Представлены графики значения вероятности битовой ошибки от уровня сигнал-шум, в математической среде Matlab.
Ключевые слова: белый гауссовский шум, вероятность битовой ошибки, помеха, модуляция, шумовой канал.
Достаточно большое значение в связи являет собой достоверность, насколько надежны известные способы передачи информации? Данный вопрос является актуальным в наше время, при достаточно большом выборе модуляции. Но какая модуляция обеспечивает наибольшую достоверность под воздействием шумов? Данный вопрос авторы попытались раскрыть в своей работе.
Рассмотрим 9 видов модуляции и выясним, у какой вероятность битовой ошибки от уровня сигнал-шум будет наименьшей. В качестве помехи мы возьмем аддитивный белый гауссовский шум (AWGN), который создает мешающие воздействие в канале передачи информации. Характеризуется равномерной спектральной плотностью мощности, нормально распределенными временными значениями и аддитивным способом воздействия на сигнал.
Phase shift keying (PSK) — фазовая модуляция, при которой фаза несущего колебания меняется скачкообразно в зависимости от информационного сообщения. Отдельным видом PSK модуляции можно выделить DPSK модуляцию, которая отличается алгоритмом модуляции.
Frequency shift Keying (FSK) — вид манипуляции, при которой скачкообразно изменяется частота несущего сигнала в зависимости от значений символов информационной последовательности.
Коэффициент ошибок — отношение числа неверно принятых битов к полному числу переданных битов при передаче по каналу связи. Коэффициент ошибок является важнейшей характеристикой линейного тракта. Определяется по формуле 
, где Nош — число ошибочно принятых символов за интервал измерения.
BER- это среднее значение коэффициента ошибок по битам.
Проанализируем показатели BER в зависимости от модуляции в математической среде Matlab.
Рис. 1. График зависимости BER от уровня сигнал/шум PSK4, PSK8 и PSK16 модуляции
Возьмем для сравнения уровень BER 10–4, по графику видно, что для PSK4, данное значение достигается при уровне сигнал-шум 8.5 дБ, для PSK8 значение достигается при уровне 11.8 дБ, для PSK16 значение достигается при уровне 16 дБ.
Произведем анализ графиков для DPSK
Рис. 2. График зависимости BER от уровня сигнал/шум DPSK4, DPSK8 и DPSK16 модуляции
Возьмем для сравнения уровень BER 10–4, по графику видно, что для DPSK4, данное значение достигается при уровне сигнал-шум 10.8 дБ, для DPSK8 значение достигается при уровне 14.7 дБ, для DPSK16 значение достигается при уровне 19 дБ.
Произведем анализ графиков для FSK
Рис. 3. График зависимости BER от уровня сигнал/шум FSK4, FSK8 и FSK16 модуляции
Возьмем для сравнения уровень BER 10–4, по графику видно, что для FSK4, данное значение достигается при уровне сигнал-шум 9.5 дБ, для FSK8 значение достигается при уровне 8 дБ, для FSK16 значение достигается при уровне 7.5 дБ.
По результатам построенных графиков можно сделать заключение, что для модели канала связи с белым Гауссовским шумом наиболее оптимальным выбором будет являться модуляция FSK16. Данный вид модуляции имеет наименьшее отношение сигнал/шум на всем исследуемом диапазоне, даже по сравнению с PSK.
