Digital Communications Ber Performance in AWGN or Fading

BER Performance - Simulink

Um dos critérios mais utilizados para analisar o desempenho de sistemas digitais é a taxa de bits errados (BER - Bit Error Rate) definida como a probabilidade de identificação incorreta de um bit pelo circuito de decisão do receptor. A BER faz uma comparação dos bits transmitidos com os recebidos, computando o número de erros e a taxa de erros dos mesmos. Trata-se de uma medida bastante importante para situações de perda de potência e distorções no sinal transmitido devido principalmente ao meio de propagação. Este modelo considera o desempenho de BER de algumas das principais técnicas de modulação digital utilizadas em canais AWGN e canais com desvanecimento por multipercurso (Rayleigh e Rician). São elas: M-QAM,BPSK,QPSK,M-PSK e M-DPSK.

Primeiramente baixe o arquivo a seguir Sistema.zip. Descompacte e certifique-se que no Matlab você esteja no diretório onde descompactou o arquivo. Digite no terminal do Matlab:

open_system('ber_performance')

ou

ber_performance

Toolbox e blocos necessários

Para realização da simulação, é necessário o Communications System Toolbox™ html, pdf fornecido pelo próprio Simulink e os seguintes blocos:

• Bernoulli Binary Generator;
• Digital Baseband Modulation;

• AWGN Channel;
• Multipath Rayleigh Fading Channel;
• Multipath Rician Fading Channel;
• Error Rate Calculation;
• Display;
• Constellation Diagram;
• Eye Diagram.

Para uma melhor visualização dos blocos e subsistemas usar [Tools>Model Explorer]

Modelo e parâmetros

O modelo simula uma transmissão por frames utilizando modulações digitais em um canal com ruído AWGN ou com desvanecimento por multipercurso (Rayleigh e Rician). Neste modelo é possível controlar através das variáveis do workspace os parâmetros:

Bloco Sinal de informação

• amp -> Transmission rate (b/s)
• fs -> Number of bits per transmitted frame

Blocos Modulador

• maxDopplerShift -> Maximum Doppler shift of diffuse components (Hz)
• delayVector -> Discrete delays of channel (s)

Blocos Demodulator

Testes que podem ser feitos

Os testes foram realizados nas versões 2012a, 2014a e 2015a do software Matlab, funcionando perfeitamente nas mesmas. A seguir alguns testes que podem ser feitos com este modelo. Você pode alterar alguns parâmetros mesmo que a simulação esteje rodando, basta acessar novamente o bloco parâmetros do modelo.

• Podemos ver o mapeamento dos bits modulados após o mesmo sofrer as degradações impostas pelo canal através de pontos em uma constelação pelo bloco Constellation after passing through the channel;
• Outro teste válido é alterar o tipo de modulação utilizada para fins de comparação;
• Observar a taxa de erro de bit, bem como o número de bits errados e transmitidos;
• Observar o diagrama de olho dos símbolos transmitidos após os mesmos terem passado pelo canal;
• Analisar a constelação dos símbolos transmitidos alterando da relação sinal-ruído com a simulação rodando para fins de comparação.