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JAI COMUNICAÇÃO SEM FIO SISO BPSK
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DESENVOLVIMENTO DE UM SIMULADOR DE TRANSMISSÃO DE DADOS
PARA SISTEMAS DE COMUNICAÇÃO SEM FIO
Vitor Diefenbach da Silva¹, Thiago Baldicera Biazus³, Lucian Ribeiro da Silva³, Wagner
Wispel³, Renato Machado²
¹ Apresentador, ² Orientador, ³ Co-autores
Universidade Federal de Santa Maria, 97105-900, Santa Maria, RS, Brasil
INTRODUÇÃO
Com o desenvolvimento das comunicações móveis, o crescimento da demanda por
serviços de comunicações foi inevitável. Hoje em dia é possível oferecer novos serviços e
aplicações com mais confiabilidade e segurança devido ao aumento das taxas de
transmissão cada vez mais altas e pela maior qualidade do serviço, ou seja, uma menor taxa
BER (Bit Error Rate) [1]. Mas não basta simplesmente aumentar a potência da transmissão
ou aumentar o número de transmissores para que a taxa BER se torne mais baixa, e isto
acaba por tornar a transmissão de dados sem fio bastante complexa. Por esse motivo foram
desenvolvidas técnicas de codificação e de modulação apropriadas para diferentes cenários.
Uma das principais técnicas de transmissão de dados sem fio é a MIMO (Multiple
Input Multiple Output). Ela consiste em utilizar múltiplas antenas no receptor e no
transmissor para se obter uma melhor na transmissão através da diversidade espacial [2, 3,
4].
Conhecer as técnicas já existentes de transmissão de dados em sistemas de
comunicação sem fio é obrigatório para se conseguir criar novos meios de transmitir
informações, os quais possam permitir um envio mais confiável e eficiente destes mesmos
dados. Não é possível que se crie novos conceitos sem antes entender o que está por trás
dos já existentes, bem como quais são suas vantagens e desvantagens.
Neste trabalho é desenvolvida uma metodologia didática através de um software para
simular uma transmissão de dados sem fio utilizando as técnicas já existentes, bem como
analisar seus resultados de acordo com a bibliografia utilizada.
OBJETIVOS
Criar um simulador didático que permite a qualquer usuário simular a transmissão de
um arquivo de imagem e analisar seu resultado. Implementar o simulador utilizando um
software matemático (MATLAB) que permitisse a reprodução fiel das diversas técnicas de
transmissão. Como o simulador tem um fim didático, foi desenvolvida uma interface
gráfica para facilitar a interação do usuário com o simulador.
METODOLOGIA
O trabalho está dividido em três partes. A primeira se dá pelo estudo e entendimento
de uma transmissão de dados sem fio. Desde diferentes modulações, passando pelos
diferentes tipos de canais e, por fim, nas diversas técnicas encontradas na literatura para
garantir uma transmissão. Logo após, na segunda parte do trabalho, o estudo realizado foi
aplicado na ferramenta matemática para a implementação das diferentes técnicas a fim de
se obter a base necessária para a próxima etapa. Na terceira parte do trabalho, existe a
construção do simulador, levando todos os códigos construídos e corretamente testados
para dentro de uma interface gráfica que é fornecida ao usuário final.
Na primeira parte, foi utilizado o conhecimento fornecido nas aulas ministradas sobre
transmissões de dados sem fio. Exemplos, demonstrações, teoria que servem de introdução
no assunto. Logo após, foi buscado em diversos livros da literatura indicada mais
conhecimento, a ponto de sanar todas as dúvidas que ainda existiam.
Após a etapa de estudo, iniciamos a segunda parte, onde ferramentas computacionais
foram buscadas para implementação e teste das técnicas estudadas. Foram feitas simulações
em vetores aleatórios de bits para testar os códigos implementados. Os gráficos da taxa
BER por SNR (Signal-to-noise Ratio) das simulações realizadas foram analisados para
verificar se eles se aproximavam dos presentes na bibliografia, já considerados verdadeiros.
Na última etapa, deu-se início a criação do simulador, onde todos os códigos
previamente feitos e testados foram levados para dentro da interface gráfica desenvolvida.
O simulador permite a escolha das três partes estudadas: tipo de modulação, tipo de canal e
técnica de transmissão. Em conjunto com os códigos previamente desenvolvidos, foi
necessária a criação de ferramentas que fizessem o tratamento digital da imagem utilizada,
ou seja, transformar a imagem em uma sequência de bits para que os agentes presentes em
uma transmissão atuassem.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Inicialmente, testamos a interface gráfica para garantir seu correto funcionamento, o
qual está demonstrado na figura abaixo:
Figura 1: Interface Gráfica do Simulador
Foram realizadas simulações considerando um ambiente urbano com diversas
adversidades para uma transmissão de dados sem fio (Canal Rayleigh). Como exemplo,
temos a imagem a seguir, a qual representa a simulação de uma transmissão que utiliza a
técnica SISO (Single Input Single Output):
Figura 2: Exemplo de uma Simulação
Todos os resultados apresentados pelo simulador são condizentes com o que foi
apresentado pela literatura, o que garante que o usuário terá uma simulação fidedigna à uma
transmissão de dados efetuada em ambientes não ideais.
CONCLUSÕES
Foram comprovadas todas as informações que a literatura nos apresenta através das
simulações e códigos elaborados dentro deste trabalho. O simulador didático desenvolvido
consegue oferecer ao usuário final uma simulação real do que realmente acontece em uma
transmissão de dados sem fio favorecendo o aprendizado de um tema com um grau de
abstração elevado.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] T. S. Rappaport, Wireless Communications – Principles and Pratice. NJ, USA: Prentice-
Hall, 1996.
[2] A. Goldsmith, Wireless Communications. Cambridge: Cambridge University Press,
2005.
[3] R. Machado, Dissertação de mestrado. Universidade Federal de Santa Catarina, 2004.
[4] S. Alamouti, “A simple transmit diversity technique for wireless communications,”
IEEE J. Select. Areas Commun, vol. 16, pp. 1451–1458, October 1998.