Duração do Teste: 2h.

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1 Telecomunicações e Redes de Computadores Licenciatura em Engenharia e Gestão Industrial Prof. João Pires 1º Teste, 2007/ de Abril de 2007 Nome: Número: Duração do Teste: 2h. A prova é composta por três partes: Parte I: perguntas de escolha múltipla (1-8). Parte II: perguntas de desenvolvimento (1-4 ). Parte III: três problemas. A proveniência das fórmulas e todos os cálculos devem ser justificados. A prova deve ser resolvida nas folhas do enunciado. Boa sorte! PARTE I (5 valores) Em cada questão, assinale com uma cruz apenas a resposta que considerar mais correcta. 1. Um protocolo: Resposta: Certa: + 5 / 8 = 0,625 (Teste) Errada: - 5 / 24 =- 0,208 É a unidade de dados trocada entre entidades pares; É a entidade responsável pela execução de um algoritmo distribuído; Define o conjunto de regras a seguir na comunicação entre entidades pares; Define os serviços que um dado nível oferece ao nível superior. 2. No modelo OSI a principal função do nível de transporte é a de Actualizar e manter as tabelas de encaminhamento; Sincronizar o emissor e o receptor; Garantir a entrega de mensagens extremo-a-extremo; Garantir a formação de tramas. 3. No modelo OSI a compressão de dados é da responsabilidade do nível de Sessão; Aplicação; Rede; Nenhum dos anteriores. i

2 4. No modelo TCP/IP, qual o nível responsável pelo controlo de acesso ao meio? Nível físico; Nível de ligação de dados; Nível de rede; Nível de transporte. 5. A multiplicação de um sinal de voz por um sinal sinusoidal resulta num novo sinal: Constituído apenas por amostras periódicas do sinal original, espaçadas entre si do inverso da frequência da sinusóide; De voz, mas com as frequências mais elevadas removidas (isto é, filtradas); Cujo espectro é obtido por translação do espectro do sinal original para a frequência da sinusóide; Cujo espectro é igual o do sinal original somado com duas exponenciais complexas. 6. Considere um sinal periódico, com período 5 ms, e com potência total 10 mw. Identifique o sistema que recebendo este sinal à entrada apresenta à saída unicamente a quinta harmónica do sinal de entrada: Filtro passa-baixo ideal com frequência de corte 900 Hz e atenuação de 3 db; Filtro passa-bandas ideal com frequência central de 1100 Hz, largura de banda 300 Hz, e atenuação de 3 db; Filtro passa-baixo ideal com frequência de corte 1100 Hz e atenuação de 0 db; Filtro passa-bandas ideal com frequência central de 1050 Hz, largura de banda 200 Hz, e com atenuação de 0 db. 7. Duas estações de radiodifusão transmitem em modulação de amplitude clássica. Admitindo que a frequência mais elevada do sinal de áudio a transmitir, em ambos os casos, é de 5 khz, e que a filtragem nos receptores é feita usando filtros com um coeficiente de excesso de banda de 0.5, a largura de banda total ocupada pelas duas estações é de: 10 khz; 15 khz; 20 khz; 30 khz. 8 Na Europa, um sinal analógico de voz normalizado ocupa uma banda de frequências de 300 a 3400 Hz. O correspondente sinal digital normalizado apresenta um ritmo binário de: 32 kb/s, porque se amostra a 4000 amostras/s e cada amostra é codificada com 8 bits; 34 kb/s, porque se amostra a 3400 amostras/s e cada amostra é codificada com 10 bits; 64 kb/s, porque se amostra a 8000 amostras/s e cada amostra é codificada com 8 bits; 68 kb/s, porque se amostra a 6800 amostras/s e cada amostra é codificada com 10 bits. ii

3 PARTE II (5 valores) Em cada questão, responda clara mas concisamente ao que é perguntado. 1. No modelo OSI indique qual é o nível responsável pelo encaminhamento de pacotes ao longo da rede, e que acções são realizadas por esse nível para atingir esse objectivo. Indique ainda qual é o protocolo responsável por essa funcionalidade na Internet. 2. Um receptor de modulação de amplitude é constituído por um multiplicador por uma portadora local seguido por um filtro passa-baixo. Indique as principais funções do filtro e da multiplicação pela portadora local. Conhece outro esquema de desmodulação alternativo ao referido? 3. Qual é a diferença entre a multiplexagem TDM síncrona e estatística? Tendo presente a estrutura da trama E1 indique as funções dos diferentes canais usados. 4. Considere a seguinte sequência binária: Essa sequência é usada para modular uma portadora usando ASK, ou em alternativa FSK. Para esses dois esquemas de modulação represente no domínio do tempo, o sinal modulado correspondente à sequência transmitida. iii

4 PARTE III (10 valores) Justifique a proveniência das fórmulas e todos os cálculos que efectuar! Formulário S N q A [ ] máx db = n b 20 log 10, Regra de Carson: BRF [ Hz] = 2 ( D + 1) f x A A (3.5 val.) Considere o seguinte sinal periódico no domínio do tempo: A (V) t (μs) a) Determine o valor médio da tensão desse sinal. Indique uma regra de codificação apropriada para conduzir a um valor médio de 0 Volt. b) Represente esse sinal no domínio da frequência, considerando para essa representação a banda de frequência entre 0 e 400 khz. c) Admita que esse sinal é transmitido através de um canal de transmissão com um comprimento de 30 km o qual apresenta um coeficiente de atenuação de 0.2 db/km. Calcule o valor da amplitude do sinal na saída desse canal. d) Qual deverá ser a largura de banda mínima desse canal para permitir a transmissão das três primeiras harmónicas? iv

5 B (3 val.) Considere que pretende estabelecer uma ligação full-duplex a 9.6 kb/s entre dois DTE através de um canal telefónico usando MODEMs. Tenha presente que esse canal telefónico é um canal passa-banda, com uma banda de passagem situada entre os Hz. a) Demonstre que não é possível usar o QPSK como técnica de modulação nesse sistema. b) Para o caso de modulação M-QAM determine o número de símbolos da constelação (M) que permitem efectivar a ligação, sabendo que a separação entre a banda de ida e a banda de volta é feita no domínio da frequência. c) Tendo em conta os resultados obtidos na alínea anterior dimensione o valor da frequência dos sub-canais de ida e volta e represente a ocupação da banda do canal telefónico no domínio da frequência. v

6 C (3.5 val.) Um sinal analógico é amostrado, quantificado uniformemente e codificado num sinal PCM. O número de níveis de representação usado no PCM é 256. O sinal PCM é transmitido usando oito níveis de tensão, 0, 2, 4, 6, 8,10, 12 e 14 Volt, através de um canal com largura de banda de 4 khz, usando pulsos do tipo co-seno elevado (raised cosine), com factor de excesso de banda, β = 1. a) Qual o ritmo binário máximo a que o sinal pode ser transmitido neste canal? b) Determine o máximo valor possível da largura de banda do sinal analógico original. (Se não resolveu a alínea anterior considere um ritmo binário de 20 kbit/s). c) Se a relação sinal-ruído de quantificação exceder o desejado em 8 db, como se poderia proceder para tornar esta relação sinal-ruído de quantificação mais próxima do desejado? vi

7 Formulário S N q A [ ] máx db = n b 20 log 10, Regra de Carson: BRF [ Hz] = 2 ( D + 1) f x A vii