बिट त्रुटि दर क्या है: बीईआर ट्यूटोरियल

बिट त्रुटि दर, BER का उपयोग डेटा चैनलों के प्रदर्शन को चिह्नित करने में एक महत्वपूर्ण पैरामीटर के रूप में किया जाता है।

एक बिंदु से दूसरे बिंदु पर डेटा संचारित करते समय, रेडियो / वायरलेस लिंक या वायर्ड दूरसंचार लिंक पर, मुख्य पैरामीटर यह है कि दूरस्थ छोर पर दिखाई देने वाले डेटा में कितनी त्रुटियां दिखाई देंगी।

इस तरह की बिट त्रुटि दर के रूप में, बीईआर फाइबर ऑप्टिक लिंक से एडीएसएल, वाई-फाई, सेलुलर संचार, आईओटी लिंक और कई और सभी चीजों पर लागू होता है।

यहां तक ​​कि उन्होंने सोचा कि डेटा लिंक बहुत भिन्न प्रकार की प्रौद्योगिकी का उपयोग कर सकते हैं, बिट त्रुटि दर के मूल्यांकन की मूल बातें बिल्कुल समान हैं।

बिट त्रुटि दर, BER मूल बातें

जब डेटा एक डेटा लिंक पर प्रसारित होता है, तो सिस्टम में त्रुटियों की शुरुआत होने की संभावना होती है। यदि त्रुटियों को डेटा में पेश किया जाता है, तो सिस्टम की अखंडता से समझौता किया जा सकता है। नतीजतन, सिस्टम के प्रदर्शन का आकलन करना आवश्यक है, और बिट त्रुटि दर, BER, एक आदर्श तरीका प्रदान करता है जिसमें यह हासिल किया जा सकता है।

मूल्यांकन के कई अन्य रूपों के विपरीत, बिट त्रुटि दर, BER ट्रांसमीटर, रिसीवर और दोनों के बीच के माध्यम सहित एक प्रणाली के अंत प्रदर्शन के पूर्ण अंत का आकलन करता है। इस तरह, बिट त्रुटि दर, बीईआर घटक भागों के परीक्षण के बजाय ऑपरेशन में एक प्रणाली के वास्तविक प्रदर्शन को सक्षम करता है और उम्मीद करता है कि वे जगह में संतोषजनक ढंग से काम करेंगे।

बिट त्रुटि दर BER परिभाषा

जैसा कि नाम से पता चलता है, बिट त्रुटि दर को उस दर के रूप में परिभाषित किया जाता है जिस पर ट्रांसमिशन सिस्टम में त्रुटियां होती हैं। यह सीधे उन त्रुटियों की संख्या में अनुवादित किया जा सकता है जो बिट्स की एक संख्या के स्ट्रिंग में होती हैं। बिट त्रुटि दर की परिभाषा को एक सरल सूत्र में अनुवादित किया जा सकता है:

${\displaystyle \mathrm{हिट}=\frac{\mathrm{त्रुटियाँ}}{\mathrm{बिट्स\; की\; कुल\; संख्या}}}$

यदि ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच का माध्यम अच्छा है और शोर अनुपात का संकेत अधिक है, तो बिट त्रुटि दर बहुत छोटी होगी - संभवतः महत्वहीन और समग्र प्रणाली पर कोई ध्यान देने योग्य प्रभाव नहीं होगा हालांकि अगर शोर का पता लगाया जा सकता है, तो वहाँ है मौका है कि बिट त्रुटि दर पर विचार करने की आवश्यकता होगी।

एक डेटा चैनल के खराब होने और संबंधित बिट त्रुटि दर के मुख्य कारणों में, BER शोर है और प्रचार पथ (जहां रेडियो सिग्नल पथ का उपयोग किया जाता है) में परिवर्तन होता है। दोनों प्रभावों में उनके लिए एक यादृच्छिक तत्व है, एक गाऊसी संभावना समारोह के बाद शोर जबकि प्रचार मॉडल एक रेले मॉडल का अनुसरण करता है। इसका अर्थ है कि चैनल विशेषताओं का विश्लेषण आमतौर पर सांख्यिकीय विश्लेषण तकनीकों का उपयोग करके किया जाता है।

फाइबर ऑप्टिक सिस्टम के लिए, लिंक बनाने के लिए उपयोग किए जाने वाले घटकों में खामियों के कारण बिट त्रुटियां मुख्य रूप से होती हैं। इनमें ऑप्टिकल ड्राइवर, रिसीवर, कनेक्टर्स और स्वयं फाइबर शामिल हैं। बिट त्रुटियों को ऑप्टिकल फैलाव और क्षीणन के परिणामस्वरूप भी पेश किया जा सकता है। इसके अलावा ऑप्टिकल रिसीवर में भी शोर को पेश किया जा सकता है। आमतौर पर ये फोटोडायोड और एम्पलीफायर हो सकते हैं जिन्हें बहुत छोटे परिवर्तनों का जवाब देने की आवश्यकता होती है और परिणामस्वरूप उच्च शोर स्तर मौजूद हो सकते हैं।

बिट त्रुटियों के लिए एक और योगदान कारक किसी भी चरण घबराना है जो सिस्टम में मौजूद हो सकता है क्योंकि यह डेटा के नमूने को बदल सकता है।

बीईआर और ईबी / नहीं

शोर अनुपात और ईबी / सिग्नल के लिए संकेत ऐसे पैरामीटर हैं जो रेडियो लिंक और रेडियो संचार प्रणालियों से अधिक जुड़े हैं। इसके संदर्भ में, बिट त्रुटि दर, BER, को त्रुटि या POE की संभावना के संदर्भ में भी परिभाषित किया जा सकता है। यह निर्धारित करते हैं, तीन अन्य चर का उपयोग किया जाता है। वे एरर फंक्शन, एरफ, एक बिट में ऊर्जा, ईबी और शोर पावर वर्णक्रमीय घनत्व (जो एक 1 हर्ट्ज बैंडविड्थ में शोर शक्ति है), नहीं हैं।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि त्रुटि फ़ंक्शन के लिए प्रत्येक भिन्न प्रकार के मॉड्यूलेशन का अपना मूल्य है। ऐसा इसलिए है क्योंकि प्रत्येक प्रकार का मॉड्यूलेशन शोर की उपस्थिति में अलग तरह से करता है। विशेष रूप से, उच्च आदेश मॉडुलन योजनाएं (जैसे 64QAM, आदि) जो उच्च डेटा दरों को ले जाने में सक्षम हैं, शोर की उपस्थिति में उतनी मजबूत नहीं हैं। लोअर ऑर्डर मॉडुलेशन फॉर्मेट (जैसे बीपीएसके, क्यूपीएसके, आदि) कम डेटा दरों की पेशकश करते हैं लेकिन अधिक मजबूत होते हैं।

प्रति बिट ऊर्जा, ईबी, वाहक दर को बिट दर से विभाजित करके निर्धारित किया जा सकता है और जूल के आयामों के साथ ऊर्जा का एक माप है। हर्ट्ज़ प्रति कोई शक्ति नहीं है और इसलिए इसमें शक्ति के आयाम (सेकंड प्रति जूल) सेकंड से विभाजित होते हैं। अनुपात के आयामों को देखते हुए Eb / No सभी आयामों को एक आयाम रहित अनुपात देने के लिए रद्द कर देते हैं। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि POE Eb / No के समानुपाती है और शोर अनुपात का संकेत है।

त्रुटि की संभावना के संदर्भ में बिट त्रुटि दर को परिभाषित करना संभव है।

${\displaystyle \mathrm{पीओई}=\frac{1}{2} (1-\mathrm{ERF})\sqrt{\frac{{इ}_{ख}}{{\mathrm{एन}}_{ओ}}}}$

कहाँ पे:
erf = एरर फंक्शन
इ_ख = एक बिट में ऊर्जा
एन_ओ = पावर स्पेक्ट्रल घनत्व (1Hz बैंडविड्थ में शोर)।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि ई_ख / एन_ओ शोर अनुपात के संकेत का एक रूप है।

प्रति बिट ऊर्जा, ई_ख वाहक दर को बिट दर से विभाजित करके निर्धारित किया जा सकता है। एक ऊर्जा उपाय के रूप में, ई_ख जूल की इकाई है। एन_ओ शक्ति का एक माप है (प्रति सेकंड जूल) प्रति हर्ट्ज (सेकंड), और परिणामस्वरूप ई_ख / एन_ओ एक आयाम रहित शब्द है और इसे केवल एक अनुपात के रूप में व्यक्त किया जा सकता है।

बिट त्रुटि दर, BER को प्रभावित करने वाले कारक

इसे E के उपयोग से देखा जा सकता है_ख / एन_ओ, कि बिट त्रुटि दर, BER कई कारकों से प्रभावित हो सकता है। जिन चरों को नियंत्रित किया जा सकता है, उनमें हेरफेर करके, आवश्यक प्रदर्शन स्तर प्रदान करने के लिए एक प्रणाली को अनुकूलित करना संभव है। यह आम तौर पर डेटा ट्रांसमिशन सिस्टम के डिजाइन चरणों में किया जाता है ताकि प्रदर्शन मापदंडों को प्रारंभिक डिजाइन अवधारणा चरणों में समायोजित किया जा सके।

• दखल अंदाजी: एक प्रणाली में मौजूद हस्तक्षेप का स्तर आम तौर पर बाहरी कारकों द्वारा निर्धारित किया जाता है और सिस्टम डिज़ाइन द्वारा परिवर्तित नहीं किया जा सकता है। हालांकि सिस्टम की बैंडविड्थ को सेट करना संभव है। बैंडविड्थ को कम करके हस्तक्षेप के स्तर को कम किया जा सकता है। हालांकि बैंडविड्थ को कम करने से डेटा थ्रूपुट को सीमित किया जा सकता है।
• ट्रांसमीटर शक्ति बढ़ाएँ: सिस्टम के पावर लेवल को बढ़ाना भी संभव है ताकि प्रति बिट पावर बढ़े। यह अन्य उपयोगकर्ताओं के लिए हस्तक्षेप के स्तर और पावर एम्पलीफायर और समग्र बिजली की खपत और बैटरी जीवन, आदि के आकार पर बिजली उत्पादन में वृद्धि के प्रभाव सहित कारकों के खिलाफ संतुलित किया जाना है।
• बैंडविड्थ कम करें: एक और दृष्टिकोण जिसे बिट त्रुटि दर को कम करने के लिए अपनाया जा सकता है वह है बैंडविड्थ को कम करना। शोर का निम्न स्तर प्राप्त होगा और इसलिए शोर अनुपात के संकेत में सुधार होगा। इसके परिणामस्वरूप डेटा थ्रूपुट प्राप्य की कमी होती है।
• निचला क्रम मॉडुलन: लोअर ऑर्डर मॉड्यूलेशन योजनाओं का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन यह डेटा थ्रूपुट की कीमत पर है।

संतोषजनक बिट त्रुटि दर प्राप्त करने के लिए सभी उपलब्ध कारकों को संतुलित करना आवश्यक है। आम तौर पर सभी आवश्यकताओं को प्राप्त करना संभव नहीं है और कुछ ट्रेड-ऑफ की आवश्यकता होती है। हालांकि, आदर्श रूप से जो आवश्यक है, उसके नीचे एक बिट त्रुटि दर के साथ, त्रुटि सुधार के स्तर के संदर्भ में आगे व्यापार-ऑफ भी किए जा सकते हैं जो डेटा में प्रेषित किए जा रहे हैं। यद्यपि अधिक अनावश्यक डेटा को त्रुटि सुधार के उच्च स्तर के साथ भेजा जाना है, लेकिन इससे होने वाली किसी भी बिट त्रुटियों के प्रभाव को कम करने में मदद मिल सकती है, जिससे समग्र बिट त्रुटि दर में सुधार होता है।

बिट त्रुटि दर, BER पैरामीटर को अक्सर कई संचार प्रणालियों के लिए उद्धृत किया जाता है और यह एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है जो यह निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जाता है कि लिंक पैरामीटर का उपयोग क्या किया जाना चाहिए, पावर से मॉड्यूलेशन प्रकार तक सब कुछ।

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