T E L KO MNIK A , V ol . 1 7 No. 6 Dec e mb er   201 9 , p p. 2 75 5 ~ 2763   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0 accr ed ited   F irst  Gr ad e b y K em en r istekdikti,  Decr ee  No: 2 1/E/ K P T /20 18   DOI:   10.12928/TE LK OM N IK A .v 1 7 i 6 . 12828      27 55       Rec ei v ed   A pril   3 , 2 01 9 ; Re v i s ed   J un e   28 ,  20 1 9 A c c e pte J u l y  18 , 2 0 1 9   Baud   ra te varia t ion s e ff ec t o n vi rtual c han nel    based   on  PIC m icroco nt roll er         S ar m ad K.  Ibrahim * 1 Hu s se in M.  Hath al 2 ,   Riy adh  A.  Ab d u lhu ss ein 3   M u s t a n s i ri y a h   U n i v e rs i ty ,  Co l l e g e   o f  En g i n e e r i n g ,  Ba g h d a d ,   Ira q   * Corre s p o n d i n g  a u th o r,   e - m a i l e n g _ s a r m a d n e t@u o m u s ta n s i ri y a h .e d u .i q 1 h u s s e i n .m . h a th a l @uo m u s ta n s i ri y a h .e d u .i q 2 ,   ri y a d h @uo m u s t a n s i r i y a h .e d u .i q 3         Ab strac t   Rec e n t  y e a r i n  t h e  wo rl d  t h e  re a l  a p p l i c a t i o n s u s u a l l y  n e e d e d  o n l y  a  f e k e y  f e a tu re s  o f  Un i v e rs a l   As y n c h ro n o u s   Rec e i v e Tra n s m i tt e (UAR T).   It   i s   a   ty p e   o s e ri a l   c o m m u n i c a ti o n   p r o to c o l whi c h   i m p ro v e s   th e   p r o b l e m   o f   p a ra l l e l   c o m m u n i c a ti o n   a n d   d e v e l o p s   e ff e c t i v e l y   i n   s e v e ra l   s e rv i c e s T h i s   p a p e r   p re s e n t s   a   tra n s c e i v e s y s te m   b a s e d   o n  PI m i c ro c o n tro l l e r.  It   a l s o  p re s e n t s   s o f twa re   d e s i g n s   t o   tra n s m i a n d   re c e i v e   d a ta   t h ro u g h   t h e   v i rtu a l   c h a n n e l Th e   s y s t e m   i s   d e s i g n e d   to   s t u d y   t h e   e ff e c ts   o b a u d   ra te   v a r i a ti o n s   b e twe e n   tra n s m i tt e a n d   r e c e i v e fo r   n o i s e   a n d   n o i s e l e s s   AWGN   c h a n n e l Th e   s y s te m   h a s   b e e n   s i m u l a te d   b y   Pro t e u s   s i m u l a t o v e rs i o n   8 . 1 a n d   th e n   te s te d   s u c c e s s f u l l y   a b a u d   ra te s   (2 4 0 0 4 8 0 0 9 6 0 0 a n d   1 9 2 0 0 b p s .   Si m u l a ti o n   re s u l t s   s h o th a t h e   e rro ra t e   h a s   z e ro   v a l u e s   a th e   d e s i re d   b a u d   ra te   v a l u e a n d   a l s o a t     th e   a d j a c e n v a l u e s .   Th u s ,   th e   z e ro   l e v e l   o e rro r a te   i s   i n c re a s e d   b y   i n c re a s i n g   b a u d   r a te   v a l u e s ,   whi c h   fi x e d  b y  t h e  t ra n s m i tt e a n d   v i c e  v e r s a       Key w ords :   b a u d   r a te  (BR),  m i c ro c o n tro l l e r - b a s e d   s y s te m p r o te u s  s i m u l a to r  v e r s i o n  8 . 1 . ,   R S2 3 2  s e ri a l   c o m m u n i c a ti o n UAR T       Copy righ ©  2 0 1 9   Uni v e rsi t a s  Ahm a D a hl a n.  All  rig ht s   r e s e rve d .       1.  Int r o d u ctio n   W i r e l es s   c om mu n i c at i on   was   fi r s propos e d urin g   the   19 t c e ntu r y   a nd   ha s   s i nc un de r go n a   hu ge   de v e l o pm en t.  W i r el es s   c o mm u ni c ati on   i s   v i tal   m ed i um   f or  tr an s m i tt i ng   i nfo r ma t i on   wi tho ut  us i ng   c ab l es wi r es   or  s i m i l ar  e l ec tr on i c   c o nd uc tors bu t   ma k i n us e   of  el ec tr o ma g ne t i c   wav es   l i k RF IR,  s ate l l i te  c o mm u ni c at i on ,   etc Cur r e ntl y w i r el es s   c om mu ni c at i on   i nc l ud es   ma ny   de v i c es   or  tec hn ol o gi es ,   i nc l u di n c om p ute r s ,   s ma r tph on es ,   tab l ets ,   or  l ap to ps T h as y nc hronou s   s er i a l   c om mu n i c ati on   s h ows   ma ny   ad v an t ag es   l i k e   h i gh   r el i a bi l i ty few  tr a ns mi s s i o l i n es l o ng   tr a ns mi s s i on   d i s t an c es an he nc e,  i s   us e f or  ex c ha ng i ng   da ta  be t wee th c om pu t ers   an oth er  pe r i ph er al s T h i s   as y nc hronou s   s eri al   da t c om mu ni c at i on   i s   ge n eral l y   i mp l em e nte wi th  t he   he l of  Un i v er s al   A s y nc hron ou s   Rec e i v er  T r an s mi tt er     ( UA RT )   [1 - 4].   T h UA RT   h e l ps   i c arr y i ng   ou f ul l - du p l ex   c om m un i c a ti o wi th  th s eria l   l i nk   a nd   i s   wi de l y   us ed   for  d ata   c om mu n i c ati on   a nd   i c on tr o l   s y s tem s Howev er,  th UA R T   ap p l i c ati on s   on l y  us e  s om e  of   i ts  i mp ort an t f ea tures  [ 5 - 8].   In  tod ay s   wor l d,  da ta  c om mu n i c ati on   i s   an   i nte gral   c om po ne nt  of  e l ec tr o ni c   s y s tem s   T he   c om mo n l y   us ed   da t c om m un i c a ti o tec h ni qu i s   t he   as y nc hron ou s   s eria l   d at tr an s m i s s i on ,   whi c i s   c om mo n l y   em pl oy e i m i c r oc on tr o l l er - ba s ed   ap pl i c ati on s   r eq u i r i ng   mu l ti p l e   c om mu ni c at i on   r at es [9] B au r ate   r ef ers   to  the   r ate   at  whi c th bi ts   are  tr an s mi tt ed In  o the r   wor ds the   ba ud   r at d es c r i be s   the   r ate   at  wh i c t he   d a ta  i s   tr a ns mi tt ed   w i th i the   c om m un i c a ti o c ha nn e l [1 0 - 12] P r op er  c om mu ni c at i on   ne e ds   s i m i l ar  v al ue   f or  the   r ec ep t i o a nd   tr an s m i s s i on   ba ud   r a tes   [1] S om of  th e   c om mo ba u r ate s   i nc l ud 12 0 0,  24 00 4 80 0 96 0 0,  14 40 0,  19 20 0,  38 40 0,  5 76 0 0 a nd   11 5 20 bi ts /s  [1 ].   T he  UA RT  c on tr o l l er i s  an   i mp or ta nt  p art us ed   i n t he  s eria l  c om m un i c ati ng  s ub s y s tem  of   the   c o mp ute r .   UA RT   ac c ep ts   the   d ata   by tes   an s e qu en ti al l y   tr a ns mi ts   a l l   the   i nd i v i du al   b i ts A t   the   r ec ei v er,  an ot he r   U A R T   as s em bl es   al l   the   r ec e i v i ng   da t b i ts   i nt the   c o mp l ete   da ta  by tes S uc s er i al   tr a ns mi s s i o s y s tem   i s   us e i mo d em s   a nd   for  no n - n etwo r k   c om mu ni c at i on   am on gs t th e t erm i n al s , c o mp ut ers  an oth er s uc h d e v i c es   T he   as y nc hro no us   s er i a l   c om m un i c ati on   i s   g en eral l y   i m pl em e nte w i th   th h el p     of  U A RT   [1] UA RT   he l p s   i c arr y i ng   o ut  f ul l - du pl ex   c om mu ni c at i on   i the   s eria l   l i nk   an i s   wi de l y   us ed   for  da t c om m un i c at i o an c on tr ol   s y s tem s UA RT   c on s i s ts   of  the   r e c ei v er   ( RX )   and   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO MNIK   V ol .   1 7 ,  No 6 D ec em b er   20 19 :   27 5 5 - 2763   2756   tr an s mi t ter   ( T X ) T he   da t tr an s mi s s i on   i s   c on tr ol l ed   by   ob ta i n i ng   t he   d ata   i t he   p ar al l el   s tr uc turer   an t he r ea fte r w i th  the   he l of   the   UA RT s eria l l y   tr a ns mi ts   th d ata O the   ot he r   ha nd t he   r ec ei v er  de t ec ts   thi s   tr a ns mi tt ed   d ata ,   r ec ei v es   the   s eri al   tr an s m i s s i on an s t ores     the   r ec ei v ed   d ata   to   t he   pa r al l el   for ma t.   Un i v ers al   A s y n c hronou s   Rec e i v er  T r an s m i tte r pres en t   i the   r ec e i v er,  c on v erts   th s eria l   da ta  i t he   p aral l e l   for ma t.  S uc s er i a l   c om mu n i c ati o prev e nts   s i gn a l   di s t orti o n ,   an da ta  tr an s fer  c an   s uc c es s ful l y   t ak pl ac be tw ee t he   s y s tem s   ha v i ng   l on di s t an c b etwe en   ea c oth er.  T h Un i v ers al   A s y nc hronou s   Rec e i v er  T r an s mi tt er   s eria l   mo du l e   c an   be   d i v i de i nt t hree  di ff erent   s ub pa r t - mo du l es r ec e i v er tr a ns mi tte r ,   an d   a   ge ne r at or  of  ba ud   r at [2] .   B au r ate   ge ne r ato r     i s   fi r s pa r tha t   r efe r s   to  ty p of  fr eq u en c y   di v i de r   a nd   produc es   l oc al   c l oc k   s i g na l s T he   ba ud   r ate   fr eq u en c y   fac tor  i s   de termi ne w i th  the   h el of    the   c l oc k   fr eq ue nc y   o f   th s y s tem   an d   th ne c es s ary   ba ud - r at e.  T h e   fac tor  of  fr e qu en c y   i s   us e d   for   di v i d i ng   fac tor.   In  the   UA RT - ba s e d ata   tr an s m i s s i on   s y s tem s a fte r   es tab l i s hi n t he   ba u d   r ate t he   i nt erna l   c l oc k s   of   t he   r ec e i v er  an t he   tr an s m i tte r   are   s et  a s i m i l ar  fr eq u en c i es T X i s   the   UA RT   ou t pu or  th tr an s mi tte r   s i t e,  wh i l t he   R DX   r ep r es en ts   th r ec ei v er  or  th UA RT   i np u s i te.   T he   UA RT s   r ec e i v er  mo de l   r ec e i v es   th s i gn a l   i n   s eri es   at   th R DX   s i te   an c on v erts     the   s i g na l   i nto   pa r a l l el   for ma t.  T h ereaf ter,  th tr an s m i m od u l o th UA RT   c on v erts   thi s   da t i nto   s eri es   bi ts   b as ed   on   i t s   fr am forma an t he n tr an s mi ts   th da t bi ts   throu gh   the   T X [2] .   Mi c r oc om pu ters   are  s ec o n c om po ne t   i nc l ud e s   a m i c r op r oc es s or,  Inp ut - O utp ut  ( I/ O )   de v i c e,  an d   progr am me r   an d   d ata   m em ory S o me   of  the   m i c r oc om pu t er  s y s tem s   al s o   i nc l ud o the r   c om po n en ts   l i k e   c ou nt ers ti me r s an th e   a na l og - to - di gi tal   c o nv erter s He nc e,  t he   m i c r oc om pu ter  s y s tem   r an ge s   fr o bi c om pu ti n d ev i c w i th  prin te r s fl op py   di s k s ,   an ha r d   d i s k s   to  s ma l l   s i ng l e - c hi p   em be d de d   s y s tem   [ 13 ].   O n of   the   mo s po pu l ar  m i c r oc on tr o l l ers   i nc l u de s     P IC1 6 - s erie s   m i c r oc on tr ol l ers T ho ug the y   are  ex c el l en f or  ge ne r a l   us e,  th ey   a l s ha v ma ny   l i m i ta ti o ns S om e   of  t he s e   l i mi t ati on s   i nc l ud 1)  L i m i ted   progr a mm i ng   an da t me mo r y 2)  P r i m i ti v e   i nte r r u pt  s tr uc ture an 3)  S am i nte r r u pt  v ec tor  i s   s h ared   be twe en   a l l   the   i nte r r up s ou r c es . The P IC 16 - s erie s   mi c r oc on tr o l l ers  are un ab l e  to  prov i d e d i r ec t s up po r t t o  th e a dv a nc ed   pe r i p he r a l   i nt erfac es   l i k CA bu s Un i v ers al   S eria l   B us   ( US B )   de v i c es ,   etc .   F urthermor e,   i nte r f ac i n w i th  the s e   de v i c es   prov es   t b d i ff i c ul t T he s mi c r oc o ntrol l ers   ha v a   l i m i te i ns tr uc ti o na l   ma n ua l   a nd   do   no t   c on t ai i ns tr uc ti on s   f or  ev en   t he   ba s i c   ma the ma t i c al   fea t ures   l i k e   mu l t i p l i c a ti o n a nd   di v i s i on .   B r an c h i ng  i ns tr uc t i on s   are  s i mp l e a nd  c o mb i ne  th e s k i p a n d t h e g o - to  i ns tr uc ti o ns   [ 13 ].   P IC1 8 - s erie s   mi c r oc on tr o l l ers   are  de s i gn ed   by   Mi c r oc h i Inc . ,   an the y   are   ma i nl y   us ed   i the   h i g h - de n s i ty hi gh - pi n - c o un t,  a nd   c o mp l ex   ap p l i c at i on s T h es mi c r oc on tr o l l ers   off er  c os t - eff ec ti v s o l ut i o n s   for  the   ge ne r a l   a pp l i c at i o ns   tha t   are  wr i tte n   i t he   C - progr am mi n l an gu a ge us e   th R ea l - T i m O p erati ng   S y s te ( RT O S )   an d   n ee c o mp l i c at ed   c om m un i c a ti o n   protoc ol   s tac k   l i k C A N,  U S B T C P /I P or  Z i g B ee T h P IC1 8F  mi c r oc on tr ol l er  d ev i c es   prov i de   a   fl as pro gram  m em ory   r an gi n be tw ee 8 - 12 k B d ata   me mo r y   r an g i ng   be tw ee 4 - 2 56   k B ,   op erat e i n t h e ran ge  o f 2 - v ol ts  an d h av e  a  s pe ed  r a n gi n g f r om  DC t o 4 0  MHz  [ 13 ].     A W G i s   l as c o mp o ne n t ha t   r ef ers   to  r an d om   s i gn a l s   or  proc es s es   ha v i ng   fl at   po wer   s pe c tr al   de ns i ty T he y   c on t ai s i gn a l s   wi th  eq u al   p o we r   i the   fi x ed   ba nd w i dt at  a ny   of  the   c en t er  fr eq ue nc i es T h i s   n oi s i s   h el pf ul   for  m ea s uri ng   an d   tes ti ng   the   wi de b an d   c om mu n i c ati on   c i r c ui ts T he   A dd i ti v W h i te  G a us s i a Noi s ( A W G N)   i s   c om m o nl y   us ed   i a l l   the   c o mm un i c ati o c ha n ne l s   an i s   de s c r i be a s   th s t ati s ti c a l l y   r a nd o r ad i no i s ha v i n c h arac teri s ti c   wi de   fr eq u en c y   r an ge   am o ng s t a l l  th e  s i g n al s  i n a  c o mm u ni c at i o n c ha nn e l  [1 4].       2.  Rel ated   W o r k   Her e,  the   a uth ors   ha v s ho wn  tha UA RT   w as   the   pr og r am mi ng   m i c r oc hi d ev i c tha c on tr ol l ed   t he   i nte r f ac be t ween   t he   c om pu t er  an i ts   pe r i p he r a l   de v i c es I i s   v e r y   po pu l ar  s eria l   da ta   c om mu n i c at i on   c i r c ui t.  T he   s eri al   tr an s m i s s i o n   proc es s   d ep e nd s   on   the   s hi ft   r eg i s ters   prin c i pl e T he r are  forms   of  di f ferent  s er i al   tr an s mi s s i o ns i .e. S y n c hrono us   an d     the   A s y nc hron ou s   s y s tem s In   th s y nc hro no us   s eria l   c om mu ni c at i on t he   T X     an th RX   h av to  tr an s m i at  t he   s a m ti me F urtherm ore,  th as y nc hrono us   tr an s m i s s i on   h el ps   i   the   tr an s m i s s i o of  d ata   w i tho ut  s e nd i ng   a ny   c l oc k   s i g na l s   to  t he   R X s T he   U A R T   mo du l es   are  s ati s fi e i t he   as y nc hrono us   da t tr an s m i s s i o w i th  th he l of  t he   V HD d es i g l an gu ag e V ery   s tab l an r e l i a bl r es ul ts   c an   be   o bta i ne d.  F urth ermor e,  the   d es i g di s p l ay s   hi g fl ex i bi l i ty   wi th  the   r ef erenc e   v al u es   an b e tte r   i nte gr ati o [ 15 ].   Ma ny   s y s tem s   ha v be e pres e nte i th i s   s tud y ,   i nc l u di ng   h i gh   d ata   c ol l ec t i on   a nd   s pe e c on tr o l   s y s tem s whi c d ep e nd   o the   P erip he r al   Comp on e nt  I nte r c on ne c ( P CI)   a nd   the   mu l t i - di gi t al   s i gn al   proc es s i ng   s y s tem s F i r s t - i f i r s t - out  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO MNIK   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0       B au r ate  v aria t i o ns  ef fec on  v i r tu al  c h an n el   ba s ed   ( S arma d K .  Ib r a hi m )   2757   ( F IFO )   was   us e for  c om mu ni c at i ng   be tw ee the   l ow  a nd   h i g h - s pe ed   c o mp on en t,  or  for   c om mu ni c at i ng   be t wee th s ub - c on tr o l l ers F i r s t - i f i r s t - ou ( F IFO )   i s   an   es s en ti a l   c om p on e nt  o f   s uc s y s tem s   an ac ts   as   a   brid g b etwe en   s ev era l   d e v i c es In  th i s   s tud y t he   a uth ors   de v el o pe c on tr o l l er  wh i c c on tai n ed   t he   F P G A - b as ed   as y nc hronou s   F IFO   as   i ts   mo s s i gn i fi c a nt  c om po n en t.   T h i s   F IFO   he l p ed   i d ete r m i n i n th v ari o us   fea t ures   of  the   c on tr o l l er  an d   c ou l b us ed  fo r  c o mp l et i ng   the  c o mm u ni c at i on  i n  th e  s eria l  or  th pa r al l e l   p orts  [1 6] .   Her e,  t he   au t ho r s  ha v e  a l s o u s ed  an  8  c om m on   da t bi nu m be r wh i c h c orr es po nd ed  to   on by te  o da t a.  A   g en er al   A S CII  c od i t he   c om mu n i c ati on   de v i c us es   on l y   s ev en   LS B s   whi l th M S B   w as   z ero.  W he th U A RT   was   c on f i gu r ed   i ei gh d ata   b i ts o ne   s to bi t,  an z ero   pa r i ty   bi t,  the   r ec e i v ed   d ata   was   i th form  of  0 - dd d d - d dd   0 - 1,  wh ere  was   th da t bi a nd   c ou l be   e i th er  z ero  or  o ne A s s um i ng   t ha U A RT   ha d   c o nfi g urati o of  e i g ht  d ata   bi t s on s to b i t,   an d   z ero  pa r i ty   bi t t he   ba ud   r at w as   g en era l l y   48 0 0,  9 60 0 or   19 , 20 b au ds   [ 17 ].  T hi s   c i r c ui produc e a   F r eq u en c y   Di v i s i on   as   i i s   ab l e   to  di v i d th i np u fr e qu e nc y   by   t he   f ac tor  of   2.    T he   F r eq u en c y   Di v i d er  di v i de s   the   fr e qu e nc y   ba s ed   o the   r eq ui r e me n ts   of  the   s y s tem Henc e,   the   au th ors   us ed   th U A RT   wi t a   fr eq ue nc y   di v i de r   as   thi s   en s ure t ha t   no   ot he r   de v i c ha d   to   be   att ac he t the   s y s tem   f or  di v i d i n the   fr e qu en c y In  on s tu dy [18 t he   a uth ors   i mp l em e nte d   t he   t wo - d i r ec ti o na l   s h i ft  c o n v erter   proc es s   wi th  the   F i r s t   i n   fi r s t o ut   an t he  UA RT   c i r c ui b l oc k s   i an   F P G A   de v i c w i th  th he l of  th V eril og   HD l a ng u a ge   tha was   us ed   i the   em b ed de s y s tem   c on v erter   RS 2 32   c on ne c t ed   to  th US B .   A l s o,  a n   ei gh t - bi U A R T   m od u l de s i g whi c   was   ba s e on   the   V eri l og   HDL  w as   e mp l oy ed   i [ 19 ] S uc a   d es i g a uto ma t i c al l y   i d en t i fi ed     the   ad dr es s es   of  ev ery   c h arac ter.  T h au th ors   a l s us ed   V L S de s i gn   an d   p as s ed   th da ta   be twe en   t he i r   propos e 9 - bi U A RT   mo du l es   wi t t he   h os C P U.  T hi s   de s i g c on s i s ted   of    the   tr an s m i tt er,  r ec ei v er,  P r es c al er  mo du l es an t he   a s y nc hronou s   F IFO s .   In  an o the r   s tud y   [20 ] the   r es ea r c he r s   d ev el op e d t he  proc es s   for   s oft w are i m pl e me nt at i on   of   th e UA RT  wi th   th e h e l p   of   the   s h i ft   r eg i s ter.   T he y   ai me d   to   o bta i n   a   UA RT - c o r th at  c o ul be   us ed   as   the   mo du l for   i mp l e me nt i n g a  b i g s y s tem ,  i r r es pe c ti v e o the  ty p e o i mp l em e nta t i o n p l atf or m s el ec ted .   A no t he r   s tud y   us ed   US B s   i P Cs   wi th ou s eria l   i nte r fac es   [2 1].   T he   a uth ors   i mp l em en t ed   un i v ers al   protoc o l   i th ei r  Hardw are Des c r i pti on  La n gu a ge   ( HD L)  for  th ICs ,   wh i l th ey   us ed   t he  MA T L A B   progr am   for  the   P C.  T h ei r   de s i g w as   ea s i l y   ad a pta b l to   th s tr uc ture   an r e qu i r em en ts   of  an y   s pe c i fi c  IC.  A ut ho r s  [2 2]  us ed  th de s i gn  m od u l e f or d ev el o pi n g a  6 0 - G b/s   no nre t urnab l e - to - z ero  tr an s c ei v er  h av i ng   an   ad ap ti v e qu a l i z a ti o a nd   b au d - r ate   C l oc k   an Da ta  R ec ov ery   ( CDR) T he i r   de s i gn   em p l oy e a   ful l   eq u al i z ati on   fr on t   en ha v i ng   a   pe r - pa th  ad a pta t i on   an a     per - s am p l er  off s et   c al i brat i o w hi c h   en ab l ed   th op er at i on   at  s p ee of  60 - G b/s   ov er  th r e al i s ti c   c ha nn e l s I [ 23 ],   th r es e arc he r s   propos ed   an d   de v el o pe d   c os t - eff ec ti v e   tr a ns mi tt er - ba s ed   s el f - c al i brat i on   s y s tem   for   the   fr eq u en c y   r es po ns e   an IQ   ti m de l ay wh i c us ed   on l y     the   l ow - b an d wi dth   c o mp o ne nts T he   fr eq u en c y   r es po ns c orr ec ti on   a nd   t he   s ub - ps   t i m i ng   c orr ec ti on   e na b l ed   the   tr a ns mi s s i o of  4 00 G E 66 G ba ud   DP - 1 6Q A M an 44 G ba ud   D P - 64 Q A M.  A l s o,  a   r ev i ew  of  t he   r ec en s t ud i es   i n   the   fi e l of  hi gh   b au r ate   s i gn al   ge ne r ati on   or   de tec t i on   was   p ub l i s h ed   i [24 ].  T he   au t ho r s   i nv es ti g at ed   t he   v ari ou s   a dv an c e a l go r i th ms   th at  wer a pp l i e at   the   tr an s m i tte r   a nd   r ec ei v er  s i de s   for   the   s i gn al   pre - or  po s t -   eq ua l i z ati on   an d   c om pe ns ati on r es p ec ti v e l y .   In  [2 5],   t he   au t ho r s   pr es en te s er i a l   c om mu n i c ati on   de s i g de s c r i bi ng   th 80 51   mi c r oc on tr ol l er - b as ed   s y s tem   a nd   the   P i nte r c on ne c ti on   w i t the   he l of    the   R S 2 32   de s i gn   r ul es T hi s   s tu dy   a l s pres en t ed   a   s oft w are  de s i gn   for   eff ec t i v da ta   tr an s mi s s i o n b etwe en  t he  s y s tem s .         3.  Ha r d w ar e  S ys t em D es i g n   I thi s   s ec ti on ha r dw are   s i mu l ati on   w i l l   be   i mp l e m en te an di s c us s ed T r an s mi tte r   an d   r ec ei v er  c i r c ui ts   ar i m pl e me nt ed   an s i mu l ate b y   us i ng   P r ote us   s i mu l at or  v ers i on   8.1   s i nc the s c i r c u i ts   are  bu i l by   P IC  1 6F87 7A   mi c r oc o ntrol l er  c hi p.  O n 16 F 87 7 A   c h i i s   us ed   f or   tr an s mi t ter c i r c ui t, a nd  an ot he r  on e i s  us e d f or the  r ec e i v er c i r c ui t. A  no i s e s i g na l   i s  ge ne r at ed  by   a s ep arat P IC c h i p.  T he  d es c r i pti o n o the   who l e s y s t em  i s  s h own  i n F i gu r 1 .     3.1 S o f t w ar S y stem  De s ign   T he   s oft w are  c od of  b oth   t r an s mi tt e r   an r ec ei v er  s y s tem s   i s   wr i t ten   ba s ed   on   Mi k r s oft war pa c k ag e   v ers i o 6. a nd   the s i mu l at ed   by   P r ot eu s   s i mu l ato r   v ers i on   8.1 .     T he  fo l l owi ng  s te ps  of   t he   a l go r i thm  c an  d es c r i be  t he  tr an s mi t ter s y s tem  a l g orit h m:     Ini t i a l i z e I /O  po r ts .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO MNIK   V ol .   1 7 ,  No 6 D ec em b er   20 19 :   27 5 5 - 2763   2758     Do  r ec urs i v e l oo p  fo r  s en di ng  s i g na l  r eg ul ar l y .     B eg i n   to   s en d d ata  s i gn a l  a fte r  c om p l et e a uth e nti c a ti o n wi t th r ec e i v er.     Repe at  s tep  3  u nti l  s en d i ng   al l  da ta  s i gn a l .     E nd   progr a m.   T he   tr an s mi tt er  a l go r i th i s   i mp l e me n ted   by   the   f ol l ow i ng   fl owc ha r t,   as   s ho wn   i   F i gu r 2.            F i gu r 1.  H ardwar e s y s tem  de s i g n           F i gu r 2.  S en di ng  d ata  v i v i r tua l  c h an ne l  wi t ho u t n o i s e     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO MNIK   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0       B au r ate  v aria t i o ns  ef fec on  v i r tu al  c h an n el   ba s ed   ( S arma d K .  Ib r a hi m )   2759   T he  fo l l owi ng  s te ps  de s c r i b e t he  ad di t i v e wh i te  G au s s i an  n oi s e ( A W G N)   al g orit h m :     Ini t i a l i z e I /O  po r ts     Do rec urs i v e l oo p  to  s e nd   A W G no i s e i r a nd o ma nn er.     Repe at  s tep  2  i nf i ni tel y   T he  A W G no i s e  al go r i thm  i s  i m pl em e nte d b y  th e f o l l o wi ng  fl owc ha r t ,   as  s ho wn  i n  Fig ure   3.   T he  fo l l owi ng  s te ps  de s c r i b e t he  r ec ei v er s y s tem   al g ori thm :     Ini t i a l i z e I /O  po r ts     P r ep are   the   r ec urs i v e l oo p   to  en s ure  th a t a u the nti c a ti o n f r om   t he   r ec e i v er i s   do n r eg ul arly     If t he r e  i s  n o rec ei v i ng   da t a , e nd  th e  progra m,  el s e,  pri nt  th e rec ei v i ng   da t a.     E nd   the   progr a m.     T he  r ec e i v er al go r i t hm   i s  i mp l em e nte d b y  th e f o l l ow i n g f l owc ha r t as  s ho wn  i n  Fi gu r 4.           F i gu r 3.  S en di ng  n oi s e v i a  v i r tua l   c ha nn e l           F i gu r 4.  R ec ei v i ng  d ata  v i a v i r tua l  c ha nn e l  w i th ou an d w i th  no i s e     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO MNIK   V ol .   1 7 ,  No 6 D ec em b er   20 19 :   27 5 5 - 2763   2760   4.  S i mu latio n  Re sult s a n d   Disc u s sion   In  ord er  to  s t ud y   th e ffe c ts   of  b au d   r ate   v ar i at i on s   on   r ec ei v i n d ata   s i gn al ,   we   fi x ed   f ou r   ba ud   r at v al u es i .e .   ( 24 00 48 00 9 60 0 an 19 2 00 )   bp s   at  th tr an s m i tte r   s y s tem whi l   the  b au d rat e v al ue s  of  t he   r ec ei v er  are   v arie d i n rang e  ( 10 00  t o 3 5 00 0) b ps . A t re c ei v er s y s tem the  err or  r ate   i s   m ea s ured  f or  al l   b au r ate   v al ue s A l s o the   s tud y   i s   do ne   for  th s y s te wi th  a nd   wi th ou t e x i s ti n A W G N no i s s i gn a l   Cas 2 40 0   bps I th i s   c as e,  the   tr an s m i tt er  s y s tem   i s   fi x ed   at  24 0 bp s F i g ure  s ho ws   tha the   err or  r ate   h as   z ero  v al ue s   aroun ba ud   r ate   v al ue     ( 24 00   b ps ) an ha s   n on - z e r v al ue s   at  an y   v al ue   of  b a ud   r ate   ex c ep ( 2 40 b ps ) In  the   c as of  r ec ei v i n s i gn al   w i th  ex i s t i n of  A W G no i s e,  th err or  r ate   ha s   m i ni mu v al u at  the   v a l ue   o ( 24 00   b ps )   am on a l l   v al u es   of  ba ud   r at e,  as   s ho wn  i F i g ure  5.   Cas 4 80 b p s In   thi s   c as e,     the   tr an s mi tt er  s y s te i s   fi x ed   at  4 80 bp s F i gu r 6   s ho ws   tha t he   err or  r at h as   z ero  v al ue s   aroun b au d   r ate   v a l u ( 4 80 bp s ) a nd   ha s   n on - z er v al ue s   at   an y   v a l u of   b au r a te  ex c ep ( 48 00   bp s ) I th c as e   of   r ec ei v i ng   s i gn a l   wi t ex i s t i ng   o A W G N   no i s e,  t he   er r or  r ate   h as   mi n i m um  v a l ue  at  t he  v a l ue  of  ( 48 00  b ps )  am on al l  v a l ue s  o f b a ud  r a te,   as  s ho wn  i n F i gu r e  6.           F i gu r 5.  E r r or r ate  a t (24 0 0 b ps )             F i gu r 6.  E r r or r ate  a t (48 0 0 b ps )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO MNIK   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0       B au r ate  v aria t i o ns  ef fec on  v i r tu al  c h an n el   ba s ed   ( S arma d K .  Ib r a hi m )   2761   Cas e 9 6 00  b ps :   In  t hi s  c as e,  the   tr an s m i tte r  s y s tem   i s  fi x ed  a t 9 6 00  b ps . Fi g ure 7   s ho ws   tha t he   err or  r ate   ha s   z ero   v al ue s   aroun b au d   r ate   v a l ue   ( 96 0 b ps ) an h as   no n - z ero  v al u es   at  an y   v al ue   of  ba u r ate   ex c ep ( 96 0 bp s ) In  t he   c as e   of  r ec ei v i n s i g na l   wi t ex i s t i ng   of  A W G no i s e,   the   err or  r ate   ha s   mi n i m um   v a l ue   at  t he   v a l u of  ( 9 60 bp s )   am on a l l   v al ue s   o ba ud   r ate , a s  s ho wn  i n F i gu r e   7.   Cas 1 92 0 b ps :   In  thi s   c as e,  th tr a ns mi tte r   s y s te i s   fi x ed   at   19 20 0   b ps F i gu r e   s ho ws   tha the  err or  r ate   ha s   z ero  v al ue s   aro un d   ba u r ate   v a l u ( 19 2 00   bp s ) an d   ha s     non - z ero  v al ue s   at  an y   v al u of  ba u r ate   ex c ep ( 19 2 0 bp s ) In  the   c as o r ec ei v i ng   s i gn a l   wi t h   ex i s ti n of  A W G n oi s e,  th err or  r ate   ha s   mi ni mu m   v al ue   at  t he   v a l u of  ( 19 2 0 bp s )   a mo n g   al l   v a l ue s   o ba u r ate as   s ho wn  i F i g ure  ( 8).    A s   s ho wn  i th fou r   c as es th av erage  err or  r ate   i s   i nc r ea s ed   as   i nc r ea s i ng   ba ud   r ate   v al ue s   tha f i x ed   at  th tr an s mi tte r S i n c the   av erage   err or r ate  fo r  c as e (19 20 b ps )  i s  l arger  t ha n t he  av e r a ge  err or r ate   of  th e c as e (9 60 0 b ps ) . A l s o ,   the   av era ge   err or  r ate   f or  c as ( 96 00   b ps )   i s   l arger   tha t he   av era ge   err or  r at of  the   c as e     ( 48 00   bp s )   an s on A s   s ho wn  i f i gu r es the   err or  r ate   ha s   wi de r   r an ge   o z ero  v al u es   for   l arger   b au r ate   v a l u es   w hi c fi x ed   a th tr an s m i tte r T hu s the   err or  r ate   f or  c as ( 19 2 00   b ps )   ha s   a   wi de r   r a ng e   of   z ero  v al ue s   t ha err or  r a te  c as e   ( 96 0 b ps ) A l s o,  the   err or   r ate   for  c as e     ( 96 00   bp s )   ha s   a   wi de r   r an g of  z ero  v a l u es   tha err or  r ate   c as ( 4 80 bp s )   an s o   on T h erefore,  the   c as ( 24 0 bp s )   ha s   a   na r r ower  r an g of  z eros   v al ue   t ha ot he r   c as es T hu s s i mu l at i on   r es ul ts  s ho w s l i g ht  err or  i n r ec ei v i n g s i g na l  fo r   ba u d rat e v aria t i o ns  as  c om p ared w i th  [ 25 ].           F i gu r 7.  E r r or r ate  a t   ( 96 0 0 b ps )             F i gu r 8.  E r r or r ate  a t (19 2 00  b ps )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO MNIK   V ol .   1 7 ,  No 6 D ec em b er   20 19 :   27 5 5 - 2763   2762   5.  Co n clus ion s   A   tr an s m i tte r   s y s tem   ba s e d P IC  mi c r oc on tr o l l er  i s   i m pl em en ted   an s i mu l ate i P r ote us   s i mu l ato r   v ers i o 8.1 T he   s y s tem   i s   de s i g ne an t e s ted   to  s en an r ec ei v d ata   s i g na l s   at  di ff erent  v a l u es   of  ba u r at es T he   av erag err or  r at i s   i nc r ea s ed   for  l arg er   v al u e s   of  ba ud   r ate   tha t   i s   fi x ed   a tr an s mi t ter  s y s tem   an v i c e   v e r s a.  A t   l arger   v al ue s   of   ba ud   r ate   the  err or  r ate   i s   s ti l l   c o nti n uo us   to  z ero  l ev el s   for  n ot  on l y   at  t he   d es i r ed   b au r a te  v al u e,  bu i ex c ee ds   to  the   ad j ac e nt  v a l ue s   of  ba ud   r ate wh i c i mp r ov the  r e l i ab i l i ty   of  r ec ei v ed   the  d ata   s i gn a l       Ackno w ledg em ent s   T he   a uth ors   wou l d   l i k t t ha nk   Mu s tan s i r i y ah   Un i v er s i ty   ( www.u om us t an s i r i y a h. ed u. i q B ag hd a d - Ir aq  f or i ts  s up po r t i n t he   pres en wor k .       Ref er en ce s   [1]    P   M u k h e rj e e ,   PA  Nag e s wara   Rao Au t o m a ti c   Ba u d   Rat e   Det e c t i o n   u s i n g   Pro g ra m m a b l e   Sy s te m   on  Chi p  (PSo C).   I J ECET 2 0 1 2 3 (2 ):  1 3 0 - 140 .   [2]    P   Ke d i a NN   M a n d a o g a d e .   A   Rev i e P a p e r   o n   I m p l e m e n t a ti o n   o UAR Co n tro l l e wi th   Au to m a ti c   Ba u d   Ra te   G e n e ra to u s i n g   FP G .   In te rn a ti o n a l   J o u rn a l   o Ad v a n c e   Res e a rc h   i n   Com p u te S c i e n c e   a n d   M a n a g e m e n St u d i e s .  2 0 1 4 2 ( 1 ):   2 8 0 - 283 .   [3]    L i a k o Al i Ros l i n a   S i d e k I s h a k   Ari s Al a u d d i n   M o h d Al i B a m b a n g   Su n a ry o   Su p a rj o De s i g n   o a   m i c r o   -   UAR fo r So C a p p l i c a ti o n .   C o m p u te rs  a n d  El e c tri c a l  E n g i n e e ri n g 2 0 0 4 3 0 (2 ):   257   2 6 8 .     [4]    HU   Hua BAI  Fe n g - e .   Des i g n   a n d   Si m u l a t i o n   o UAR S e ri a l   C o m m u n i c a t i o n   M o d u l e   Ba s e d   o n   Ve ri l o g HD L [J ].   Com p u t e a n d  M o d e rn i z a ti o n 2 0 0 8 :   8 .   [5]    Ka u r,  A   Ka u r .   A n   Ap p ro a c h   Fo Des i g n i n g   Uni v e r s a l   Re c e i v e r   Tra n s m i tt e (UAR T).   In t e rn a ti o n a l   J o u rn a l  o En g i n e e ri n g  Re s e a r c h  a n d  Ap p l i c a ti o n s  (I J ERA) 2 0 1 2 2 ( 3 ):  2 3 0 5 - 2 3 1 1 .   [6]    R   K .Ag ra wa l V i v e k   Ran j a n   M i s h ra .   Th e   De s i g n   o H i g h - Sp e e d   UAR T Pr o c e e d i n g s   o f   2 0 1 3   IEEE   Con fe re n c e   o n  I n fo r m a ti o n   a n d  Co m m u n i c a t i o n   Te c h n o l o g i e s  (I CT 2 0 1 3 ).   In d i a 2 0 1 3 :  3 8 8 - 390.   [7]    N   Pa te l   Va ts a l k u m a Pa te l Vi k a s k u m a Pa te l VHD L   Im p l e m e n ta t i o n   o UAR wit h   St a tu s   Reg i s t e r I In te rn a ti o n a l   Con fe re n c e   o n   Com m u n i c a t i o n   Sy s te m s   a n d   Net wor k   Te c h n o l o g i e s .   In d i a .     2 0 1 2 7 5 0 - 754.   [8]    G BW  It i   Ag g a rwal ,   G a b a Sy n th e s i s   a n d   Im p l e m e n ta ti o n   o UAR u s i n g   VHD L   Co d e s I n   I n te rn a t i o n a l   Sy m p o s i u m   o n  Co m p u t e r,  Co n s u m e r a n d  Co n tro l .  T a i w a n 2 0 1 2 1 - 3.   [9]    M NAM   Al i a s SN  M o h y a r,  M I s a Haru n AB  J a m b e k S A M u ra d Des i g n   a n d   a n a l y s i s   o d e d i c a te d   Rea l - ti m e   c l o c k   fo r   c u s t o m i z e d   m i c ro c o n tro l l e u n i t .   In d o n e s i a n   J o u r n a l   o f   El e c tri c a l   En g i n e e ri n g   a n d   Com p u te r Sc i e n c e 2 0 1 9 1 4 ( 2 ):  796 - 801.   [10]    P   G u p ta P   Cha u d h a r y .   Rev i e Pa p e o n   D e s i g n   An d   Si m u l a ti o n   o Uni v e r s a l   A s y n c h ro n o u s   Rec e i v e Tra n s m i tt e o n   Fi e l d   Pro g ra m m a b l e   G a te   Arra y   Us i n g   VHD L .   I n te rn a ti o n a l   J o u rn a l   o f   Ad v a n c e  Re s e a r c h   i n  S c i e n c e   a n d   En g i n e e ri n g  (I J ARSE) .   2 0 1 4 3 (1 1 ):  6 2 - 66.   [11]    P   Sh ri v a s ta v a S   Sh a rm a .   Des i g n   a n d   s i m u l a ti o n   o 1 6   Bi UA RT  Se ri a l   Co m m u n i c a t i o n   M o d u l e   Ba s e d   o n   VHD L .   In t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o Em e rg i n g   Te c h n o l o g y   a n d   Ad v a n c e d   En g i n e e ri n g .   2 0 1 4 ;   4 (2 ):     72 - 78.   [12]    Am a n p r e e t   Ka u r,   Am a n d e e p   Ka u r.  An   a p p ro a c h   fo d e s i g n i n g   a   u n i v e r s a l   a s y n c h ro n o u s   re c e i v e r   tra n s m i tt e (UAR T).   In t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   o f   En g i n e e r i n g   Re s e a r c h   a n d   Ap p l i c a ti o n s   (IJ E RA).  2 0 1 2 ;   2 (3 ):   2 3 0 5 - 2 3 1 1 .   [13]    D   Ib ra h i m A d v a n c e d   PIC   M i c r o c o n tro l l e Pro j e c ts   i n   C   fro m   USB  to   RTO wit h   th e   PIC   1 8 Se ri e s .   Newn e s 2 0 1 1 .   [14]    HM  Ha th a l RA   Ab d u l h u s s e i n SK   Ib ra h i m L y a p u n o v  E x p o n e n Te s ti n g  f o r A WGN  Gen e ra t o r Sy s te m .   Com m u n i c a ti o n s  a n d  Ne two r k .  2 0 1 4 ;   6 (4 ) 201 - 208 .   [15]    F   Yi - y u a n C   Xu e - j u n .   Des i g n   a n d   Si m u l a t i o n   o UAR Se ri a l   Com m u n i c a ti o n   M o d u l e   b a s e d   o n   VHD L 3 rd  I n t e rn a t i o n a l  W o rk s h o p  o n  I n te l l i g e n S y s t e m s  a n d  Ap p l i c a ti o n s Ch i n a .   2 0 1 1 1 - 4 .   [16]    S   Y u L   Yi W   Che n a n d   Z   W e n Im p l e m e n ta t i o n   o f   a   M u l ti - c h a n n e l   UAR Con tro l l e B a s e d   o n   FI F O   Te c h n i q u e   a n d   FPGA .   Se c o n d   IEEE  Con fe re n c e   o n   I n d u s t ri a l   El e c tro n i c s   a n d   Ap p l i c a t i o n s Chi n a .   2 0 0 7 2 6 3 3 - 2 6 3 8 .   [17]    B M a h u re  a n d  R   T a n war.   UAR wit h  Au to m a ti c  Ba u d  Ra te  Gen e ra t o r a n d  F re q u e n c y  Di v i d e r .   J o u rn a l   o In fo rm a ti o n  Sy s te m s  a n d   C o m m u n i c a t i o n 2 0 1 2 3 (1 ) 2 6 5 - 268.   [18]    N F   J u s o h A.  I b ra h i m M A.  H a ro n ,   F   S u l a i m a n .   An   FPGA   I m p l e m e n ta ti o n   o Sh i ft   Con v e rte Bl o c k   Te c h n i q u e   o n   FI FO  fo UAR T .   IEEE  In te rn a t i o n a l   RF  a n d   M i c r o wav e   Con fe re n c e   (R FM   2 0 1 1 ) ,     12 th - 14 th   De c e m b e r 2 0 1 1 . M a l a y s i a 2 0 1 1 :   320 - 324 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO MNIK   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0       B au r ate  v aria t i o ns  ef fec on  v i r tu al  c h an n el   ba s ed   ( S arma d K .  Ib r a hi m )   2763   [19]    NF   M a h a t Des i g n   o a   9 - b i UAR M o d u l e   Ba s e d   o n   Ve ri l o g .   IEEE - ICSE2 0 1 2   Pro c M a l a y s i a .   2 0 1 2 :   570 - 5 7 3 .   [20]    B   Roy Pl a t fo rm - In d e p e n d e n t   Cus to m i z a b l e   UA RT  So ft - C o re .   Th i rd   In t e rn a t i o n a l   Con f e re n c e   o n   In te l l i g e n S y s te m s  M o d e l l i n g   a n d  Si m u l a ti o n IEEE.  M a l a y s i a 2 0 1 2 :   6 9 2 - 6 9 4 .     [21]    J M u e l l e r,  M HN   M o g h a d d a m M o h r,   S   Stra c h e .   An   A d a p ta b l e   UAR T   Ba s e d   Co n g u ra ti o n   a n d   Rea d - o u t  I n te rfa c e  f o r  I Pro t o ty p e s .   PRI M E 2 0 1 2 G e r m a n y 2 0 1 2 :   1 - 4 .     [22]    J   Han Su ta r d j a Y   L u Des i g n   Te c h n i q u e s   fo a   6 0 - G b /s   2 8 8 - m NR Tra n s c e i v e wi t h   Ad a p ti v e   Eq u a l i z a t i o n  a n d   B a u d - Ra te   C l o c k   a n d   Dat a   R e c o v e r y   i n   6 5 - n m   CM O T e c h n o l o g y .   IEEE  J O UR NAL   O SO L ID - STAT CIRC UITS 2 0 1 7 ;  5 2 ( 1 2 ):  3 4 7 4     3 4 8 5 .   [23]    CRS   Fl u d g e r T Du t h e l PH e rm a n n , T   K u p fe r Low - Co s Tr a n s m i tt e r Se l f - C a l i b ra ti o n  o f  T i m e   Del a y   a n d   Fre q u e n c y   Res p o n s e   f o H i g h   Ba u d - Rat e   Q AM   Tra n s c e i v e rs .   O p ti c a l   Fi b e Com m u n i c a t i o n   Con fe re n c e .   Am e r i c a .   2 0 1 7 1 - 3 .   [24]    J   Z h a n g ,   J   Y u ,   Chi e n .   Ad v a n c e d   A l g o r i th m   f o Hi g h - Ba u d   Rat e   Si g n a l   G e n e ra t i o n   a n d   Det e c ti o n O p ti c a l  F i b e r Co m m u n i c a ti o n   Con fe re n c e .  Am e r i c a 2 0 1 7 1 - 3 .   [25]    AI  M a j e e d H J   Nea m a a ,   RA.AH   AL - Hel a l i .   Eff e c ti v e n e s s   o Ba u d   Rat e   V a ri a ti o n   o n     th e   M i c ro c o n tr o l l e r   Ba s e d   S y s te m   a n d   PC  S e ri a l   Com m u n i c a ti o n .   2 nd   Sc i e n t i fi c   Co n f e re n c e   o n   In fo rm a ti o n  T e c h n o l o g y A p p l i c a ti o n s  a n d  Ho ri z o n s Ira q 2 0 1 0 :   1 - 14 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.