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Telecomunicações

Código 7149
Ano 1
Semestre S2
Créditos ECTS 6
Carga Horária PL(15H)/T(30H)/TP(15H)
Área Científica Electrotecnia e Electrónica
Objetivos Gerais e Resultados de Aprendizagem O desenvolvimento sustentado das redes de comunicação e de computadores, ao longo do século XX e primeira década do século XXI, suporta a necessidade de formação em redes de comunicação no contexto do Mestrado em Engenharia Electromecânica, de forma a munir os futuros profissionais com uma preparação conceptual e ferramentas de dimensionamento que os permitam integrar equipas multidisciplinares em projectos onde os sistemas de telecomunicações sejam uma das componentes relevantes, incluindo componentes de rede fixa, sem fios terrestre ou mesmo via satélite.
O objectivo da unidade curricular é possibilitar a aprendizagem de aspectos básicos de telecomunicações: propagação, interferência, planeamento celular, comunicações via satélite, modulações, codificação, redes e sistemas de comunicações móveis e sem fios (incluindo feixes hertzianos).
O aluno deverá atingir os seguintes learning outcomes e aquirir o seguinte tipo de competências:
1) Conhecimento e compreensão: formação em aspectos de propagação e respectivos modelos, reutilização de frequências, aspectos conceptuais de tráfego telefónico na presença da mobilidade e desenvolvimento de competências em planeamento celular e projecto de ligações rádio ponto a ponto.
2) Análise em Engenharia: Analisar o problema da cobertura celular em comunicações móveis e sem fios, utilizando modelos de propagação e considerando o efeito negativo do ruído. Analisar e propor soluções para problemas de tráfego telefónico. Saber analisar diversos sistemas de comunicação, como o GSM, HSCSD, GPRS, EDGE, UMTS, HSPA, WiFi, WiMAX e LTE, e as suas arquitecturas. Contabilizar o tráfego de mobilidade, resultante do handover. Compreender o dimensionamento de comunicações via satélite.
3) Projecto em Engenharia: Projectar sistemas de comunicação via satélite e feixes Hertzianos simples, abordando também aspectos de custos/proveitos; planear sistemas de comunicações móveis celulares terrestres.
4) Investigação: novas metodologias de dimensionamento e técnicas inovadoras em diversos sistemas de comunicação, como o GSM, HSCSD, GPRS, EDGE, UMTS, HSPA, WiFi, WiMAX e LTE.
5) Prática em Engenharia: Resolver o problema da reutilização de frequências contabilizando a relação portadora-interferência. Lidar com aspectos de dimensionamento de sistemas de comunicação via satélite e feixes Hertzianos simples. Estabelecer ligações seguras simples em redes sem fios WiFi ou WiMAX.
6) Contexto envolvente: desenvolvimento da expressão oral e escrita, facilitando a comunicação sem ambiguidades de conclusões e raciocínios, a especialistas e não especialistas. De forma a desenvolver a capacidade de adequar os conhecimentos adquiridos às reais e efectivas necessidades do exercício da profissão Engenheiro Electrotécnico/Electromecânico, o aluno deverá consolidar os conceitos essencias de ética e deontologia profissional, conhecendo e sabendo aplicar códigos de ética no exercício da profissão, por exemplo, o do IEEE. Desenvolvimento de capacidades de aprendizagem autónoma e auto-orientada que permitam a sua adaptação à constante evolução tecnológica, permitindo-lhe aplicar os conhecimentos e capacidades de compreensão integrada e de resolução de problemas a situações novas, em contextos alargados e multidisciplinares, ao longo da vida. Capacidade para integrar conhecimentos, lidar com questões complexas, desenvolver soluções ou emitir juízos em situações de informação limitada ou incompleta, permitindo-lhes mesmo a capacidade para mudar princípios, métodos e técnicas de execução.
Conteúdos / Programa 1 – Motivação às telecomunicações: o desenvolvimento histórico das telecomunicações e o diagrama de blocos de um sistema de telecomunicações.
2 – Introdução aos processos ondulatórios; antenas, propagação, interferência e reutilização de frequências. Dependência da atenuação com a frequência. Ganho das antenas mais comuns, o elipsóide de Fresnel, a distância de Fraunhoffer e a contabilização do efeito de Doppler. Obtenção da relação portadora-interferência em função da distância de cobertura e da distância de reutilização.
3 – Comunicações via satélite.
4 – Modulação, codificação e revisão de processamento de sinais.
5 – Redes de computadores (incluindo a pilha protocolar do modelo OSI) e aspectos de tráfego telefónico (bloqueio e atraso) e de mobilidade. Dimensionamento do número de recursos em estações de base.
6 – Sistemas de comunicações móveis e sem fios (GSM/HSCSD/GPRS/EDGE, UMTS, HSPA, MBS, IEEE 802.11, IEEE 802.16 e LTE) e suas arquitecturas. Tópicos de feixes hertzianos.
7 – Planeamento celular e multi-serviço.
Bibliografia / Fontes de Informação Manuel de Abreu Faro, A Peregrinação de um Sinal, Gradiva, 1995.
Carlos Salema, Feixes Hertzianos, IST PRESS, 1998.
Theodore S. Rappaport, Wireless Communications – Principles and Practice, Prentice Hall, 2002.
F. J. Velez, Aspects of Cellular Planning in Mobile Broadband Systems, Tese de Doutoramento, Instituto Superior Técnico, 2000.
Harri Holma and Antti Toskala, WCDMA for UMTS, John Wiley and Sons, 2001. Axel Sikora, Wireless Personal and Local Area Networks, John Wiley and Sons, 2003.
Peter Stuckman, The GSM Evolution – Mobile packet Data Services, John Wiley and Sons, 2003.
G. Maral, M. Bousquet, Satellite Communication Systems, 4 edition, 2002, John Wiley & Sons.
Carlos Salema, Sistemas de comunicações por satélite, 1993, (STII), Associação dos Estudantes do Instituto Superior Técnico.
Ramjee Prasad and Fernando J. Velez, WiMAX Networks: Techno-economic Vision and Challenges, Springer, Dordrecht, The Netherlands, 2010 (ISBN: 978-90-481-8751-5).
Actividades de Ensino-Aprendizagem e Metodologias Pedagógicas As horas de contacto teóricas (2h semanais) têm como finalidade transmitir os conhecimentos teóricos associados aos conteúdos programáticos da unidade curricular, possibilitando ao aluno adquirir competências conceptuais, analíticas e de projecto. As horas de contacto teórico-práticas (1 h semanal) têm como finalidade transmitirem aos alunos conhecimentos práticos, através da resolução de problemas e exercícios práticos, permitindo esclarecer dúvidas e discutir casos de estudo de planeamento e projecto de sistemas de comunicação rádio de média dimensão. Nas aulas de laboratório (1 h semanal), desenvolvem-se trabalhos práticos laboratoriais.
Métodos e Critérios de Avaliação A avaliação dos alunos é realizada tendo em conta a seguinte proposta:
30% trabalhos de laboratório e pesquisa + 10% Participação e TPC + [(30% Freq.1 + 30%Freq.2) ou 60% Exame]
Classificação de trabalhos experimentais/laboratórios entregues: 9.5 (mínimo).
Língua Português
Data da última atualização: 2014-08-07
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