Transmissão digital em banda base

Transmissão digital em banda base - Simulink

A transmissão em banda base de dados digitais requer o uso de um canal limitado em banda com uma largura de banda suficientemente grande para acomodar o conteúdo de frequência essencial do fluxo de dados. Isso é necessário devido ao dados digitais possuírem um espectro amplo com conteúdo significativo em baixa frequência. Entretanto, o canal geralmente é dispersivo (resposta em frequência se afasta daquela de um filtro passa-baixas ideal), assim o pulso recebido é bastante afetado por pulsos adjacentes, provocando o surgimentos de interferência intersímbolica. Para corrigi-la, exercemos controle sobre o formato do pulso em todo o sistema. Outro grande problema em um sistema de transmissão de dados em banda base é o ruído do canal, a utilização de um filtro linear invariante no tempo é essencial para detecção ótima do pulso transmitido corrompido por ruído.

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('transmissao_banda_base')

ou

transmissao_banda_base

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;
• M-PAM Demodulator Baseband;
• M-PAM Modulator Baseband;
• Lowpass Filter;
• Goto;
• From;
• Discrete FIR Filter;
• Sum, Add, Subtract, Sum of Elements;
• Gaussian Noise Generator;
• Eye Diagram;
• Discrete Impulse;
• Scope;
• Sine Wave;
• Product;

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

Modelo e parâmetros

O modelo considera então um sistema M-PAM de banda base. A sequência binária transmitida de entrada consiste em símbolos 1 e 0. No modulador de pulso modificamos a sequência binária para uma nova sequência de pulsos breves (que se aproxima de um impulso unitário). A sequência de pulsos breves é assim aplicada a um filtro de transmissão produzindo o sinal transmitido, o sinal é modificado ao passar pelo canal, além de acrescentar o ruído aleatório ao sinal na entrada do receptor. O sinal passa pelo filtro de recepção (filtro casado) e por fim por meio de um dispositivo de decisão para recepção de forma correta dos símbolos 1 e 0 transmitidos. Neste modelo é possível controlar através das variáveis do bloco "Parâmetros do modelo", os parâmetros para realização do mesmo bem como eventual testes.

Testes que podem ser feitos

Os testes foram realizados nas versões 2014a e 2015a do software Matlab, funcionando perfeitamente nas mesmas. A seguir alguns testes que podem ser feitos com este modelo.

• Visualizar o processo de transmissão de dados digitais em banda base;
• Visulizar o processo de formatação do pulso, bem como a utilização do filtro casado para maximizar a relação sinal-ruído e consequentemente detectar de maneira ótima os dados transitidos;
• Você pode alterar o filtro utilizado para formatação do pulso;
• As opções disponíveis de pulsos são: Retangular ideal, Pulso Sinc, Pulso Cosseno Elevado e Pulso gerador de interferência intersímbolica;
• Alteração de alguns parãmetros relacionado a estes pulsos, como: Extensão do pulso no tempo, amostras por símbolo e no caso do pulso Cosseno Elevado alterar o valor de roll-off;
• Visualizar o atraso imposto pelo canal passa-baixas bem como dos filtros de recepção de transmissão (Caso eles forem bastante extensos);
• Alteração dos valores em frequência do canal passa-baixas;
• Visualiar o diagrama de olho do sinal recebido para a viasualização da distorção na forma do mesmo;