| Titre : | Contribution to the Rapid Acquisition of Signals for UWB Communication Systems |
| Auteurs : | Said GHENDIR, Auteur ; Sbaa Salim, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Biskra [Algerie] : Université Mohamed Kheider, 2019 |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | ICS,ML,M-ary PPM,ULB,acquisition signaux ULB |
| Résumé : |
L’Ultra Large Band (ULB) est une nouvelle technologie émergente pour les futures communications sans fil à courte portée qui présente un débit de transmission très élevé. La tâche de l'acquisition de signaux ULB est connue dans le domaine de communication qu’une des plus grandes tâches difficiles pour les chercheurs aujourd'hui, car ils essaient par différents outils de chercher comment mener à bien cette acquisition à la bonne qualité de transmission afin d’augmenter les performances du system ULB. Quand les signaux ULB sont adoptés, le phénomène des multi-trajets (trajets-multiples) s'élève toujours au front comme problème laborieux à l'égard de la tâche de l'acquisition, où le problème dans ce cas devient plus compliqué en raison de la durée des impulsions ultra courtes utilisées par ce type de signaux qui provoque la génération de multi-trajets d'une manière très dense.
Dans cette thèse, pour faire face à la tâche susmentionnée, cette étude est subdivisée en deux aspects. Le premier est l'estimation du canal ULB qui est faite afin d’avoir les paramètres du canal et comment ce dernier se comporte-t-il avec les signaux. Dans ce but, une méthode basée sur le maximum de vraisemblance a été utilisée pour obtenir les amplitudes et les retards estimés en deux contexte d’estimation: une estimation supervisé (Data Aided, DA) et une estimation autodidacte (Non Data-Aided, NDA). Le deuxième aspect est l'acquisition de signaux ULB en utilisant l'estimation du canal qui est citée-avant pour compenser les effets du canal et corriger les signaux reçus. Dans ce dernier aspect, différents paramètres affectant l'acquisition de signaux sont évalués. En plus, plusieurs nouveautés et contributions dans le cadre d'une nouvelle stratégie basée sur un système de contrôle intelligent (Intelligent Controlling System, ICS) sont faites et détaillées dans cette thèse pour la première fois. Ce système d’acquisition est caractérisé par sa flexibilité à travers deux techniques, une qui permet aux utilisateurs de communiquer avec différents niveaux M-aire PPM en même temps, et l'autre technique qui permet la flexibilité en termes d’interaction avec le phénomène de multi-trajets, où ce phénomène est confronté en manipulant les différents niveaux de modulations via le (ICS) pour obtenir une acquisition rapide de signaux UWB. |
| Sommaire : |
Contents
Acknowledgments ........................................................................................................................ i Abstract ...................................................................................................................................... ii Résumé ...................................................................................................................................... iii List of Figures .......................................................................................................................... viii List of Acronyms ......................................................................................................................... x List of Symbols ......................................................................................................................... xiii INTRODUCTION .................................................................................................................... 2 Problematic issue and challenges ........................................................................................... 2 Objective to achieve ............................................................................................................... 3 Contributions and novelties .................................................................................................... 3 Thesis outline .......................................................................................................................... 4 CHAPTER I: UWB COMMUNICATION SYSTEM I.1 Overview ............................................................................................................................... 7 I.2 What is Ultra Wideband? ...................................................................................................... 8 I.2.1 Principle ......................................................................................................................... 8 I.2.2 UWB and Shannon theorem ........................................................................................... 9 I.3 UWB standards ..................................................................................................................... 9 I.4 UWB technology and other technologies............................................................................ 10 I.5 Panorama of cohabitation .................................................................................................... 11 I.6 Frequency mask and UWB impulse .................................................................................... 11 I.7 Impulse waveform ............................................................................................................... 12 I.8 Applications of UWB .......................................................................................................... 14 I.8.1 Imaging Systems .......................................................................................................... 15 I.8.2 Embedded radar equipment .......................................................................................... 16 I.8.3 Communication and measurement devices .................................................................. 16 I.9 Advantages and Disadvantages ........................................................................................... 17 I.9.1 Advantages ................................................................................................................... 17 I.9.2 Disadvantages .............................................................................................................. 18 I.10 TH-UWB communication system ..................................................................................... 18 I.11 Impulse Radio IR-UWB .................................................................................................... 19 I.12 TH-UWB signal structure ................................................................................................. 20 I.12.1 PPM Modulation (Pulse Position Modulation) .......................................................... 21 I.12.2 M-Ary PPM Modulation ............................................................................................ 23 I.12.3 TH-UWB signal form................................................................................................. 23 I.13 THC effect on the transmitted signal spectrum ................................................................. 24 I.14 Summary ........................................................................................................................... 27 vi CHAPTER II: MODELLING OF UWB MULTIPATH CHANNEL II.1 Overview ............................................................................................................................ 29 II.2 IEEE 802.15.3a Channel model (Model 3a) ...................................................................... 30 II.2.1 Presentation ................................................................................................................. 30 II.2.2 Modeling of multipath channel ................................................................................... 31 II.2.3 Evaluation of modelling .............................................................................................. 37 II.3 Critique of modelling ......................................................................................................... 38 II.4 Simulation of IEEE 802.15.3a Channel ............................................................................. 38 II.5 Summary ............................................................................................................................ 41 CHAPTER III: UWB CHANNEL ESTIMATION AND ACQUISITION OF SIGNALS III.1 Overview .......................................................................................................................... 43 III.2 TH-PPM UWB Signal Format ......................................................................................... 44 III.3 Working principle of rake receiver ................................................................................... 47 III.3.1 A-Rake Receiver (All Rake)...................................................................................... 50 III.3.2 P-Rake receiver (Partial Rake) .................................................................................. 50 III.3.3 S-Rake receiver (Selection Rake) .............................................................................. 51 III.4 UWB channel estimation .................................................................................................. 51 III.4.1 Data-Aided Channel estimation ................................................................................ 52 III.4.2 Non-Data Aided channel estimation.......................................................................... 55 III.5 TH-UWB system description ........................................................................................... 57 III.6 Organization of the transmitted data ................................................................................ 57 III.7 Simulation results ............................................................................................................. 58 III.7.1 Simulation parameters ............................................................................................... 58 III.7.2 Channel estimation error ........................................................................................... 60 III.7.3 Influence of the estimation context ........................................................................... 61 III.7.4 Influence of the data rate ........................................................................................... 64 III.7.5 Influence of the multiple-access ................................................................................ 66 III.7.6 Influence of the estimation sequence length.............................................................. 68 III.7.7 Influence of the modulation factor ............................................................................ 69 III.7.8 Influence of the paths number ................................................................................... 69 III.7.9 Influence of the receiver type .................................................................................... 70 III.8 Summary ........................................................................................................................... 72 CHAPTER IV: A NEW STRATEGY FOR THE RAPID ACQUISITION OF SIGNALS IV.1 Overview .......................................................................................................................... 74 IV.2 Suggested strategy description ......................................................................................... 75 IV.3 M-ary PPM time hopping scheme .................................................................................... 77 IV.4 Proposed multi-hands Rake Receiver .............................................................................. 79 IV.5 Performance analysis ........................................................................................................ 82 IV.6 Simulation results ............................................................................................................. 88 vii IV.7 Summary .......................................................................................................................... 92 CONCLUSIONS AND FUTURE WORKS ......................................................................... 93 Appendices .............................................................................................................................. 97 Appendix A: UWB Technology ........................................................................................... 98 A.1 Comparative table of short-range wireless technologies ........................................... 98 A.2 Some Applications for UWB and Marketed Products ............................................... 99 Appendix B: IEEE 802.15.3a Channel Standard ................................................................ 102 B1. Multipath channel characteristics and modeling parameters ................................... 102 B2. Illustration of multipath channel characteristics ...................................................... 103 Appendix C: Relevant Publications and International Communications ........................... 105 Bibliography ..................................................................................................................... .....107 |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut | Emplacement | |
|---|---|---|---|---|---|
| TH/0982 | Thèse de doctorat | BIB.FAC.ST. | Empruntable |
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