Performances des systèmes de communication "Ultra large bande" à impulsions radio PDF Download
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Author: Jocelyn Fiorina
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Category :
Languages : en
Pages : 246
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Book Description
Time Hopping Impulse Radio Ultra Wide Band (TH-IR-UWB) systems are the object of the studies in this thesis. We first introduce the UWB principles and then propose new signalling schemes together with a synthetic comparison of the performances of different modulation possibilities.A key point in UWB performances is the Multi User Interference (MUI). In the first studies on UWB, MUI was supposed to be Gaussian. We see in our thesis that this hypothesis is not always true and that it overestimates UWB performances. By developing an impulse collision model, we propose a formula allowing a better estimation of the bit error rate. We also reveal a stochastic resonance phenomenon showing the unusual aspect of UWB interferences.Then we perform a detailed analysis of MUI, which allows us to work out the condition of Gaussianity and non-Gaussianity of the interfering signals. This results help in understanding MUI and, thanks to it, we may demonstrate the existence of a trade-off between the repetition factor and the frame length.Finally we propose a simple receiver adapted to the UWB MUI, which performances are greatly increased and may in some cases outperform the prevision of the Gaussian approximation which was considered to be too optimist before.
Author: Jocelyn Fiorina
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Languages : en
Pages : 246
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Time Hopping Impulse Radio Ultra Wide Band (TH-IR-UWB) systems are the object of the studies in this thesis. We first introduce the UWB principles and then propose new signalling schemes together with a synthetic comparison of the performances of different modulation possibilities.A key point in UWB performances is the Multi User Interference (MUI). In the first studies on UWB, MUI was supposed to be Gaussian. We see in our thesis that this hypothesis is not always true and that it overestimates UWB performances. By developing an impulse collision model, we propose a formula allowing a better estimation of the bit error rate. We also reveal a stochastic resonance phenomenon showing the unusual aspect of UWB interferences.Then we perform a detailed analysis of MUI, which allows us to work out the condition of Gaussianity and non-Gaussianity of the interfering signals. This results help in understanding MUI and, thanks to it, we may demonstrate the existence of a trade-off between the repetition factor and the frame length.Finally we propose a simple receiver adapted to the UWB MUI, which performances are greatly increased and may in some cases outperform the prevision of the Gaussian approximation which was considered to be too optimist before.
Author: Mehrdad Mirshafiei
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Languages : fr
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Author: Rizwan Akbar
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 0
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Face à une demande sans cesse croissante de haut débit et d'adaptabilité des systèmes existants, qui à son tour se traduit par l'encombrement du spectre, le développement de nouvelles solutions dans le domaine des communications sans fil devient nécessaire afin de répondre aux exigences des applications émergentes. Parmi les innovations récentes dans ce domaine, l'ultra large bande (UWB) a suscité un vif intérêt. La radio impulsionnelle UWB (IR-UWB), qui est une solution intéressante pour réaliser des systèmes UWB, est caractérisée par la transmission des impulsions de très courte durée, occupant une largeur de bande allant jusqu'à 7,5 GHz, avec une densité spectrale de puissance extrêmement faible. Cette largeur de bande importante permet de réaliser plusieurs fonctionnalités intéressantes, telles que l'implémentation à faible complexité et à coût réduit, la possibilité de se superposer aux systèmes à bande étroite, la diversité spatiale et la localisation très précise de l'ordre centimétrique, en raison de la résolution temporelle très fine.Dans cette thèse, nous examinons certains éléments clés dans la réalisation d'un système IR-UWB intelligent. Nous avons tout d'abord proposé le concept de radio UWB cognitive à partir des similarités existantes entre l'IR-UWB et la radio cognitive. Dans sa définition la plus simple, un tel système est conscient de son environnement et s'y adapte intelligemment. Ainsi, nous avons tout d'abord focalisé notre recherché sur l'analyse de la disponibilité des ressources spectrales (spectrum sensing) et la conception d'une forme d'onde UWB adaptative, considérées comme deux étapes importantes dans la réalisation d'une radio cognitive UWB. Les algorithmes de spectrum sensing devraient fonctionner avec un minimum de connaissances a priori et détecter rapidement les utilisateurs primaires. Nous avons donc développé de tels algorithmes utilisant des résultats récents sur la théorie des matrices aléatoires, qui sont capables de fournir de bonnes performances, avec un petit nombre d'échantillons. Ensuite, nous avons proposé une méthode de conception de la forme d'onde UWB, vue comme une superposition de fonctions B-splines, dont les coefficients de pondération sont optimisés par des algorithmes génétiques. Il en résulte une forme d'onde UWB qui est spectralement efficace et peut s'adapter pour intégrer les contraintes liées à la radio cognitive. Dans la 2ème partie de cette thèse, nous nous sommes attaqués à deux autres problématiques importantes pour le fonctionnement des systèmes UWB, à savoir la synchronisation et l'estimation du canal UWB, qui est très dense en trajets multiples. Ainsi, nous avons proposé plusieurs algorithmes de synchronisation, de faible complexité et sans séquence d'apprentissage, pour les modulations BPSK et PSM, en exploitant l'orthogonalité des formes d'onde UWB ou la cyclostationnarité inhérente à la signalisation IR-UWB. Enfin, nous avons travaillé sur l'estimation du canal UWB, qui est un élément critique pour les récepteurs Rake cohérents. Ainsi, nous avons proposé une méthode d'estimation du canal basée sur une combinaison de deux approches complémentaires, le maximum de vraisemblance et la décomposition en sous-espaces orthogonaux,d'améliorer globalement les performances.
Author: Di Benedetto
Publisher: Pearson Education India
ISBN: 9788131722794
Category :
Languages : en
Pages : 532
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Author: Wim Vereecken
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 9048124506
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 263
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Today’s booming expanse of personal wireless radio communications is a rich source of new challenges for the designer of the underlying enabling te- nologies. Personal communication networks are designed from a fundam- tally different perspective than broadcast service networks, such as radio and television. While the focus of the latter is on reliability and user comfort, the emphasis of personal communication devices is on throughput and mobility. However, because the wireless channel is a shared transmission medium with only very limited resources, a trade-off has to be made between mobility and the number of simultaneous users in a con?ned geographical area. Accord- 1 ing to Shannon’s theorem on channel capacity, the overall data throughput of a communication channel bene?ts from either a linear increase of the tra- mission bandwidth, or an (equivalent) exponential increase in signal quality. Consequently, it is more bene?cial to think in terms of channel bandwidth than it is to pursue a high transmission power. All the above elements are embodied in the concept of spatial ef?ciency. By describing the throughput of a system 2 in terms of bits/s/Hz/m , spatial ef?ciency takes into account that the use of a low transmission power reduces the operational range of a radio transmission, and as such enables a higher reuse rate of the same frequency spectrum.
Author: Charbel Saber
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 145
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Ce mémoire de thèse consiste à étudier la partie acquisition du détecteur d'un récepteur Ultra Large Bande impulsionnelle (ULB- IR) basé sur le principe TDSC (Time Delayed Sampling & Correlation) c'est-à-dire émission d'un doublet d'impulsions ultra brèves et corrélation de ces deux impulsions à la réception avec la précision du retard réalisée numériquement. Ceci permet de récupérer l'énergie des trajets multiples de la propagation. Une validation matérielle a été menée sur la faisabilité du circuit. Il s'est agit de mesures avec des appareils standards et des composants discrets. L'analyse des données a permis de valider le principe dans la bande des 300MHz, et d’aborder la conception en ULB. L’étude large bande a d’abord porté sur la détermination du nombre de cellules des registres à décalage du corrélateur. Ce nombre doit être minimal pour la conception du circuit en faible complexité tout en tenant compte des performances du système. L'optimisation est ainsi un compromis entre la bande passante liée à la technologie 0.35μm CMOS et le taux d'erreur en détection bruitée liée au nombre de cellules. Cette optimisation a été faite dans un environnement caractérisant le canal large bande. L’architecture du TDSC permet des structures particulières pour la synchronisation des symboles qui la rendent extrêmement rapide. Les performances de ces structures de synchronisation ont été étudiées en termes de rapidité et de précision. Une dernière étude prenant en compte l'accès multiple amène finalement à définir quelques structures optimisées du récepteur TDSC pour une intégration dans la technologie envisagée.
Author: Pascal Pagani
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 1118622960
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 185
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Ultra Wide Band (UWB) technology consists of transmitting radio signals over frequency bandwidths from 500 MHz to several GHz. Its unique characteristics may be exploited for the design of high data rate wireless communication systems, as well as localization and imaging applications. The development and optimization of such systems require a precise knowledge of the radio transmission medium. This book examines all aspects of the propagation channel for UWB systems. UWB technology is first presented, with a particular emphasis being placed on its applications, spectrum regulation issues, and the different communication techniques. The authors introduce the theoretical bases of radioelectric propagation and give an overview of the channel sounding techniques adapted for UWB signals. The two main principles of UWB channel modeling are finally exposed and illustrated: deterministic channel modeling, based on the simulation of the propagation phenomena in a given environment, and statistical channel modeling, which relies on the experimental analysis of the main channel characteristics.
Author: Kouakou Kouassi
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 0
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Cette thèse s'articule autour des transmissions ultra-large bande à impulsions radio dans les réseaux de capteurs. Ces réseaux dotés de la structure point à point sont capables de générer une quantité suffisamment élevée d'interférences pour rendre les communications peu fiables. La technique utilisée pour séparer les données est la modulation par position d'impulsion qui distingue les données en leur attribuant des décalages temporels différents. Il s'agit, dans ce travail, de faire des propositions pour réduire ces interférences tout en respectant les réglementations (masques spectrales) sur les fréquences radioélectriques, imposées dans les pays où ces réseaux seront amenés à être utilisés. A titre indicatif, cette thèse ne fait référence qu'au masque États-Unien. Toutefois, les résultats obtenus sont applicables à tout autre masque. Les masques étant fortement restrictifs, nous nous sommes donc intéressés, de prime-abord, à l'aménagement du spectre des signaux émis, afin de permettre une utilisation optimale du peu de puissance disponible. La proposition que nous faite, à cette fin, donne des résultats intéressants. Ensuite une modélisation analytique prenant en compte la précédente alternative permet d'évaluer numériquement les performances. Ces dernières sont comparées à celles obtenues par des simulations de type Monte-Carlo. Il s'avère que le modèle est suffisamment précis pour servir de base à une optimisation, à la fois, des performances et de l'occupation spectrale. Les résultats obtenus montrent que notre proposition permet de fiabiliser les transmissions au sein des réseaux de capteurs sujets à de fortes perturbations dues à l'accès multiple.
Author: Fouzia El Bahhar
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Languages : fr
Pages : 250
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L'objectif de ce travail est d'explorer une des composantes des systèmes de transport intelligent : la communication inter véhicules. Dans ce cadre, plusieurs études théoriques ont été effectuées pour évaluer les performances d'un système de communication basé sur une nouvelle technologie dite Ultra Large Bande (ULB). D'autres études théoriques ont été effectuées pour tester la possibilité d'obtenir un système ULB à accès multiple en utilisant des fonctions orthogonales. Après l'étape de simulation, une maquette a été réalisée pour procéder aux premiers tests qui visent à évaluer les performances de notre système en fonction de la forme d'onde, du type de modulation, de la portée entre l'émetteur et le récepteur et de l'antenne utilisée. Afin de conforter l'étude théorique présentée, des tests supplémentaires utilisant un prototype d'un système ULB basé sur l'impulsion monocycle et la modulation antipodale ont démontré la faisabilité de la technique pour une communication inter véhicules.
Author: Anne-Laure Deleuze
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Languages : fr
Pages : 137
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La technique ultra large bande (UWB) par impulsions consiste à émettre des impulsions de courte durée et de faible énergie offrant ainsi la possibilité de transmettre de l'information à de hauts débits et à faible coût. Dans cette thèse nous nous sommes intéressés aux systèmes ultra large bande à accès multiple par répartition de codes de saut temporel (TH-UWB) dans un contexte asynchrone et dans un environnement de propagation à trajets multiples. Un récepteur rake a été mis en place. Nous avons calculé de manière analytique la variance de l'interférence multi-utilisateur (MUI) en sortie de ce récepteur. Ceci nous a permis d'identifier les paires dites optimales qui minimisent cette variance. Nous avons constaté qu'utiliser ces paires permet d'améliorer significativement le taux d'erreur binaire du système. Une démarche similaire a été appliquée aux systèmes DS-UWB et DS-CDMA, en effet ces systèmes s'expriment analytiquement de manière identique au système TH-UWB. Ainsi nous avons pu caractériser les paires optimales. Nous avons ensuite comparé les performances de ces différents systèmes lorsque la variance de la MUI est minimale. La variance de l'interférence entre symboles et entre trames (ISI / IFI) a été calculée analytiquement. Ceci nous a permis de dimensionner le récepteur rake et le temps de garde intelligemment. Nous avons également observé, en absence d'ISI / IFI et de bruit, un seuil sur la probabilité d'erreur. En modifiant légèrement le récepteur, nous avons éliminé ce seuil. Enfin nous avons établi les bornes de Cramer-Rao relatives à l'estimation des paramètres du canal (amplitudes et retards) en supposant que les trajets pouvaient se chevaucher.
