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title: Teleco - Introdução ao Método de Sinalização Digital
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# Teleco - Introdução ao Método de Sinalização Digital
**Alunos:** Lucas Pinheiro e Maurício Taffarel

[TOC]

## Introdução

Neste laboratório seremos capazes de compreender como são os métodos que fazem da transmissão digital tão resstente aos efeitos de deformações do sinal.
Iremos analisar a reconstrução do sinal a partir da comparação do sinal recuperado com o de entrada ao adicionarmos deformações na palavra transmitida.


## Objetivos do experimento

O experimento tem como objetivo:
* Estudar como um sinal não é distorcido na saída de um receptor mesmo que o sinal de entrada tenha sido corrompido.
* Estudar a função do bit de paridade.
* Estudar como o incremento de bits pode permitir a a detecção e correção de erros.


## Teste de capacidade de remoção de ruído

O primeiro passo deste experimento foi a conexão e configuração dos módulos: U-2970A, U-2970H, U-2970F; osciloscópio e gerador de função.

Com as conexões feitas, foi escolhida uma palavra de referência ($01001100$) que foi transmitida via *data stream* sem nenhum tipo de sistema de correção de erros. A mensagem binária pode ser vista abaixo:

![](https://i.imgur.com/FMxQrEQ.png)

Após isso, foi utilizado uma fonte de sinal senoidal com $f=100Hz$ com uma amplitude aumentada gradativamente até se alcançar o nível crítico de ruído, esta passará a ser executado no alto-falante. E assim podemos ver o ruído numa mensagem, como mostra a figura a seguir:

![](https://i.imgur.com/hUPx6pH.png)

Esta mensagem foi corrompida através da redução do nivel de tensão e adição do sinal gerado no gerador de funções, recuperada pelo data squarer, recebida pelo decodificador, enviada ao conversor DAC com o alto falante como saída.

Com esse sistema, uma palavra fixa sem modificações é convertida em sinal analógico contínuo e enviado ao alto falante que não deve emitir nenhum ruído.

Com a alteração do potenciômetro *Bias*, o nivel de tensão que o data squarer vai interpretar como $1$ ou $0$ vai ser modificado e a reconstrução do sinal pode ser arruinada.

Com o aumento do ruído no sinal digital, qualquer interpretação errada do decodificador representa uma alteração no sinal analógico que pode ser identificado através do ruído no alto falante.

Após essa primeira etapa, o nível do sinal de ruído adicionado pelo gerador de função é incrementado lentamente até o limite em que interferência é grande o suficiente para alterar a interpretação dos bits.

Com o objetivo de se determinar o nível máximo de ruído, a amplitude do alto-falante foi reduzida a medida em que a amplitude do sinal de entrada era aumentado, assim o valor encontrado de tensão foi de $V=9.85V$:

![](https://i.imgur.com/Bj0Uu6k.png)

Após o ajuste do Bias, o ruído pode ser mudado, os efeitos:

![](https://i.imgur.com/10DWujY.png)

Desta forma é possível ajustar o sinal de bias afim de se minimizar o ruído.

## Detecção e correção de erros

### Verificação de paridade

A segunda etapa do experimento explorou os métodos de detecção e correção de erros. O primeiro método estudado foi o de bit de paridade.

O bit de paridade é o último bit da palavra e indica, a depender da convenção adotada a quantidade de $1$s transmitidos. Se qualquer bit for reconhecido erroneamente, a partir da análise dos dados recebidos, é possível reconhecer se houve alguma adulteração durante a transmissão, cntanto que haja apenas um erro na palavra.

Caso ocorra duas mudanças, o bit de paridade volta a combinar com a contagem da palavra e o erro não é reconhecido.

Esse método pôde ser experimentado com a utilização dos módulos. Uma palavra de 7 bits + bit de paridade foi transmitida e foram adicionados propositalmente erros na etapa de reconhecimento da palavra. pôde-se perceber a indicação de erro quando ocorreram mudanças "ímpares", mas não quando acionados errs "pares".

A montagem pode ser vista abaixo:

![](https://i.imgur.com/4GHT138.png)

Nota-se que na imagem a seguir, foi experimentado adicionar um sinal de saída para simular um erro, e este erro pôde ser verificado através de uma indicação luminosa de um LED verde indicando um erro de paridade.

![](https://i.imgur.com/qOQib3V.png)

### Correção de erros

Após as devidas configurações nos kits didáticos, foi experimentado o metodo de correção de Hamming. Para detectar o erro e corrigi-lo, é necessário saber onde poderia estar o erro, por isso, são necessários mais bits compondo a informação. Este algoritmo para 4 bits de palavra, são usados 3 bits de correção e 1 de paridade. 

Pôde-se perceber que quando ocorria 1 erro o código permitia que a palavra fosse corrigida como mostra a imagem abaixo:

![](https://i.imgur.com/bBjuVlM.png)


Na presença de dois erros a correção não era possível, mas o erro era apontado como existente. Algo que pode ser muito importante que apenas 1 bit de paridade não consegue identificar:

![](https://i.imgur.com/fsiuhD6.png)

Para visualizar melhor a detecção de erros, ao invés de ser utilizado uma palavra fixa, foi utilizado uma senoide de entrada como mostra a figura abaixo:

![](https://i.imgur.com/22fuKmC.png)

Foi verificado que quando apenas um botão era apertado, o erro era corrigido e a mensagem não tinha seu conteudo alterado, a partir de 2 bits, já existia comprometimento na mensagem.


## Conclusão

Neste laboratório pudemos ver os efeitos dos métodos de percepção e correção de erros em palavras binárias, bem como testar sua capacidade de ser reonstituída.

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