Sistemas de Comunicação

Fundamentos de análise matemática, incluindo bases de cálculo diferencial e integral.
Noções de estatística e de probailidades.
Noções de electrotecnia, circuitos eléctricos e medidas eléctricas.
Noções de lógica e sistemas digitais, representação e conversão entre bases.
Conceitos base de representação e processamento de sinais.

Motivação e apresentação dos temas nas aulas teóricas, incluindo pequenos exemplos práticos.
Resolução detalhada de exercícios teórico-práticos e exercícios de aplicação real nas aulas TP, incluindo mini-testes e exames anteriores, assim como exercícios a pedido dos alunos.
Uma componente de avaliação prática através de execução de trabalhos laboratoriais com relatório, incluindo a respetiva defesa individual.
Sugestão de elementos de estudo de qualidade disponíveis  na Internet, em especial no Youtube.

Objectivos:

O objectivo da unidade curricular de Sistemas de Comunicação é dotar os alunos de conhecimentos teóricos e práticos que lhes permitam compreender e aplicar os conceitos fundamentais associados aos sistemas de comunicação. Os conceitos teóricos, tecnologias e aplicações incluem os interfaces e ligações locais ponto-a-ponto assim como os sistemas de telecomunicações a longa distância, focando-se no nível físico das infraestruturas de suporte à ligações e redes locais, industriais e Internet. Especial atenção é dada às aplicações associadas às redes no âmbito do Projecto ITED.
 
Competências:

Compreender a representação da informação por sinais eléctricos. Compreender a representação dos sinais de informação no tempo e na frequência. Compreender a representação e implicações do ruído e da interferência em sistemas de comunicação.  Compreender os princípios da teoria da informação e os objectivos da codificação de fonte e de canal. Conhecer e compreender as diversas técnicas de transmissão em meios físicos de sinais em banda base. Compreender e calcular as limitações dos canais físicos à transmissão de sinais de informação. Compreender os princípios e a necessidade de utilização de técnicas de modulação. Conhecer e compreender as principais técnicas de modulação analógica e digital. Compreender a aplicação dos fenómenos da propagação às comunicações via rádio e por fibra óptica.  Capacidade para calcular e analisar comunicações analógicas e digitais simples sem e com ruído. Conhecer os principais tipos de interfaces eléctricos.  Compreender as vantagens e os princípios das redes de comunicação.

Exposição teórica:

Sinais e ruído.
Noções básicas de teoria da informação.
Codificação de fonte e de canal.
Meios físicos de transmissão.
Limitações dos canais físicos.
Largura de banda e capacidade.
Transmissão em banda base.
Técnicas de modulação analógicas.
Técnicas de modulação digitais.
Fundamentos de propagação.
Balanços de potência e aplicações.
Aplicações de balanços de potência às instalações de telecomunicações em edifícios (ITED).
Noções de Interfaces.
Noções de redes.
Noções básicas de Informação, Entropia, Redundância e Codificação.
Exemplos simplificados de sistemas de comunicação: rede telefónica fixa e móvel, radiodifusão rádio e DVB-T, feixes Hertzianos, comunicações via satélite, intefaces locais RS232, I2Ce  SPI, exemplos IoT (LoRa).

Trabalhos laboratoriais com avaliação:

Decomposição e síntese de sinais periódicos em Série de Fourier (manual e usando o Matlab);
Simulação e determinação experimental da função de transferência e largura de banda de um filtro;
Simulação e medição experimental de distorção linear e não linear em sistemas de comunicação (opcional);
Comunicação analógica com ruído térmico – cabos metálicos, fibras óticas, feixes hertzianos, ligações via satélite, redes WiFi e redes de sensores;
Simulação de modulação AM e FM (opcional);
Transmissão série  RS232 e/ou SPI e/ou I2C (opcional);

Exercícios teórico-práticos:

Introdução ao MatLab para processamento de sinais de comunicações;
Classificação de sinais;
Representação fasorial, sinais de potência e Séries de Fourier;
Sinais de energia e Transformada de Fourier;
Transformada de Fourier, Função de Transferência e Filtros;
Balanços de potência e comunicação analógica;
Ruído térmico e comunicação analógica com ruído e sem ruído;
Noções de balanços de potência e ruído em comunicações digitais.

Exame – 14 valores (em 20), mínimo 6 de  (em 14).
O aluno poderá realizar 2 mini-testes nas aulas teóricas, de 30 min cada e com aviso prévio de 1 semana, que contribuirão com um máximo de 1 valor cada (e mínimo 0,5) para o exame final.
Participação nas aulas teóricas e teórico-práticas  valorizada com 1 valor.
A utilização dos mini-testes na avaliação final (se maior que 0,5) é opção do aluno.
Data do Mini-Teste I: previsto aula teórica 5a semana letiva - a combinar com o Coordenador de Curso;
Data do Mini-Teste II: previsto aula teórica 10a semana letiva - a combinar com o Coordenador de Curso;
Execução e defesa dos relatórios dos trabalhos laboratoriais – 5 valores, mínimo 3.5 valores.
Os relatórios dos trabalhos laboratoriais são entregues na aula laboratorial seguinte à da sua conclusão.
Os trabalhos laboratoriais e respetivos relatórios são executados em grupos de 2 alunos (por regra) e existe uma defesa individual dos relatórios na última aula laboratorial do semestre.
A aprovação na componente laboratorial depende da presença nas aulas respetivas com possibilidade de até 2 faltas não justificadas.

NAO