Disciplina: Princípios de Comunicações

Professor Waslon Terllizzie A. Lopes

Princípios de Comunicações é uma disciplina obrigatória para todos os alunos do curso de Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Campina Grande (UFCG) e pode ser considerada um dos pilares para o ingresso na área de Telecomunicações.

Neste sentido, pode-se afirmar que o objetivo de um sistema de telecomunicações é permitir o envio de informações entre um emissor e um receptor. A transmissão da informação deve ser realizada de forma confiável minimizando os efeitos nocivos da distorção introduzida por um canal de comunicações (ar, fibra ótica, água, etc). Os esquemas de modulação/demodulação são essenciais para adequar os sinais ao meio de transmissão e o seu estudo constitui o principal objetivo da disciplina.

Contudo, antes de iniciar o estudo dos esquemas de modulação, faz-se necessária a apresentação de duas ferramentas essenciais para a compreensão da disciplina: Análise de Fourier e Processos Estocásticos. A primeira ferramenta é utilizada na análise de sinais no domínio da frequência pois, em comunicações, os sistemas também são especificados em termos do seu comportamento espectral, isto é, em termos de seu comportamento no domínio da frequência. Por sua vez, Processos Estocásticos são importantes para caracterizar os sinais que são utilizados em sistemas de comunicações: os sinais aleatórios. Ou seja, só é interessante transmitir sinais que são desconhecidos do receptor. Em outras palavras, ganha-se informação ao receber um sinal aleatório.

Com base nas ferramentas descritas (Fourier e Processos Estocásticos) pode-se fazer a análise dos esquemas de modulação e demodulação, comumente encontrados na literatura. A modulação consiste em variar parâmetros de um sinal (onda portadora) em função de outro (sinal mensagem). A onda portadora é responsável por transportar a informação (sinal mensagem) do transmissor ao receptor.

A onda portadora é comumente um sinal senoidal que pode ter sua amplitude, frequência ou fase variada em função do sinal que se deseja transmitir. Tem-se assim os esquemas básicos de Modulação em Amplitude (AM – Amplitude Modulation), modulação em Frequência (FM – Frequency Modulation) e Modulação em Fase (PM - Phase Modulation).

Adicionalmente, pode-se utilizar duas ondas portadoras defasadas de 90 graus (portadoras ortogonais ou em quadratura) e gerar o esquema de Modulação em Quadratura (QAM – Quadrature Amplitude Modulation).

Em todos os esquemas de modulação descritos anteriormente, o sinal modulado representa um deslocamento do sinal mensagem para uma frequência mais alta. Podem ser citadas algumas características que servem de motivação à modulação de sinais:

• Alocação de serviços distintos em frequências distintas. Por exemplo, no sinal AM de radiodifusão é transmitido na faixa de frequência de 580 kHz a 1680 kHz enquanto que o sinal para radionavegação aeronáutica vai de 108 MHz a 118 MHz;
• Multiplexação: sinais distintos podem ser transmitidos em frequências distintas;
• Redução no tamanho das antenas receptoras: quanto maior a frequência, menor a antena necessária para a recepção dos sinais modulados.

Por fim, aspectos relacionados aos efeitos do ruído nos sistemas de comunicações também são abordados na disciplina. Como a natureza do ruído é inerentemente aleatória, justifica-se a introdução do tópico Processos Estocásticos na disciplina.

A primeira vez que tive contato com esta disciplina foi no semestre 1995.2 e foi ela que me despertou para área de telecomunicações. Venho ministrando esta disciplina desde o semestre 2003.2, época em que concluí o meu doutorado cuja tese foi intitulada "Diversidade em Modulação Aplicada à Transmissão de Imagens em Canais com Desvanecimento".

Na disciplina recomendo fortemente que os alunos se esforcem no início pois a compreensão das ferramentas matemáticas facilitam sobremaneira a absorção dos conceitos mais avançados. Não custa lembrar que assistir com atenção às aulas e resolver todas as listas de exercícios são condições necessárias para a aprovação.

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