Definición de Tasa de error de bits & El tutorial Incluye:
Fundamentos de BER Pruebas de BER
Tasa de error de bits, BER se utiliza como un parámetro importante para caracterizar el rendimiento de los canales de datos.
Al transmitir datos de un punto a otro, ya sea a través de un enlace de radio/ inalámbrico o un enlace de telecomunicaciones por cable, el parámetro clave es cuántos errores aparecerán en los datos que aparecen en el extremo remoto.
Como tal Tasa de error de bits, BER es aplicable a todo, desde enlaces de fibra óptica, ADSL, Wi-Fi, comunicaciones celulares, enlaces IoT y muchos más.
Incluso aunque los enlaces de datos puedan utilizar tipos de tecnología muy diferentes, los fundamentos de la evaluación de la tasa de error de bits son exactamente los mismos.
Tasa de error de bits, conceptos básicos de BER
Cuando se transmiten datos a través de un enlace de datos, existe la posibilidad de que se introduzcan errores en el sistema. Si se introducen errores en los datos, la integridad del sistema puede verse comprometida. Como resultado, es necesario evaluar el rendimiento del sistema, y la tasa de error de bits, BER, proporciona una forma ideal de lograrlo.
A diferencia de muchas otras formas de evaluación, la tasa de error de bits, BER evalúa el rendimiento completo de extremo a extremo de un sistema, incluido el transmisor, el receptor y el medio entre los dos. De esta manera, la tasa de error de bits, BER permite probar el rendimiento real de un sistema en funcionamiento, en lugar de probar las piezas componentes y esperar que funcionen satisfactoriamente cuando estén en su lugar.
Tasa de error de bits Definición de BER
Como su nombre indica, una tasa de error de bits se define como la tasa a la que se producen errores en un sistema de transmisión. Esto se puede traducir directamente en el número de errores que ocurren en una cadena de un número determinado de bits. La definición de tasa de error de bits se puede traducir en una fórmula simple:
Si el medio entre el transmisor y el receptor es bueno y la relación señal / ruido es alta, entonces la tasa de error de bits será muy pequeña, posiblemente insignificante y no tendrá un efecto notable en el sistema en general, sin embargo, si se puede detectar ruido, existe la posibilidad de que se deba considerar la tasa de error de bits.
Las principales razones de la degradación de un canal de datos y la tasa de error de bits correspondiente, BER es el ruido y los cambios en la ruta de propagación (donde se utilizan rutas de señal de radio). Ambos efectos tienen un elemento aleatorio, el ruido sigue una función de probabilidad gaussiana, mientras que el modelo de propagación sigue un modelo de Rayleigh. Esto significa que el análisis de las características del canal se realiza normalmente utilizando técnicas de análisis estadístico.
Para sistemas de fibra óptica, los errores de bits se deben principalmente a imperfecciones en los componentes utilizados para hacer el enlace. Estos incluyen el controlador óptico, el receptor, los conectores y la fibra en sí. También se pueden introducir errores de bits como resultado de la dispersión óptica y la atenuación que pueden estar presentes. También se puede introducir ruido en el propio receptor óptico. Por lo general, estos pueden ser fotodiodos y amplificadores que necesitan responder a cambios muy pequeños y, como resultado, puede haber altos niveles de ruido presentes.
Otro factor que contribuye a los errores de bits es cualquier fluctuación de fase que pueda estar presente en el sistema, ya que esto puede alterar el muestreo de los datos.
BER y Eb / No
Las relaciones Señal/ruido y las cifras Eb / No son parámetros que están más asociados con los enlaces de radio y los sistemas de radiocomunicaciones. En términos de esto, la tasa de error de bits, BER, también se puede definir en términos de probabilidad de error o POE. Al determinar esto, se utilizan otras tres variables. Son la función de error, erf, la energía en un bit, Eb y la densidad espectral de potencia de ruido (que es la potencia de ruido en un ancho de banda de 1 Hz), No.
Debe tenerse en cuenta que cada tipo diferente de modulación tiene su propio valor para la función de error. Esto se debe a que cada tipo de modulación funciona de manera diferente en presencia de ruido. En particular, los esquemas de modulación de orden superior (p. ej. 64QAM, etc.) que son capaces de transportar velocidades de datos más altas no son tan robustas en presencia de ruido. Formatos de modulación de orden inferior (por ejemplo, BPSK, QPSK, etc.) ofrecen velocidades de datos más bajas, pero son más robustas.
La energía por bit, Eb, se puede determinar dividiendo la potencia portadora por la velocidad de bits y es una medida de energía con las dimensiones de Julios. No es una potencia por Hertz y, por lo tanto, tiene las dimensiones de potencia (julios por segundo) divididas por segundos). Mirando las dimensiones de la relación Eb / No, todas las dimensiones se cancelan para dar una relación adimensional. Es importante tener en cuenta que POE es proporcional a Eb/No y es una forma de relación señal / ruido.
Es posible definir la tasa de error de bits en términos de probabilidad de error.
Donde:
erf = función de error
Eb = energía en un bit
No = densidad espectral de potencia (ruido en ancho de banda de 1 Hz).
Es importante tener en cuenta que Eb / No es una forma de relación señal / ruido.
La energía por bit, Eb se puede determinar dividiendo la potencia portadora por la velocidad de bits. Como medida de energía, Eb tiene la unidad de Julios. No es una medida de potencia (julios por segundo) por Hz (segundos), y como resultado Eb / No es un término adimensional y se puede expresar simplemente como una relación.
Factores que afectan la tasa de error de bits, BER
Se puede ver al usar Eb / No, que la tasa de error de bits, BER puede verse afectada por una serie de factores. Al manipular las variables que se pueden controlar, es posible optimizar un sistema para proporcionar los niveles de rendimiento que se requieren. Esto se lleva a cabo normalmente en las etapas de diseño de un sistema de transmisión de datos para que los parámetros de rendimiento se puedan ajustar en las etapas iniciales del concepto de diseño.
- Interferencia: Los niveles de interferencia presentes en un sistema generalmente se establecen por factores externos y no se pueden cambiar por el diseño del sistema. Sin embargo, es posible establecer el ancho de banda del sistema. Al reducir el ancho de banda, se puede reducir el nivel de interferencia. Sin embargo, la reducción del ancho de banda limita el rendimiento de datos que se puede lograr.
- Aumentar la potencia del transmisor: También es posible aumentar el nivel de potencia del sistema para aumentar la potencia por bit. Esto debe equilibrarse con factores que incluyen los niveles de interferencia para otros usuarios y el impacto del aumento de la salida de potencia en el tamaño del amplificador de potencia y el consumo general de energía y la vida útil de la batería, etc.
- Reducir el ancho de banda: Otro enfoque que se puede adoptar para reducir la tasa de error de bits es reducir el ancho de banda. Se recibirán niveles de ruido más bajos y, por lo tanto, la relación señal / ruido mejorará. Una vez más, esto resulta en una reducción del rendimiento de datos alcanzable.
- Modulación de orden inferior: Se pueden usar esquemas de modulación de orden inferior, pero esto es a expensas del rendimiento de datos.
Es necesario equilibrar todos los factores disponibles para lograr una tasa de error de bits satisfactoria. Normalmente no es posible lograr todos los requisitos y se requieren algunas compensaciones. Sin embargo, incluso con una tasa de error de bits por debajo de lo que se requiere idealmente, se pueden hacer más compensaciones en términos de los niveles de corrección de errores que se introducen en los datos que se transmiten. Aunque se deben enviar más datos redundantes con niveles más altos de corrección de errores, esto puede ayudar a enmascarar los efectos de cualquier error de bits que se produzca, mejorando así la tasa de error de bits general.
La tasa de error de bits, el parámetro BER se cita a menudo para muchos sistemas de comunicaciones y es un parámetro clave utilizado para determinar qué parámetros de enlace se deben usar, desde la potencia hasta el tipo de modulación.
Más Temas Esenciales de Radio:
Tipos de modulación de señales de radio & técnicas Modulación de amplitud Modulación de frecuencia Modulación de frecuencia OFDM bucles bloqueados de fase de mezcla RF Sintetizadores de frecuencia Intermodulación pasiva atenuadores de RF Filtros de RF Circulador de RF Tipos de receptores de radio Receptor de radio Superhet Receptor de selectividad Receptor de sensibilidad Receptor de manejo de señales fuertes Rango dinámico
Volver al menú de temas de radio . . .