COMUNICAÇÕES. 3.º semestre LEIC (verão 2015/2016)

COMUNICAÇÕES

3.º semestre LEIC

(verão 2015/2016)

Sumário

1. Enquadramento

2. O problema central

3. Objetivos

4. Programa curricular

5. Avaliação

6. Bibliografia

7. Planeamento

8. Docentes e contactos

1. Enquadramento

Comunicações

Redes de Computadores

Pro jecto e Seminário

Sistemas Multimédia

Processamento de Imagem e Biometria

4/6

2. O Problema Central

Comunicação Digital

“Como é que se transmitem bits

3. Objetivos

• Dotar os alunos de conhecimentos das técnicas de comunicação

digital em banda base e banda canal, com técnicas de controlo de

erros

• Tratamento dos mecanismos de deteção e correção de erros e

adaptação destes em função da qualidade de serviço

• Estudo dos conceitos de sinal, sistema, digitalização, reconstrução e

sua aplicação nos domínios do tempo e da frequência

3. Objetivos – resultados de aprendizagem

• Os estudantes que terminam com sucesso esta unidade

curricular serão capazes de:

1. Definir os conceitos de sinal e sistema, nos domínios contínuo e discreto, bem como a digitalização e reconstrução de sinal

2. Definir os conceitos de espetro, largura de banda, resposta em frequência, códigos de linha, modulações digitais, probabilidade de erro de transmissão e códigos de controlo de erros

3. Descrever e explicar o funcionamento dos sistemas de comunicação digital atuais e dos problemas inerentes à comunicação digital

4. Analisar e formular as características de um sistema de comunicação digital em função da qualidade e do tipo de serviço

3. Objetivos – resultados de aprendizagem

• Os estudantes que terminam com sucesso esta

unidade curricular serão capazes de:

5.

Escolher meios de transmissão adequados para os sinais utilizados

num sistema de comunicação

6.

Escolher e aplicar códigos detetores e corretores de erros de acordo

com requisitos

7.

Prever, avaliar e comparar o desempenho de sistemas de

comunicação digital

8.

Desenvolver simulação e avaliação de um sistema de comunicação

4. Programa curricular

O programa curricular está organizado em três capítulos

Cap. 1

Cap. 2

4. Programa curricular

Existe ruído e interferência. A largura de banda é um recurso crítico Transmissão em banda Canal Aproveitamento da largura de banda. Eficiência de transmissão. Transmissão a longa

distância É impossível a ausência de erros na comunicação.

O comportamento das Modulações/canais digitais

pode ser tratado através de modelos probabilísticos

4. Programa curricular

Conceitos de sinal, sistema e digitalização

-Sinal contínuo e discreto -Energia e potência

-Sinais periódicos e não periódicos

-Propriedades da sinusóide -Espectro, Largura de banda -Sistemas

-Filtragem/resposta em freq.

-Distorção de amplitude e de fase -Amostragem. Ritmo de Nyquist. -Quantização

Transmissão digital em banda base

e banda canal

-Meios físicos para transmissão -Transmissão ideal e não ideal. -Problemas de interferência atenuação e ruído.

-Transmissão em banda base -Receptor em banda base. -Banda canal. -Modulações ASK, PSK, FSK, QPSK, QAM. -Conceitos elementares de multiplexagem no tempo, na frequência e no código. Códigos detetores e corretores de erros -Caracterização do canal com modelos probabilísticos - Ritmo de transmissão e capacidade de canal. -Probabilidade de erro de bit e qualidade de serviço. -Códigos detetores e corretores de erros.

4. Programa curricular

verão 2015/2016

Principais conteúdos programáticos (cap. 1)

I

. Sinais e sistemas contínuos e discretos.

II. Energia e potência. Sinais periódicos e aperiódicos.

III. Sistemas básicos e operações sobre sinais.

IV. Espetro. Série e transformada de Fourier. Largura de banda.

V. Resposta em frequência e filtragem. Associação de sistemas.

VI. Distorção de amplitude e de fase. Igualização de canal.

VII. Digitalização e reconstrução. Ritmo de Nyquist. Quantização.

4. Programa curricular

Principais conteúdos programáticos (cap. 2 e 3)

VIII. Meios físicos: cabo coaxial, pares entrançados e fibra ótica.

IX. Transmissão ideal e não ideal. Interferência, atenuação e ruído.

X. Transmissão em banda base. Códigos de linha (NRZ, RZ, AMI e

códigos bi-fásicos).

XI. Interferência inter-simbólica e formatação de pulso. Filtro adaptado

e correlador.

XII. Transmissão em banda canal. Modulações binárias (ASK, OOK,

PSK e FSK) e M-árias QPSK, M-PSK e QAM.

XIII. Lei de Hartley-Shannon. Probabilidade de erro de bit.

XIV. Códigos detetores e corretores de erros. Códigos lineares de

5. Avaliação (geral)

Avaliação dos resultados de aprendizagem

• Os resultados de aprendizagem (1)-(7) são avaliados através

de teste escrito (realizado no final do semestre) ou de dois

testes parciais (realizados em período de aulas)

• Os resultados de aprendizagem (1)–(8) são avaliados através

de trabalhos, projetos em computador, relatórios e discussão

oral individual dos trabalhos práticos

5. Avaliação (regra e teórica)

• Classificação Final =

0,5*Classificação Teórica

+

0,5*Classificação Prática

• Componente teórica

• Dois testes parciais com possibilidade de repetição de um deles

• A repetição decorrerá apenas na época normal (1.ª chamada) • 1.º teste parcial – aborda o capítulo 1 do programa

• 2.º teste parcial – aborda os capítulos 2 e 3 do programa

• Em alternativa, haverá realização de teste global na época normal

ou na época de recurso

5. Avaliação (teórica)

• Classificação mínima de 9,5 valores na componente teórica,

para obter aprovação nesta componente

• Para o teste global, será necessário obter 9,5 valores nesse

teste, para obter aprovação na componente teórica

• No caso dos dois Testes Parciais (TP), para obter aprovação na

componente teórica, devem verificar-se em simultâneo ambas

as condições:

• A média dos dois testes (NT = 0,5*TP1 + 0,5*TP2) terá que ser igual ou

superior a 9,5 valores

5. Avaliação (prática)

• Um trabalho de laboratório, em grupos de 2/3 estudantes, com

discussão final

• O trabalho prático consiste em exercícios teóricos e práticos, a

realizar durante o período letivo (15 semanas de aulas)

• É necessária a classificação mínima de 9,5 valores, no trabalho

prático, para conclusão da avaliação

• As aulas práticas darão início ao trabalho; espera-se que o

estudante o termine, fora do período da aula

• As aulas práticas serão esporádicas, não tendo periodicidade

estabelecida

5. Avaliação (prática)

• O sistema Thoth será utilizado para:

• constituição e gestão de grupos de trabalho

• entrega dos módulos do trabalho prático

• publicação de sumários

• Páginas das turmas LI31D e e LI31N

•

https://adeetc.thothapp.com/classes/Com/1516v/LI31D/info

5. Avaliação (geral)

• Componente teórica + prática (discussão individual)

• O trabalho prático é avaliado e classificado

• As respetivas classificações são publicadas

• Por ponderação, obtém-se a classificação final prevista que

será publicada no final do semestre

• A discussão oral final individual sobre o trabalho prático é

opcional, para cada estudante

• A ocorrência de discussão, solicitada pelo estudante ou

pelo docente, poderá levar a uma de três situações:

5. Avaliação – Notas Importantes

•

A existência de situações de plágio no trabalho prático

levará à anulação de todos os trabalhos envolvidos e à

reprovação imediata na unidade curricular

•

Só serão aceites os trabalhos cujos autores coincidam

com a constituição dos grupos no Thoth

•

Eventuais desistências deverão ser comunicadas ao

docente da turma

•

Não serão aceites entregas de módulos do trabalho

prático, após a data limite

5. Avaliação

• Uso do MATLAB nos trabalhos práticos

• MATLAB = MATrix LABoratory

k = 5; n = 2^k-1; [x,y,z] = sphere(n); c = hadamard(2^k); surf(x,y,z,c); colormap([1 1 0; 0 1 1]) axis equal

5. Avaliação

• MATLAB: ambiente de desenvolvimento e

linguagem de programação

6. Bibliografia – livro principal

• Ifiok Otung, Communication Engineering Principles, Palgrave, 2001,

ISBN-13: 978-0333775226, ISBN-10: 0333775228

6. Bibliografia – outros livros

• N. Benvenuto, R. Corvaja, T. Erseghe, N. Laurenti, Communication Systems:

Fundamentals and Design Methods, Wiley, 2006, 13: 978-0470018224,

ISBN-10: 0470018224

• S. Haykin, M. Moher, Communication Systems, 5th edition, Wiley, 2009, ISBN-13: 978-0471697909, ISBN-10: 0471697907

6. Bibliografia – outros livros

• B. Sklar, Digital Communications: Fundamentals and Applications, 2nd

edition, 2001, Prentice Hall, ISBN-13: 978-0130847881, ISBN-10: 0130847887

• A. Bateman, Digital Communications: Design for the Real World, 1998,

Prentice-Hall, ISBN-13: 978-0201343014, ISBN-10: 0201343010

6. Bibliografia – outros livros

• J. Moreira, P. Farrell, Essentials of

Error-Control Coding, 2006, Wiley

ISBN-13: 978-0470029206

ISBN-10: 047002920X

6. Bibliografia (folhas de apoio)

Cap. 1

• A. Ferreira, Transformada de Fourier e Série de Fourier

• A. Ferreira, Sistemas lineares e invariantes no tempo

• C. Meneses Ribeiro, Amostragem, Quantificação uniforme e Codificação

Cap. 2

• C. Meneses Ribeiro, Comunicação de Dados

• V. Fialho, Apontamentos sobre Modulações Digitais

Cap. 3

• A. Ferreira, Códigos detetores e corretores de erros

7.

Planeamento (verão 2015/16)

Data Atividade

29 de fevereiro Início do período letivo

14 de março Publicação do guia de MATLAB

4 de abril Entrega do guia de MATLAB (módulo n.º zero) 11 de abril Publicação do enunciado do trabalho prático 2 de maio Entrega do primeiro módulo do trabalho prático 3 de maio Realização do primeiro teste parcial

16 de maio Entrega do segundo módulo do trabalho prático 30 de maio Entrega do terceiro módulo do trabalho prático 20 de junho Entrega do quatro módulo do trabalho prático 14 de junho Realização do segundo teste parcial

18 de junho Final do período letivo

junho / julho

Realização do teste global ou repetição de um dos testes parciais (na 1ª chamada)

8. Docentes e Contactos

• Turmas

• LI31D – David Pereira-Coutinho (

davidpc@cc.isel.ipl.pt

)

Gabinete 16 da ADEETC

• LI31N – Vítor Fialho (

vfialho@deetc.isel.ipl.pt

)

Gabinete 26 da ADEETC

• Regente

• Artur Ferreira (

aferreira@deetc.isel.ipl.pt

)

Gabinete 16 da ADEETC

9. Unidades curriculares relacionadas

Comunicações

Redes de Computadores

Pro jecto e Seminário

Sistemas Multimédia

Processamento de Imagem e Biometria

4/6

9. Unidades curriculares relacionadas

• RCp - Redes de Computadores, obrigatória,

do 4.º semestre

• Compreender os princípios base de redes de computadores, i.e. conceitos fundamentais como a organização em camadas, aspectos de comunicação de dados e protocolos teóricos

• Utilizar redes locais, com realce para a Ethernet, compreendendo os pormenores do seu funcionamento

• Explicar e utilizar a família de protocolos TCP/IP, com especial ênfase no protocolo de rede IP e nos protocolos de transporte TCP e UDP, endereçamento, sistema de nomes de domínios, atribuição dinâmica de endereços, protocolos de transferência de ficheiros, correio electrónico.

9. Unidades curriculares relacionadas

• SM - Sistemas Multimédia, optativa, do 4.º/6.º

semestre

• Conhecimento das técnicas e normas de codificação de áudio e vídeo e sua aplicação. Ênfase na análise de videoconferência, videotelefonia, circuitos

fechados de vídeo e televisão digital. Impacto dos erros de canal na transmissão e na qualidade de serviço.

• Descrever o funcionamento das normas actuais para codificação, com perda, de áudio e vídeo

• Escolher e adaptar um codificador numa determinada aplicação, em função dos requisitos desta

• Desenvolver uma técnica de codificação, com perda, para determinado tipo de dados

• Avaliar os requisitos hardware/software necessários para um cenário de codificação/descodificação

9. Unidades curriculares relacionadas

• Sistemas Multimédia

9. Unidades curriculares relacionadas

• Sistemas Multimédia

9. Unidades curriculares relacionadas

• PIB - Processamento de Imagem e Biometria,

optativa, do 6.º semestre e do MEIC

• Desenvolver software para processamento de sinal e imagem • Formular soluções para problemas de processamento de imagem

• Aplicar algoritmos de processamento de sinal de imagem a problemas específicos • Analisar e formular as características de um sistema de reconhecimento

biométrico, em função de determinado conjunto de requisitos

• Escolher as técnicas e as ferramentas mais adequadas para sistemas de processamento de imagem e sistemas biométricos

• Prever, avaliar e comparar o desempenho de sistemas de reconhecimento biométrico

• Desenvolver e avaliar sistemas de processamento de imagem e de reconhecimento biométrico

9. Unidades curriculares relacionadas

• PIB - Processamento de Imagem e Biometria

• Coloração de imagem monocromática

9. Unidades curriculares relacionadas

• PIB - Processamento de Imagem e Biometria

9. Unidades curriculares relacionadas

• Processamento de Imagem e Biometria

9. Unidades curriculares relacionadas

• Processamento de Imagem e Biometria

• Autenticação com íris

• Aplicação em C#