FPGA TABANLI DİJİTAL HABERLEŞME SİSTEMLERİNİN SYSTEM GENERATOR ARACI İLE ANALİZİ

Year 2018, , 255 - 265, 01.06.2018

İbrahim Işık Mehmet Emin Tağluk

https://doi.org/10.15317/Scitech.2018.131

Abstract

Sayısal haberleşme sistemlerinde, verici tarafından iletilen verinin alıcı tarafına minimum hata ile ulaştırılması arzu edilmektedir. Ancak iletilen veri, kullanılan modülasyon tekniği, kodlama ve kanal yapısına dayalı çeşitli sebeplerden dolayı bozulmaya maruz kalmaktadır. Bu bozulma, iletim süresince alıcıya ulaşan hatalı bitlerin sayısının bütün bitlere oranı “bit hata oranı” BER olarak tanımlanmaktadır ve bu oran iletişim sisteminin kalitesini belirlemektedir. Günümüzde yapılan akademik çalışmalarda haberleşme sistemlerini analiz etmek için genellikle Matlab benzetim programları kullanılmaktadır. Ancak, bu şekilde yapılan ölçümlerin zaman alıcı olmasının yanı sıra benzetim programlarının da gerçek bir haberleşme sistemini tam olarak temsil etmediği düşünülmektedir. Bu sebeple, bir haberleşme sisteminin FPGA gibi paralel çalışan hızlı modüllerle gerçekleştirilmesi ve bu sistem üzerinden gerekli ölçümleri yapılmasının daha hızlı, gerçeğe yakın ve özgün olacağı düşünülmektedir.

Bu çalışma ile BPSK (iki seviyeli faz kaydırmalı anahtarlama) ve QPSK (dört seviyeli faz kaydırmalı anahtarlama) modellerine uyarlanabilen FPGA (Alan Programlanabilir Kapı Dizileri) tabanlı bir gömülü haberleşme sistem tasarımı gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan sistem daha sonra FPGA tabanlı sistemleri analiz etmek için kullanılan Xilinx firmasının geliştirdiği System Generator aracı ile analiz edilmiştir. İletilen veri minimum hata ile tekrar elde edilmeye çalışılmıştır.

Keywords

Demodülasyon, FPGA, Modülasyon, Sayısal haberleşme sistemi

Analysis of FPGA Based Digital Communication Systems with System Generator Tool

Abstract

In digital communication systems, it is desired that the data transmitted by the transmitter to reach at the receiving end with a minimum error. However, for some reasons which depend on the used modulation technique and channel type the data subject to corruption. This kind of corruption, so called “bit error rate”, is defined as the number of erroneous bits divided to the number of total received bits, and this rate determines the quality of the system. In the currently conducted academic studies analysis of communication system generally performed through simulation programs. It is considered that the simulation programs may not represent a real communication system. Also the values measured in this way are quite time consuming. However, it is believed that realizing communication systems with parallel processing and fast modules such as FPGA and performing measurements of communication system on this modules will be much faster, closer to real and original.

The design of an FPGA (Field Programmable Gate Arrays) based adaptable embedded communication system which BPSK (binary phase shift keying) and QPSK (quadrature PSK) are realized with this study. Designed system analyzed with System Generator Tool which is developed by Xilinx company and used to analyze FPGA based systems. Transmitted information is tried to obtain at received site with minimum error.

Keywords

Demodulation, FPGA, Modulation, Digital communication system

References

• Alimohammad, A., Fard, S. F., 2014, “FPGA-Based Bit Error Rate Performance Measurement of Wireless Systems”, IEEE Transactions On Very Large Scale Integration (VLSI) Systems, Vol. 22(7), pp. 1583-1592.
• Alimohammad, A., Fard, S. F., Cockburn, B. F., 2008, “Hardware-based Error Rate Testing of Digital Baseband Communication Systems”, IEEE International Test Conference, Santa Clara, CA, USA, , pp. 4244-4203, 28-30 October 2008.
• Akhtar, A., PhD, Field Application Engineer, https://www.nutaq.com/matlab-hdl-coder-xilinx-system-generator, Erişim tarihi 16.10.2016.
• Babu, A. S., Rao, K.V. S., 2011, “Evaluation of BER for AWGN, Rayleigh and Rician Fading Channels under Various Modulation Schemes”, International Journal of Computer Applications, Vol. 26, No.9.
• Kanirkar, N. B., Sarvaiya, J. N., 2009, “BER vs SNR Performance Comparison of DSSS-CDMA FPGA Based Hardware with AWGN, Spreading Codes & Code Modulation Techniques”, International Journal of Electronic Engineering Research, Vol 1 (2), pp. 155-168.
• Masud, M. A., Samsuzzaman M., Rahman M. A., 2010, “Bit Error Rate Performance Analysis on Modulation Techniques of Wideband Code Division Multiple Access”, Journal of Telecommunications, Vol. 1 (2), pp. 22-29.
• Roy, T., K., 2012, “Comparative BER Performance Analysis of OFDM System Using M-PSK and M-QAM Modulation Schemes over AWGN Channel”, International Journal of Computing Communication and Networking Research, Vol. 1(4).
• Sharma, D., Srivastava, P., 2013, “OFDM Simulator Using MATLAB”, International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, Vol. 3 (9), pp. 493-496.
• Samundiswary, P., Kalyan, V., 2012, “Performance Analysis of WCDMA using Different Spreading Codes”, International Journal of Computer Applications, Vol. 38 (10), pp. 8-11.