Uma Introdução às Telecomunicações com Mathematica


CARLOS SALEMA

O livro "Uma Introdução às Telecomunicações com Mathematica", de Carlos Salema é um de texto de nível universitário que cobre todos os aspectos fundamentais das telecomunicações, ao nível de uma disciplina introdutória, num curso de engenharia Electrotécnica, ou afim.

Trata-se de um livro bastante abrangente, cobrindo uma vasta gama de tópicos, desde os sistemas e redes telefónicas clássicas, até aos rudimentos da teoria da informação de Shannon (e sua aplicação à codificação), passando pelas clássicas modulações analógicas (AM, FM, entre outras) e pelas modulações digitais.

O manuscrito cobre claramente uma lacuna na literatura técnica de língua portuguesa: tanto quanto conheço, não existe nenhum livro equivalente publicado em Portugal. Ao adoptar o português, este livro tem também como mercado potencial todos os países de língua oficial portuguesa.

Tem como mercado potencial todos os estudantes de engenharia electrotécnica e de computadores bem como estudantes e engenheiros de áreas afins, interessados num texto que lhes forneça uma visão completa (a um nível técnico acessível) dos aspectos básicos das telecomunicações.

Um aspecto singular deste manuscrito, com grande interesse e potencial pedagógico, é a inclusão de pequenos "programas" em Mathematica, os quais permitem ao leitor reproduzir a maioria das figuras e gráficos apresentados no livro e levar a cabo as suas próprias experiências, observando o efeito da alteração de diversos parâmetros ou testando modificações às expressões neles contidas. Considero ser este o aspecto que mais distingue este livro de outros livros de nível semelhante em telecomunicações e que pode despertar o interesse de estudantes e ter um papel importante na transmissão efectiva do conhecimento sobre os temas versados.

Mário Figueiredo
Professor Associado com Agregação
Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores do IST

   

Carlos Salema doutorou-se em Engenharia Electrotécnica no Queen Mary College da Universidade de Londres (1972) e agregou-se no IST (1978), onde leccionou até 2003 no Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores). Tem uma longa experiência de ensino na área de Sistemas de Telecomunicações e foi por duas vezes distinguido pelos alunos como o melhor professor do curso de Engenharia Electrotécnica e Computadores. Foi Director do Centro de Cálculo do IST (1983-85), Presidente da Junta Nacional de Investigação Científica e Tecnológica, INICT, (1986-89), Presidente Adjunto para os Assuntos Pedagógicos do IST (1993-96) e Presidente da Assembleia de Representantes do IST (1996-2002) e Presidente da Direcção do Instituto de Telecomunicações (desde 1993). É membro efectivo da Academia das Ciências de Lisboa e Presidente da Academia de Engenharia. É autor dos livros “Solid Dielectric Horn Antennas” publicado em 1998 pela Artech House (Boston) e Feixes Hertzianos (IST Press, 1998 e 2002), publicado em 2003 pela John Wiley & Sons (New Jersey, 2003) com o título Microwave Radio Links.

   

INFORMAÇÕES

FORMATO: 235 X 169 mm

PÁGS.: 440

ISBN: 978-972-8469-73-3

ANO: 2009

PVP: ¤40,39 (6 % IVA Incluído)

COLECÇÃO: Ensino da Ciência e da Tecnologia - N.º 24

NOTA: Há um notebook Mathematica com os programas deste livro: IntroducaoTelecomunicacoes.nb.

Se não possuir o programa Mathematica poderá utilizar a aplicação Math Player distribuída gratuitamente pela Wolfram.

   

ÍNDICE

LISTA DE FIGURAS
LISTA DE TABELAS
PREFÁCIO
AGRADECIMENTOS
1 O SISTEMA TELEFÓNICO
1.1 Introdução
1.2 Terminais telefónicos
1.3 Rede telefónica
1.4 Princípios de comutação telefónica
1.4.1 Introdução
1.4.2 Sistemas manuais de bateria local
1.4.3 Sistemas automáticos de bateria central
1.5 Exercícios
2 TRÁFEGO TELEFÓNICO
2.1 Introdução
2.2 Probabilidade de ocupação simultânea de circuitos
2.3 Duração das chamadas telefónicas
2.4 Distribuição B de Erlang
2.5 Distribuição do tráfego pelos circuitos de um grupo
2.6 Efeitos da sobrecarga no grau de serviço
2.7 Distribuição C de Erlang
2.8 Exercícios
3 QUALIDADE DO SINAL TELEFÓNICO
3.1 Unidades logarítmicas
3.2 A voz e o ouvido humanos
3.3 Qualidade do canal telefónico
3.3.1 Distorção
3.3.2 Ruído
3.3.3 Medidas subjectivas de qualidade
3.4 Exercícios
4 TRANSMISSÃO DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
4.1 Introdução
4.2 Linha bifilar
4.3 Propagação na linha bifilar
4.4 Propagação em espaço livre
4.4.1 Equações de Maxwell
4.4.2 Onda plana
4.4.3 Onda esférica
4.4.4 Fórmula de Friis
4.5 Espectro radioeléctrico
4.6 Elipsóides de Fresnel
4.7 Reflexões
4.8 Desvanecimento
4.9 Antenas
4.9.1 Introdução
4.9.2 Antenas lineares
4.9.3 Antenas de abertura
4.10 Exercícios
5 CANAIS DE TRANSMISSÃO
5.1 Introdução
5.2 Função de transferência
5.3 Resposta de um canal linear
5.4 Atraso de fase e atraso de grupo
5.5 Distorção de fase
5.6 Ruído em canais de transmissão
5.6.1 Ruído térmico
5.6.2 Factor de ruído
5.6.3 Associação de quadripolos em cadeia
5.7 Exercícios
6 SISTEMAS TELEFÓNICOS COM AMPLIFICAÇÃO
6.1 Introdução
6.2 Valor mínimo da atenuação num circuito telefónico com amplificação
6.3 Produção e controlo de ecos
6.4 Supressores de eco
6.5 Compressores e expansores
6.6 Exercícios
7 MODULAÇÃO
7.1 Introdução
7.2 Modulação de amplitude
7.2.1 Modulação de amplitude, com portadora e dupla banda lateral (AM)
7.2.2 Modulação de amplitude de banda lateral dupla sem portadora (DSB)
7.2.3 Modulação em banda lateral única (SSB)
7.2.4 Modulação em amplitude em quadratura (QAM)
7.2.5 Modulação de amplitude com banda lateral vestigial (VSB)
7.2.6 Representação vectorial da modulação de amplitude
7.3 Modulação de frequência (FM)
7.4 Modulação de fase (PM)
7.5 Exercícios
8 DESMODULAÇÃO
8.1 Introdução
8.2 Desmodulação de amplitude
8.2.1 Desmodulação de envolvente
8.2.2 Simulação da desmodulação de envolvente
8.2.3 Desmodulação não linear
8.2.4 Desmodulação síncrona
8.2.5 Desmodulação de banda lateral dupla sem portadora
8.2.6 Desmodulação de banda lateral única
8.2.7 Desmodulação de quadratura
8.2.8 Desmodulação de banda lateral vestigial
8.3 Desmodulação de frequência
8.3.1 Desmodulação por discriminador
8.3.2 Desmodulação por PLL
8.3.3 Simulação da desmodulação de frequência
8.4 Desmodulação de fase
8.4.1 Desmodulação por discriminação e integração
8.4.2 Simulação da desmodulação de fase
8.5 Telefonia múltipla por divisão na frequência
8.6 Exercícios
9 RUÍDO
9.1 Introdução
9.2 Ruído gaussiano de banda larga
9.2.1 Introdução
9.2.2 Simulação de ruído gaussiano de banda larga
9.2.3 Análise espectral do ruído
9.2.4 Ruído térmico
9.3 Ruído gaussiano de banda estreita
9.4 Exercícios
10 DESEMPENHO DAS MODULAÇÕES ANALÓGICAS EM PRESENÇA DE RUÍDO
10.1 Introdução
10.2 Desmodulação de amplitude
10.2.1 Desmodulação de envolvente
10.2.2 Desmodulação de banda lateral dupla sem portadora
10.2.3 Desmodulação de banda lateral única
10.2.4 Desmodulação de quadratura
10.3 Desmodulação de frequência
10.4 Desmodulação de fase
10.5 Exercícios
11 DIGITALIZAÇÃO
11.1 Introdução
11.2 Conversão analógico-digital
11.2.1 Introdução
11.2.2 Amostragem
11.2.3 Quantificação
Quantificação uniforme
Quantificação não uniforme
11.2.4 Codificação
11.2.5 Modulação delta
11.2.6 Modulação delta adaptada
11.3 Erros de transmissão e relação sinal-ruído
11.4 Conversão digital-analógica
11.5 Exercícios
12 CÓDIGOS DE LINHA
12.1 Introdução
12.2 Código unipolar
12.3 Código polar ou NRZ
12.4 Código bipolar ou AMI
12.5 Código bifase ou de Manchester
12.6 Códigos multinível
12.7 Exercícios
13 TRANSMISSÃO EM BANDA DE BASE
13.1 Introdução
13.2 Filtro em co-seno elevado
13.3 Diagrama de olho
13.4 Código polar
13.5 Código unipolar
13.6 Código bipolar (ou AMI)
13.7 Códigos multinível
13.8 Hierarquias digitais
13.9 Exercícios
14 MODULAÇÕES DIGITAIS E O SEU DESEMPENHO EM PRESENÇA DE RUÍDO
14.1 Introdução
14.2 Modulação ASK com desmodulação coerente
14.3 Modulação ASK com desmodulação incoerente
14.4 Modulação FSK com desmodulação coerente
14.5 Modulação PSK com desmodulação coerente
14.6 Modulação QAM
14.7 Modulações usadas em modems de assinante
14.8 Exercícios
15 DETECÇÃO DE PULSOS NO SEIO DO RUÍDO
15.1 Introdução
15.2 Detecção do sinal com um filtro passa-baixos
15.3 Detecção do sinal por convolução
15.4 Detecção de sequências de pulsos
15.5 Exercícios
16 TEORIA DA INFORMAÇÃO
16.1 Introdução
16.2 Informação de um sinal digital
16.3 Informação de um sinal analógico
16.4 Capacidade de canal
16.4.1 Canal binário
16.4.2 Canal analógico
16.5 Introdução aos códigos de canal
16.6 Códigos de blocos
16.6.1 Introdução
16.6.2 Códigos de Hamming
16.6.3 Códigos entrelaçados
16.6.4 Códigos com bit de paridade entrelaçado
16.6.5 A importância do comprimento do bloco
16.7 Códigos cíclicos
16.7.1 Introdução
16.7.2 Detecção e correcção de erros com códigos cíclicos
16.7.3 Códigos cíclicos de verificação da redundância
16.7.4 Exemplo de aplicação de um código CRC
16.8 Codificação da fonte
16.8.1 Introdução
16.8.2 Codificação de Huffmann
16.8.3 Codificação de Huffmann extendida
16.8.4 Codificação de Huffmann modificada
16.8.5 Exemplos de codificação de fonte
16.9 Exercícios
A SÉRIE E TRANSFORMADA DE FOURIER
A.1 Série de Fourier
A.2 Transformada de Fourier
A.2.1 Impulso rectangular centrado na origem dos tempos
A.2.2 Impulso rectangular centrado em t0
A.2.3 Impulso triangular centrado na origem dos tempos
A.2.4 Impulso em dente de serra com origem na origem dos tempos
A.3 Teorema da Convolução
A.4 Utilização da Transformada Rápida de Fourier
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ÍNDICE REMISSIVO


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