTREGUES, ALTERNADAMENTE, PARA UM E OUTRO MODULADOR. COMO CADA MODULADOR TRABALHA COM A METADE DA TAXA ORIGINAL, SUA LARGURA DE FAIXA CAI PARA A METADE DO VALOR QUE TERIA SE O SINAL MODULADO CORRESPONDESSE A UM ÚNICO PSK.

80 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D ENVOLTÓRIA DO QPSK PASSAGEM DO ESTADO A ; A PARA O ESTADO -A ; -A NESTE CASO O NÍVEL DA ENVOLTÓRIA PASSA POR UM NULO

81 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D ASPECTO DA ENVOLTÓRIA QPSK

82 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D PROPRIEDADE BÁSICA DA MODULAÇÃO QPSK A LARGURA DE FAIXA O CUPADA PELA MODULAÇÃO É IGUAL A METADE DA TAXA DO SINAL DIGITAL PORTANTO, PARA UMA MESMA TAXA DIGITAL MODULANTE, O QPSK OCUPA A METADE DA FAIXA ESPECTRAL OCUPADA PELO BPSK COMO A ENVOLTÓRIA É ALTAMENTE VARIÁVEL, SEU SINAL SÓ PODE SER AMPLIFICADO POR AMPLIFICADOR LINEAR DE BAIXO RENDIMENTO.

83 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D DEMODULAÇÃO COERENTE DO QPSK

84 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D TAXA DE ERROS BINÁRIOS NAS MODULAÇÕES BPSK, QPSK,

85 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D MODULAÇAO SHIFT QPSK

86 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D MODULAÇÃO SHIFT DQPSK É UMA MODIFICAÇÃO DO QPSK. SUA ENVOLTÓRIA POSSUI UMA VARIAÇÃO MUITO SUAVE. SEU SINAL PODE SER AMPLIFICADO POR DISPOSITIVO DE BAIXA LINEARIDADE E ALTO RENDIMENTO ENERGÉTICO. OCUPA A MESMA LARGURA DE FAIXA DO QPSK CONVENCIONAL

87 D i r e i t o s R e s e r v a d o s a o C P q D


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