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Dados Digitais, Sinais Analógicos
• Ex: Sistema de Telefonia Pública– 300Hz até 3400Hz– Uso de modem (modulator-demodulator)
• Modulação Analógica– Amplitude shift keying (ASK)– Frequency shift keying (FSK)– Phase shift keying (PSK)– Quadrature Amplitude Modulation (QAM)
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• Processo pelo qual são modificadas uma ou mais características de uma onda denominada de PORTADORA
Modulação Analógica
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Padronização ITU-T
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Modem V.34 (33600bps)
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Modem V.90 (56000bps)
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• Valores representados por diferentes amplitudes da portadora
• Geralmente uma das amplitudes é igual a zero– Ou seja, a presença e a ausência da portadora é
utilizada
• A amplitude pode ser modificada durante a trasmissão (maior ocorrência de erros)
• Até 1200bps em canais de voz
ASK (Amplitude Shift Keying)
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ASK (Amplitude Shift Keying)
Modula aamplitude
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Exercícios
1. Faça a modulação ASK das sequências binárias abaixo (+/- 5V = 1):a) 01010b) 11100
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• Valores binários representados por duas diferentes freqüências
• Menos suscetível a erros do que a ASK
• Até 1200bps em canais de voz
• Pode ser utilizada em circuitos de rádio e em LANs com cabos coaxiais
FSK (Frequency Shift Keying)
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FSK (Frequency Shift Keying)
Modula afreqüência
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FSK on Voice Grade Line
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FSK Múltiplo
• Mais do que duas freqüências são utilizadas
• Mais eficiente em termos de largura de banda (mais bits por Hz)
• Mais suscetível a erros
• Cada elemento de sinalização representa mais do que um bit
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1. Faça a modulação FSK das seguintes sequências binárias (0=1Hz, 1=2Hz):a) 010101b) 110010
Exercícios
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Phase Shift Keying
• A fase da portadora é modificada para representar o dado a ser enviado
• Binary PSK– Duas fases representam dois dígitos binários
• PSK Múltiplo– Mais do que duas fases são utilizadas
representando mais do que um dígito binário
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PSK (Phase Shift Keying)
Modula afase
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Quadrature PSK (QPSK)
• Cada elemento de sinal representa mais do que um bit:– Ex: mudanças de /2 (90o)– Cada elemento representa 2 bits– Pode utilizar 8 ângulos de fase e possuir mais do
que uma amplitude– modems de 9600bps modem utilizam 12 ângulos,
quatro dos quais possuem duas amplitudes
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Exercícios
1. Faça a modulação PSK das seguintes sequências binárias (0=0o, 1=180o):a) 010101b) 110010
2. Faça a modulação PSK das seqüências binárias acima utilizando 4 ângulos de fase (0,90,180 e 270 graus)
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• Evolução do QPSK para mais estados (combinações)– Sistemas com 128 e 256 estados já foram
implementados
• Aumento da taxa de transferência para uma certa largura de banda– Aumenta a probabilidade de erros.
QAM (Quadrature Amplitude Modulation)
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Constelação QAM
(a) QPSK.
(b) QAM-16.
(c) QAM-64.
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Constelação• Representação 2D da quantidade de símbolos utilizados
em uma modulação QAM• Eixos representam o parâmetro fase da portadora
• Pontos em cada eixo representam a amplitude em cada fase
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Constelação QAM
8 símbolos(= 8 combinações entre
fase e amplitude)
16 símbolos
5V 10V
10V
5V
5V10V
5V
10V
0o
90o
180o
270o
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Número de símbolos (M) e bits codificados (L)
fase amplitude bits/símbolo(L)0o 5V 0000o 10V 00190o 5V 01090o 10V 011180o 5V 100180o 10V 101270o 5V 110270o 10V 111
1
2
34
56
78
M
L = log2(M) => M=2L
L = 3
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Número de símbolos (M) e bits codificados (L)
000
001
010 011100101
110
111
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QAM Modems
(a) V.32 for 9600 bps (1920 baud)
(b) V32 bis for 14,400 bps
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Redes de Computadores
V34 QAM
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Exercícios
1. Calcule a quantidade de bits codificados para um modem que possui uma constelação de 32 símbolos
2. Um modem tribit (L=3) possui quantos símbolos em sua constelação
3. Desenhe a constelação de um modem quadribit
4. Quantos bits podem ser codificados em um modem com a constelação a seguir. Desenhe a string codificada por cada ponto.
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Baud x Bps
• Taxa de sinalização representa quantas vezes por segundo os símbolos são trocados
• Unidade: baud
• 1baud = 1 símbolo por segundo; 1200 baud = 1200 símbolos por segundo
• Seja um modem que possui uma taxa de sinalização de 1200 baud e que possui 32 pontos (M) em sua constelação. Calcule sua taxa de transmissão.
bits por símbolo = log2(M) = 5 bits/símbolo
C = 5 * 1200 (símbolos/s) = 6000bps
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Exercícios
1. Calcule a taxa de transmissão de um modem de 1200 baud quadribit.
2. Um modem possui uma constelação de 64 pontos. Calcule a taxa de transmissão desse modem sabendo que ele possui 2400baud.
3. Calcule quantos baud possui um modem que possui uma constelação de 16 pontos e taxa de transmissão de 19200bps.
4. Em que caso a taxa de sinalização será igual a taxa de transmissão?