AVI-Avaliacao-Integrada-Tipos-de-Modulacao-de-Sinais-Analogicos-e-Digitais

2 AVI AVALIAÇÃO INTEGRADA FOLHA DE RESPOSTA Disci INFORMAÇÕES IMPORTANTES LEIA ANTES DE INICIAR A Avaliação Integrada AVI é uma atividade que compreende resolução de cálculo Esta avaliação vale até 100 pontos Atenção 1 Serão consideradas para avaliação somente as atividades com status enviado As atividades com status na forma de rascunho não serão corrigidas Lembrese de clicar no botão enviar Atenção2 A atividade deve ser postada somente neste modelo de Folha de Respostas preferencialmente na versão Pdf Importante Nunca copie e cole informações da internet de outro colega ou qualquer outra fonte como sendo sua produção já que essas situações caracterizam plágio e invalidam sua atividade Se for pedido na atividade coloque as referências bibliográficas para não perder ponto CRITÉRIOS PARA AVALIAÇÃO DAS ATIVIDADES CÁLCULO Caminho de Resolução O trabalho deve seguir uma linha de raciocínio e coerência do início ao fim O aluno deve colocar todo o desenvolvimento da atividade até chegar ao resultado final Resultado Final A resolução do exercício deve levar ao resultado final correto A AVI que possui detalhamento do cálculo realizado sem pular nenhuma etapa e apresentar resultado final correto receberá nota 10 A atividade que apresentar apenas resultado final mesmo que correto sem inserir as etapas do cálculo receberá nota zero Os erros serão descontados de acordo com a sua relevância Disciplina 2 Resolução Resposta QUESTÃO 01 A transmissão de sinais envolve a escolha de um método de modulação onde a informação a ser transmitida em forma de sinal precisa ser encapsulada por um conceito de modulação analógica ou digital em uma forma de onda denominada portadora Utilizandose os dados informados anteriormente responda a Quais são os tipos de modulação de portadora analógica e de portadora digital tanto para a informação analógica quanto para a informação digital Ao apresentar poderá utilizar recursos com base em elementos textuais infográficos lista mapa ou tabela b Descreva cada tipo de modulação apresentada no item a QUESTÃO 02 Considere o projeto de rádio enlace em terreno plano em que possui um único obstáculo do tipo gume de faca entre as antenas e distante à 12km da antena de recepção sabendose que as antenas estão distantes 25km entre si tendo a altura H nesse rádio enlace o valor é de 25m e que o sistema poderá operar em duas frequências f1 24 GHz e f2 915 MHz Utilizandose os dados informados anteriormente responda a Qual seria a perda por difração em dB nesse link para as frequências f1 e f2 b Qual frequência deve ser adotada considerando a menor atenuação por difração Justifique c Qual é o valor da perda escolhida no item b em W UNISA Universidade Santo Amaro 2 AVI AVALIAÇÃO INTEGRADA FOLHA DE RESPOSTA Disci INFORMAÇÕES IMPORTANTES LEIA ANTES DE INICIAR A Avaliação Integrada AVI é uma atividade que compreende resolução de cálculo Esta avaliação vale até 100 pontos Atenção 1 Serão consideradas para avaliação somente as atividades com status enviado As atividades com status na forma de rascunho não serão corrigidas Lembrese de clicar no botão enviar Atenção2 A atividade deve ser postada somente neste modelo de Folha de Respostas preferencialmente na versão Pdf Importante Nunca copie e cole informações da internet de outro colega ou qualquer outra fonte como sendo sua produção já que essas situações caracterizam plágio e invalidam sua atividade Se for pedido na atividade coloque as referências bibliográficas para não perder ponto CRITÉRIOS PARA AVALIAÇÃO DAS ATIVIDADES CÁLCULO Caminho de Resolução O trabalho deve seguir uma linha de raciocínio e coerência do início ao fim O aluno deve colocar todo o desenvolvimento da atividade até chegar ao resultado final Resultado Final A resolução do exercício deve levar ao resultado final correto A AVI que possui detalhamento do cálculo realizado sem pular nenhuma etapa e apresentar resultado final correto receberá nota 10 A atividade que apresentar apenas resultado final mesmo que correto sem inserir as etapas do cálculo receberá nota zero Os erros serão descontados de acordo com a sua relevância Disciplina 2 Resolução Resposta QUESTÃO 01 A transmissão de sinais envolve a escolha de um método de modulação onde a informação a ser transmitida em forma de sinal precisa ser encapsulada por um conceito de modulação analógica ou digital em uma forma de onda denominada portadora Utilizandose os dados informados anteriormente responda a Quais são os tipos de modulação de portadora analógica e de portadora digital tanto para a informação analógica quanto para a informação digital Ao apresentar poderá utilizar recursos com base em elementos textuais infográficos lista mapa ou tabela b Descreva cada tipo de modulação apresentada no item a a Analógicas AM Amplitude modulada FM Frequência modulada PM Fase modulada Digitais PCM Pulse Code Modulation DM Delta Modulation Portadoras pulsadas PWM Modulação por largura de pulso PAM Modulação por amplitude de pulso PPM Modulação por posição de pulso Outras modulações para transmissão digital em meios físicos reais FSK Frequency shift keying e variações como MFSK e GFSK PSK Phase shift keying e variações como DQPSK ASK Amplitude shift keying e OOK OnOff keying QAM Modulação em quadratura da amplitude também chamado de APSK Amplitude and phase shift keying 2 b AM FM e PM são modulações onde uma portadora senoidal é modulada respectivamente em sua amplitude frequência ou fase A modulação nada mais é que variar essas grandezas em função de alguma informação o sinal modulante PAM PWM e PPM são modulações correspondentes respectivamente a AM FM e PM porém usam portadoras pulsadas Assim em função da informação que se quer transmitir é variada respectivamente a amplitude a largura do pulso no tempo ou a posição do pulso no tempo Podem ser modulados por sinais contínuos ou discretos no tempo embora a saída seja sempre discreta representa uma amostra do sinal em determinado tempo O PWM é obtido a partir de uma onda dente de serra e do sinal modulante como na figura abaixo O PCM é obtido a partir de um PAM e sua saída é um trem de bits A cada bloco de tamanho fixo de bits é enviado um código binário que corresponde a determinado nível de amplitude do sinal De modo abstrato dizemos que um sinal PCM tem uma saída na forma 1100101000111010 por exemplo Mas isso fisicamente quando se fala de um sinal elétrico em banda base corresponde a um trem de pulsos quadrados elétricos passando pelo condutor sendo portanto um sinal contínuo que carrega informação digital O DM modulação delta tal como o PCM gera um trem de bits de saída No entanto em vez de blocos de bit representando determinado valor de amplitude cada bit individual indica se o sinal está variando para cima ou para baixo na amplitude Como vantagem se 2 usa menos bits para representar um mesmo sinal quando comparado ao PCM considerando que ambos usem a mesma taxa de amostragem Assim como o PCM esses códigos no formado 1010111011 no condutor é um trem de pulsos quadrados elétricos Entender que o bit em si é uma coisa abstrata um símbolo uma informação e não uma coisa concreta facilita o entendimento de como uma portadora senoidal pode transmitir sinais digitais ou como se pode usar eletricidade ondas de rádio ou luz para carregar esses bits É o que ocorre com o ASK FSK PSK QAM e outros Aqui se modula respectivamente amplitude frequência fase e amplitude fase de uma portadora em função de símbolos bits ou conjuntos de bits OOK é um tipo de ASK simplficado onde se transmite ou não a portadora QUESTÃO 02 Considere o projeto de rádio enlace em terreno plano em que possui um único obstáculo do tipo gume de faca entre as antenas e distante à 12km da antena de recepção sabendose que as antenas estão distantes 25km entre si tendo a altura H nesse rádio enlace o valor é de 25m e que o sistema poderá operar em duas frequências f1 24 GHz e f2 915 MHz Utilizandose os dados informados anteriormente responda a Qual seria a perda por difração em dB nesse link para as frequências f1 e f2 b Qual frequência deve ser adotada considerando a menor atenuação por difração Justifique c Qual é o valor da perda escolhida no item b em W a Podemos calcular a perda por difração em obstáculo do tipo gume de faca a partir de um parâmetro v que leva em consideração a altura do obstáculo em relação a linha reta entre as antenas e os comprimentos de ondas Comprimento de 24 GHz λ c f λ 3 10 8 24 109 0125 m Comprimento de 915 MHz 2 λ 3 10 8 915 106 03279 m O parâmetro v é encontrado com a equação As distâncias d1 e d2 são as distâncias do obstáculo a cada antena Rx 12 km Tx 13 km Para 24 GHz Para 915 MHz O cálculo preciso da atenuação requer o cálculo de integrais de Fresnel No entanto quando o parâmetro v é maior que 078 é possível usar uma aproximação bastante razoável com a equação simplificada Portanto para 24 GHz a atenuação é E para 915 MHz 2 b A julgar pelas atenuações encontradas em cada frequência a melhor opção é usar 915 MHz Como a atenuação nessa frequência é menor é possível usar menos potência de transmissão ou usar antenas menos direcionais que são mais baratas ou usar receptores menos sensíveis também mais baratos Ondas com comprimento maior contornam melhor os obstáculos veja por exemplo as comunicações em ondas longas e médias que contornam o relevo e chegam a distâncias impressionantes Já as altas frequências requerem visada direta entre as antenas c Para potência o dB usa multiplicação por 10 usase 20 para tensão portanto 102166 dB 10 log P log P 102166 dB P 10102166 0095135 Essa potência P corresponde na verdade a razão entre a potência medida e uma referência que é de 1mW para dBm e 1 W para dBW Porém quando falamos em atenuação ou ganho P indica a razão da potência antes e da potência depois Nesse caso a potência após o obstáculo é 0095135 vezes a potência que chega nele portanto como fica WW a unidade se anula Logo não há como converter uma atenuação em dB para Watt não faz nem sentido físico 2 AVI AVALIAÇÃO INTEGRADA FOLHA DE RESPOSTA Disci INFORMAÇÕES IMPORTANTES LEIA ANTES DE INICIAR A Avaliação Integrada AVI é uma atividade que compreende resolução de cálculo Esta avaliação vale até 100 pontos Atenção 1 Serão consideradas para avaliação somente as atividades com status enviado As atividades com status na forma de rascunho não serão corrigidas Lembrese de clicar no botão enviar Atenção2 A atividade deve ser postada somente neste modelo de Folha de Respostas preferencialmente na versão Pdf Importante Nunca copie e cole informações da internet de outro colega ou qualquer outra fonte como sendo sua produção já que essas situações caracterizam plágio e invalidam sua atividade Se for pedido na atividade coloque as referências bibliográficas para não perder ponto CRITÉRIOS PARA AVALIAÇÃO DAS ATIVIDADES CÁLCULO Caminho de Resolução O trabalho deve seguir uma linha de raciocínio e coerência do início ao fim O aluno deve colocar todo o desenvolvimento da atividade até chegar ao resultado final Resultado Final A resolução do exercício deve levar ao resultado final correto A AVI que possui detalhamento do cálculo realizado sem pular nenhuma etapa e apresentar resultado final correto receberá nota 10 A atividade que apresentar apenas resultado final mesmo que correto sem inserir as etapas do cálculo receberá nota zero Os erros serão descontados de acordo com a sua relevância Disciplina 2 Resolução Resposta QUESTÃO 01 A transmissão de sinais envolve a escolha de um método de modulação onde a informação a ser transmitida em forma de sinal precisa ser encapsulada por um conceito de modulação analógica ou digital em uma forma de onda denominada portadora Utilizandose os dados informados anteriormente responda a Quais são os tipos de modulação de portadora analógica e de portadora digital tanto para a informação analógica quanto para a informação digital Ao apresentar poderá utilizar recursos com base em elementos textuais infográficos lista mapa ou tabela b Descreva cada tipo de modulação apresentada no item a a Analógicas AM Amplitude modulada FM Frequência modulada PM Fase modulada Digitais PCM Pulse Code Modulation DM Delta Modulation Portadoras pulsadas PWM Modulação por largura de pulso PAM Modulação por amplitude de pulso PPM Modulação por posição de pulso Outras modulações para transmissão digital em meios físicos reais FSK Frequency shift keying e variações como MFSK e GFSK PSK Phase shift keying e variações como DQPSK ASK Amplitude shift keying e OOK OnOff keying QAM Modulação em quadratura da amplitude também chamado de APSK Amplitude and phase shift keying 2 b AM FM e PM são modulações onde uma portadora senoidal é modulada respectivamente em sua amplitude frequência ou fase A modulação nada mais é que variar essas grandezas em função de alguma informação o sinal modulante PAM PWM e PPM são modulações correspondentes respectivamente a AM FM e PM porém usam portadoras pulsadas Assim em função da informação que se quer transmitir é variada respectivamente a amplitude a largura do pulso no tempo ou a posição do pulso no tempo Podem ser modulados por sinais contínuos ou discretos no tempo embora a saída seja sempre discreta representa uma amostra do sinal em determinado tempo O PWM é obtido a partir de uma onda dente de serra e do sinal modulante como na figura abaixo O PCM é obtido a partir de um PAM e sua saída é um trem de bits A cada bloco de tamanho fixo de bits é enviado um código binário que corresponde a determinado nível de amplitude do sinal De modo abstrato dizemos que um sinal PCM tem uma saída na forma 1100101000111010 por exemplo Mas isso fisicamente quando se fala de um sinal elétrico em banda base corresponde a um trem de pulsos quadrados elétricos passando pelo condutor sendo portanto um sinal contínuo que carrega informação digital O DM modulação delta tal como o PCM gera um trem de bits de saída No entanto em vez de blocos de bit representando determinado valor de amplitude cada bit individual indica se o sinal está variando para cima ou para baixo na amplitude Como vantagem se usa menos bits para representar um mesmo sinal quando comparado ao PCM 2 considerando que ambos usem a mesma taxa de amostragem Assim como o PCM esses códigos no formado 1010111011 no condutor é um trem de pulsos quadrados elétricos Entender que o bit em si é uma coisa abstrata um símbolo uma informação e não uma coisa concreta facilita o entendimento de como uma portadora senoidal pode transmitir sinais digitais ou como se pode usar eletricidade ondas de rádio ou luz para carregar esses bits É o que ocorre com o ASK FSK PSK QAM e outros Aqui se modula respectivamente amplitude frequência fase e amplitude fase de uma portadora em função de símbolos bits ou conjuntos de bits OOK é um tipo de ASK simplficado onde se transmite ou não a portadora QUESTÃO 02 Considere o projeto de rádio enlace em terreno plano em que possui um único obstáculo do tipo gume de faca entre as antenas e distante à 12km da antena de recepção sabendose que as antenas estão distantes 25km entre si tendo a altura H nesse rádio enlace o valor é de 25m e que o sistema poderá operar em duas frequências f1 24 GHz e f2 915 MHz Utilizandose os dados informados anteriormente responda a Qual seria a perda por difração em dB nesse link para as frequências f1 e f2 b Qual frequência deve ser adotada considerando a menor atenuação por difração Justifique c Qual é o valor da perda escolhida no item b em W a Podemos calcular a perda por difração em obstáculo do tipo gume de faca a partir de um parâmetro v que leva em consideração a altura do obstáculo em relação a linha reta entre as antenas e os comprimentos de ondas Comprimento de 24 GHz λ c f λ 3 10 8 24 109 0125 m Comprimento de 915 MHz 2 λ 3 10 8 915 106 03279 m O parâmetro v é encontrado com a equação vh 2 λ 1 d1 1 d2 As distâncias d1 e d2 são as distâncias do obstáculo a cada antena Rx 12 km Tx 13 km Para 24 GHz v25 2 0125 1 13000 1 1200012659 Para 915 MHz v25 2 03279 1 13000 1 1200007816 O cálculo preciso da atenuação requer o cálculo de integrais de Fresnel No entanto quando o parâmetro v é maior que 078 é possível usar uma aproximação bastante razoável com a equação simplificada J v6920logv 01 21v 01 Portanto para 24 GHz a atenuação é J v6920log1265901 211265901123718dB E para 915 MHz 2 J v6920log0781601 210781601102166dB b A julgar pelas atenuações encontradas em cada frequência a melhor opção é usar 915 MHz Como a atenuação nessa frequência é menor é possível usar menos potência de transmissão ou usar antenas menos direcionais que são mais baratas ou usar receptores menos sensíveis também mais baratos Ondas com comprimento maior contornam melhor os obstáculos veja por exemplo as comunicações em ondas longas e médias que contornam o relevo e chegam a distâncias impressionantes Já as altas frequências requerem visada direta entre as antenas c Para potência o dB usa multiplicação por 10 usase 20 para tensão portanto 102166 dB 10 log P log P 102166 dB P 10102166 0095135 Essa potência P corresponde na verdade a razão entre a potência medida e uma referência que é de 1mW para dBm e 1 W para dBW Porém quando falamos em atenuação ou ganho P indica a razão da potência antes e da potência depois Nesse caso a potência após o obstáculo é 0095135 vezes a potência que chega nele portanto como fica WW a unidade se anula Logo não há como converter uma atenuação em dB para Watt não faz nem sentido físico