Influência dos Níveis de Ruído e Interferência

A apresentação da performance do receptor adaptativo inicia-se com a análise do seu desempenho em função da relação sinal-ruído do sistema, cujos resultados estão ilustrados na Figura 6.5. Nesta figura estão representadas as curvas de taxa de erro de bit (BER) em função do ruído do ambiente de simulação (SNR). Para esta simulação, corrompeu-se o sinal de dados com ruído aditivo Gaussiano branco de fundo.

Figura 6.5. Taxa de Erro de Bit (BER) em função da Relação Sinal-Ruído (SNR) do receptor adaptativo, para diferentes valores de relação sinal-interferência. Também ilustrado o

comportamento de um receptor clássico na presença de um usuário no sistema.

Para fins de comparação, amostrou-se também a taxa de erro de bits de um conformador clássico, tal qual aquele descrito no Capítulo 2, operando em um ambiente com uma única fonte emissora. Quando comparado à performance de um receptor clássico, o modelo proposto apresentou um comportamento bem mais robusto em relação aos níveis de ruído de fundo, mesmo nas situações de vários sinais interferentes.

Comparando as figuras 6.4 e 6.5, é possível observar que a utilização do receptor adaptativo implicou em um aumento da imunidade do sistema em relação ao ruído de fundo do meio. Esta melhoria já era esperada, tendo em vista que o receptor proposto operava a estimação do sinal de saída Y(t) com o arranjo apontado para a direção de interesse. Dessa

forma, constatou-se um aumento considerável na robustez do modelo em relação à interferência. Esta percepção é notável quando se considera a curva de taxa de erro de bit (BER) para as situações de 7 e 15 usuários, uma vez que estas apresentaram patamares de erro bastante próximos à da curva representativa de uma única fonte emissora.

Nas situações de um único usuário, para valores de SNR superiores a -37dB, a curva de erro do receptor apresentou patamares bem próximos de zero, ou seja, quando comparada com

o bloco Estimador de Bit, a imunidade do sistema proposto foi elevada de uma ordem de apenas 4 dB.

Contudo, na presença de várias fontes interferentes, a melhoria apresentada no comportamento do receptor CDMA foi considerável, aumentando-se esta imunidade em até 20 dB. Sob este contexto, a conclusão evidente a ser tomada a respeito da performance do modelo proposto, em relação à influência dos níveis de ruído, é seu aumento de robustez para condições de várias fontes interferentes. Como pode ser observado, a simples utilização do bloco de estimação de bit já apresenta, por si só, valores bastante aceitáveis para as situações de pouca interferência co-canal.

Tendo em vista conferir a precisão do receptor em termos de sua capacidade de direcionar o lóbulo principal de seu diagrama de radiação para a direção de interesse, a Figura 6.6 apresenta os valores de erro médio absoluto medidos para a estimação da direção de chegada do sinal de interesse em função da relação sinal-ruído do sistema. Para a simulação apresentada, implementou-se um sistema operando com 3 fontes geradoras de sinal, posicionadas respectivamente em -30°, 0°e 45°, sendo este último o usuário de interesse rastreado pelo sistema de adaptação. Tal qual apresentado no Capítulo 4, o uso de algoritmos adaptativos para estimação de DOA elevou consideravelmente a precisão do sistema.

Figura 6.6: Erro Médio Absoluto versus relação sinal-ruído (SNR), para fins de estimação da direção de chegada de sinais incidentes no receptor adaptativo proposto.

Visando avaliar os impactos do aumento de usuários no sistema, a Figura 6.7 apresenta a taxa de erro de bit (BER) em função da quantidade de assinantes, para dois diferentes valores de relação sinal-ruído do ambiente, quais sejam -38 dB e -42 dB, respectivamente. As curvas representativas das simulações com níveis de relação sinal-ruído superiores a -37 dB apresentaram resultados muito próximos de zero e, em virtude disto, não foram ilustradas na figura. Com já era esperado, o aumento percebido no erro de estimação foi bastante sutil, mantendo os níveis de BER sempre em patamares aceitáveis (menores que 10-1) de operação. Com isso, pode-se concluir que o receptor adaptativo é robusto em relação às variações de interferência do meio.

Figura 6.7: BER versus quantidade de usuários (SIR) para o receptor CDMA adaptativo, com diferentes valores de relação sinal-ruído (SNR).

6.6.1. Conclusões Parciais

Como se pode inferir dos resultados descritos, a contribuição mais marcante do receptor adaptativo residiu em aumentar a imunidade do sistema em relação aos níveis de interferência. Por exemplo, pela análise da Figura 6.5, o modelo proposto apresentou valores baixos de BER (menores que 10-2), mesmo para situações de meio extremamente ruidoso (próximo de -35 dB) e sob influência de uma grande quantidade de interferentes (15 usuários).

Para as situações de pouco ou nenhum sinal interferente, o comportamento do modelo adaptativo foi próximo do apresentado pelo bloco de geração de sinal de referência.

Também na Figura 6.5, quando comparado a um receptor convencional, com uma única fonte emissora, o sistema desenvolvido mostrou-se bem mais preciso em termos de recuperação do sinal de interesse, demonstrando, assim, uma maior imunidade em relação aos níveis de ruído do ambiente de simulação. Como as curvas de erro foram traçadas para diferentes quantidades de usuários, foi possível conferir também o comportamento do modelo em função de diferentes quantidades de assinantes interferentes.

Sob este aspecto, a Figura 6.7 apresentou o quão sutil foi o incremento percebido no erro de estimação quando do aumento da quantidade de usuários no sistema, ilustrando, a notável robustez do modelo em relação à interferência co-canal.

Finalmente, a Figura 6.6 demonstrou a alta capacidade do receptor proposto em direcionar o lóbulo principal de seu espectro espacial para uma posição de interesse, uma vez que o erro médio absoluto da direção de chegada apresentou valores inferiores a ± 7° para a grande maioria dos níveis de ruído aos quais o receptor foi submetido. Dessa forma, pôde-se garantir que o ganho espectral na direção de interesse esteve quase sempre maximizado, otimizando o processo de recepção do sinal procurado.