Bit Error Rate Definition & Tutorial Includes:
BER basics BER testing
Bit Error Rate, BER is used as an important parameter in characterising the performance of data channels.
ao transmitir dados de um ponto para outro, seja através de uma ligação rádio/ sem fio ou de uma ligação de telecomunicações por fio, o parâmetro chave é quantos erros aparecerão nos dados que aparecem na extremidade remota.
como tal, a taxa de erro de bits, BER é aplicável a tudo, desde ligações de fibra óptica, ADSL, Wi-Fi, comunicações celulares, ligações IoT e muito mais.
mesmo pensando que as ligações de dados podem utilizar tipos muito diferentes de tecnologia, os fundamentos da avaliação da taxa de erro de bits são exatamente os mesmos.
Bit error rate, BER basics
When data is transmitted over a data link, there is a possibility of errors being introduced into the system. Se forem introduzidos erros nos dados, então a integridade do sistema pode ser comprometida. Como resultado, é necessário avaliar o desempenho do sistema, e a taxa de erro do bit, BER, fornece uma maneira ideal em que isso pode ser alcançado.
ao contrário de muitas outras formas de avaliação, A taxa de erro de bits, BER avalia o desempenho final a final de um sistema, incluindo o transmissor, receptor e o meio entre os dois. Desta forma, a taxa de erro de bits, BER permite que o desempenho real de um sistema em operação seja testado, em vez de testar os componentes e esperando que eles funcionem satisfatoriamente quando no lugar.
Bit error rate BER definition
As the name implies, a bit error rate is defined as the rate at which errors occur in a transmission system. Isto pode ser traduzido diretamente para o número de erros que ocorrem em uma cadeia de um número declarado de bits. A definição de taxa de erro de bits pode ser traduzida para uma fórmula simples:
Se a média entre o transmissor e o receptor é boa e a relação sinal / ruído é alto, então a taxa de erro de bit irá ser muito pequeno, possivelmente insignificante e não ter nenhum efeito perceptível no sistema global, no Entanto, se o ruído pode ser detectado, então não há chance de que a taxa de erro de bits devem ser consideradas.
as principais razões para a degradação de um canal de dados e a correspondente taxa de erro de bits, BER é o ruído e as mudanças no caminho de propagação (onde são utilizados caminhos de sinal de rádio). Ambos os efeitos têm um elemento aleatório para eles, o ruído seguindo uma função de probabilidade Gaussiana enquanto o modelo de propagação segue um modelo de Rayleigh. Isto significa que a análise das características do canal é normalmente efectuada utilizando técnicas de análise estatística.
para sistemas de fibra óptica, erros de bits resultam principalmente de imperfeições nos componentes utilizados para fazer a ligação. Estes incluem o condutor óptico, o receptor, os conectores e a própria fibra. Erros de bits também podem ser introduzidos como resultado de dispersão óptica e atenuação que podem estar presentes. Também o ruído pode ser introduzido no próprio receptor óptico. Tipicamente estes podem ser fotodiodos e amplificadores que precisam responder a mudanças muito pequenas e, como resultado, pode haver altos níveis de ruído presentes.
outro fator contributivo para erros de bits é qualquer fator de fase que pode estar presente no sistema, Uma vez que isso pode alterar a amostragem dos dados.
BER E Eb/No
signal to noise ratios E Eb / No figures are parameters that are more associated with radio links and radio communications systems. Em termos disso, a taxa de erro de bits, BER, também pode ser definida em termos da probabilidade de erro ou POE. Ao determinar isso, três outras variáveis são usadas. Eles são a função de erro, erf, a energia em um bit, Eb, E a densidade espectral de potência de ruído (que é a potência de ruído em uma largura de banda de 1 Hz), No.
deve-se notar que cada tipo diferente de modulação tem seu próprio valor para a função de erro. Isto porque cada tipo de modulação tem um desempenho diferente na presença de ruído. Em particular, sistemas de modulação por ordem superior (ex. 64QAM, etc) que são capazes de transportar taxas de dados mais elevadas não são tão robustos na presença de ruído. Formatos de modulação de ordem inferior (por exemplo, BPSK, QPSK, etc.) oferecem taxas de dados mais baixas, mas são mais robustas.
a energia por bit, Eb, pode ser determinada dividindo a potência portadora pela taxa de bits e é uma medida de energia com as dimensões de Joules. Não é uma potência por Hertz e, portanto, tem as dimensões de potência (joules por segundo) divididas por segundos. Olhando para as dimensões da razão Eb / No, todas as dimensões cancelam para dar uma razão adimensional. É importante notar que POE é proporcional a Eb/No e é uma forma de relação sinal / ruído.
é possível definir a taxa de erro de bits em termos de uma probabilidade de erro.
em que:
erf = função de erro
Eb = energia num bit
No = densidade espectral de potência (ruído numa largura de banda de 1Hz).
é importante notar que Eb / No é uma forma de relação sinal / ruído.
a energia por bit, Eb pode ser determinada dividindo a potência portadora pela taxa de bits. Como medida de energia, Eb tem a unidade de Joules. No é uma medida de potência (joules por segundo) por Hz (segundos), e como resultado Eb / No é um termo adimensional e pode ser expresso simplesmente como uma razão.
fatores que afetam a taxa de erro de bits, BER
pode ser visto usando Eb / No, que a taxa de erro de bits, BER pode ser afetada por uma série de fatores. Ao manipular as variáveis que podem ser controladas é possível otimizar um sistema para fornecer os níveis de desempenho necessários. Isto é normalmente realizado nas fases de projeto de um sistema de transmissão de dados, de modo que os parâmetros de desempenho podem ser ajustados nas fases iniciais do conceito de projeto.Interferência :os níveis de interferência presentes num sistema são geralmente estabelecidos por fatores externos e não podem ser alterados pelo projeto do sistema. No entanto, é possível definir a largura de banda do sistema. Ao reduzir a largura de banda, o nível de interferência pode ser reduzido. No entanto, a redução da largura de banda limita o débito de dados que pode ser alcançado.
é necessário equilibrar todos os fatores disponíveis para alcançar uma taxa de erro bit satisfatória. Normalmente, não é possível cumprir todos os requisitos e são necessárias algumas compensações. No entanto, mesmo com uma taxa de erro bit abaixo do que é idealmente necessário, podem ser efetuadas outras compensações em termos dos níveis de correção de erros que são introduzidos nos dados a serem transmitidos. Embora mais dados redundantes tenham que ser enviados com níveis mais elevados de correção de erros, isso pode ajudar a mascarar os efeitos de quaisquer erros de bits que ocorrem, melhorando assim a taxa de erro de bits global.
a taxa de erro de bits, parâmetro BER é muitas vezes citado para muitos sistemas de comunicações e é um parâmetro chave usado na determinação de que Parâmetros de ligação devem ser usados, tudo, desde a potência ao tipo de modulação. Tópicos De Rádio Mais Essenciais:
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