Técnicas de Codificação

1. Técnicas de Codificação • Dados Digitais, sinais digitais • dados Digitais, sinais analógicos • dados analógicos, sinais digitais • dados analógicos, sinais analógicos

2. Dados digitais, sinais digitais • Sinal Digital • pulsos discretos de voltagens • cada pulso um elemento de sinal • dados binários codificados nestes elementos

3. Codificação

4. Codificação - Nonreturn to Zero (NRZ) • NRZ-L (Nonreturn to Zero Level) • 0 = alto nível • 1 = baixo nível • NRZ-I (Nonreturn to Zero, Invert ones) • 0 = sem transição no ínicio do intervalo • 1 = com transição no inicio do intervalo • codificação diferencial • pode ser mais confiável o reconhecimento da transição na presença de ruído do que comparar valores • em sistemas complexos é fácil perder a polaridade do sinal

5. Codificação - Nonreturn to Zero (NRZ) • NRZ não são complexos • Utilizam a largura de banda eficientemente • A principal limitação é • falta de sincronização, pois durante a transmissão de longas seqüências de 1 ou 0 para o NRZ-L, e longas seqüências de 0s para o NRZ-I, a saída é uma voltagem constante durante um longo período de tempo.

6. Codificação - Multilevel Binary • Bipolar-AMI • 0 = sem sinal na linha • 1 = sinal positivo ou negativo, alternando a polaridade • não haverá perda de sincronização se houver uma grande seqüência de 1s • um longo string de bits 0s poderá causar a dessincronização

7. Codificação - Multilevel Binary • Pseudoternário • 0 = nível positivo ou negativo, alternando a polaridade • 1 = sem sinal • igual ao bipolar AMI, apenas com a inversão da representação de 0s e 1s

8. Codificação - Bifase • Manchester • 0 = transição de alto para baixo no meio do intervalo • 1 = transição de baixo para alto no meio do intervalo • Manchester Diferencial • sempre tem transição no meio do intervalo • 0 = transição no início do intervalo • 1 = sem transição no início do intervalo • Mantém relógio, precisam de maior largura de banda

9. Codificação - Bifase • Cada uma das técnicas exige pelo menos uma transição por bit e pode ter no máximo duas • Exige maior largura de banda que o NRZ • taxa de modulação é no máximo duas vezes a do NRZ • Permite • a sincronização

10. Taxa de codificação

11. Dados digitais, sinais analógicos • Sistema público de telefonia • 300Hz a 3400Hz • Usar modem (modulator-demodulator) • Amplitude shift keying (ASK) • Frequency shift keying (FSK) • Phase shift keying (PK)

12. Modulation Techniques

13. Modulação • Técnicas de Modulação • sinal original deslocado para a freqüência de uma portadora • portadora é modulada (transformada) para representar o sinal • modulação em amplitude • freqüência • fase

14. Amplitude Shift Keying • Valores representados por diferentes amplitudes da protadora • Usualmente, uma amplitude é zero • i.e. presença ou ausência da portadora é utilizada • Suscetível a ganhos de amplitude • Ineficiente, até 1200bps em canais de voz • Usado em fibra ótica

15. Frequency Shift Keying • Valores representados por diferentes frequências (próximas da portadora) • Maior imunidade a ruídos que ASK • Rádios de alta frequencia

16. FSK em canal de voz

17. Phase Shift Keying • Fase da portadora é modificada para representar os dados • PSK diferencial • Fase modificada relativa a transmissão prévia ao invés de em relação a sinal de referência

18. Quadrature PSK • Uso mais eficiente pois cada elemento de sinal representa mais de um bit • p.ex: mudanças em fase de /2 (90o) • cada elemento representa 2 bits • pode usar 8 ângulos de fase e tem mais de uma amplitude • combinação • modems de 9600bps modem usam 12 angulos, quatro dos quais tem duas amplitudes • 8 + (4*2) = 16 elementos diferentes de sinal

19. Dados Analígicos, Sinais Digitais • Digitalização • conversão analógico digital • uso de um conversor • Pulse code modulation • Delta modulation

20. Pulse Code Modulation(PCM) (1) • “Se um sinal é amostrado em intervalos regulares de tempos a uma frequência > 2x a frequência do sinal, os pulsos contém toda informação do sinal original” • Voz limitada a 4000 Hz • Requer 8000 amostras por segundo • Cada amostra é associada um valor digital

21. Pulse Code Modulation(PCM) (2) • Para qualidade comparada com transmissão analógica • 256 níveis de sinal • cada pulso tem 8 bits (256 níveis) • 8000 amostras por segundo de 8 bits cada = 64kbps

22. Codificação não linear • Níveis não igualmente espaçados • reduz distorção do sinal

23. Modulation Delta • Entrada analógica aproximada atravé de função escada (staircase function) • Move para cima ou para baixo um nível () a cada intervalo de amostra

24. Delta Modulation - exemplo

25. Dados Analógicos, sinais Analógicos • Razão? • Permite multiplexação em frequência • Tipos • Amplitude • Frequencia • Fase

26. Analog Modulation

27. Modulação por Amplitude S(t) = [1 + nax(t)]cos 2fct