Lista de Exercícios: Cálculos de Potência e Taxa de Transmissão em Sistemas de Comunicação

LISTA DE EXERCÍCIOS 1 Considere um satélite de um sistema global de comunicações móveis operando na frequência de 24GHz e posicionado numa órbita a 8000 km de distância da terra Considerando o enlace do terminal móvel terrestre para o satélite calcule a A potência na entrada do receptor do satélite em dBm R 15595dBW 126 dBm PR b A máxima taxa de transmissão b R em kbps a fim de garantir que a probabilidade de erro de bit na recepção bP não seja superior a 10 5 23 R Rb 4kbps Dados O ruído no receptor do satélite é considerado Gaussiano canal AWGN com média zero e densidade espectral de potência W Hz N 21 0 8 10 A modulação empregada no enlace usuáriosatélite é do tipo BPSK não codificado A potência de transmissão do terminal móvel é TP 0 dBW Ganho da antena do terminal móvel antena transmissora 215 dBi GT Ganho da antena do satélite antena receptora GR 20 dBi 2 10 0 4 10 log dB d L Perda no Espaço Livre 0 2 N E Q P b b Probabilidade de Erro de Bit da Modulação BPSK z du u Q z 2 exp 2 1 2 z Q z 34 0000337 35 0000233 36 0000159 37 0000108 38 0000072 39 0000048 40 0000032 2 Projete um enlace de transmissão digital via rádio operando na freqüência de 2 GHz A distância entre transmissor e receptor é de 1 km Considere o modelo de propagação em espaço livre O enlace deve transmitir simultaneamente 10 canais de áudio digital de alta fidelidade e 10 canais de dados de 1Mbps cada Cada canal de áudio é amostrado a 441kHz e quantizado com 16 bits A densidade espectral de potência unilateral do ruído é W Hz N 20 0 10 Considerando a utilização de modulação MPAM ASKPSK utilize o gráfico em anexo para determinar a ordem da modulação M e a potência do transmissor em dBm para que a taxa de erro de símbolo no receptor seja de 6 10 A largura de banda disponível para transmissão é de 4264MHz Perda no Espaço Livre 2 10 0 4 10 log dB d L Probabilidade de Erro de Símbolo da Modulação MPAM 0 2 1 3 1 N E M erfc M M P S S Aproximação de Banda da Modulação MPAM B RS 10 5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 10 6 10 5 10 4 10 3 10 2 10 1 10 0 EbNo dB Prob de Erro de Símbolo SER MPAM 2PAM 4PAM 8PAM 16PAM 32PAM 64PAM 3 Um sistema digital de comunicação de dados utiliza uma técnica de modulação digital ternária 3 bitssímbolo de ordem M8 para transmissão entre um satélite geoestacionário e uma estação terrena na freqüência de operação de 4GHz Sendo a potência do transmissor do satélite de 100W determine a O ganho em dB da antena transmissora do satélite em relação à antena isotrópica R GT 17 dBi b O máximo valor da taxa de transmissão em bitss b R capaz de garantir na entrada do receptor da estação terrena uma relação sinalruído mínima ES N0 10 dB R RS 26424 0876 ksimboloss Rb 79272 2628 kbps Dados Distância entre o satélite e a estação terrena d 36000km Potência efetivamente irradiada pelo satélite EIRP PEIRP 37 dBW Ganho da antena receptora da estação terrena GR 39 dBi Temperatura de ruído na entrada do receptor T 300K Constante de Boltzmann WHzK 138 10 23 kB Densidade Espectral de Potência do Ruído T k N B 0 Perda no Espaço Livre MHz km f d L 10 10 0 20 log 20 log 3244 dB 4 Um sistema de comunicação celular é composto basicamente de uma Central de Comutação e Controle CCC de Estações Rádio Base ERB e de Estações Móveis EM Determine a máxima atenuação do sinal que permita a operação do rádio enlace ERBEM considerando que a potência mínima na entrada do receptor da EM deve ser 108 dBm R L0 159 dB Dados Adicionais Técnica de Múltiplo Acesso OFDMA Tipo de Modulação QPSK Taxa de Transmissão da ERB para o Móvel 8 Mbps ERB Transmissão Potência de Transmissão 10 W Ganho da Antena de Transmissão 14 dBi Perda total no cabo de ligação transmissorantena 3 dB EM Recepção Ganho da antena de recepção 0 dBi 5 Desejase estabelecer um enlace em 3GHz cobrindo uma distância de 5km A perda de propagação em espaço livre nesta distância é de aproximadamente 116dB As perdas adicionais do sistema devido à polarização e a outros descasamentos equivalem a 3dB As antenas transmissora e receptora empregadas são iguais e possuem ganho de 13dBi A potência mínima do sinal na entrada do receptor deve ser de 10 nW Sob condições de propagação no espaço livre a potência mínima do transmissor em dBm deverá ser R 42 dBm 6 O gráfico abaixo representa um serviço de transmissão de dados oferecido pela Operadora X com as seguintes características taxa de transmissão igual a 480 Mbitss taxa de erro de bits igual a 0001 e modulação 16QAM Devido ao aumento de demanda ela resolveu aumentar a taxa de transmissão para 720 Mbitss Considerando que essa mudança deve ser implementada sem aumentar a taxa de erro de bits e nem a largura de banda do canal de transmissão qual a modulação a ser adotada e quanto deve ser aproximadamente aumentada a RSR Relação SinalRuído na entrada do receptor R 64QAM e 5 dB