İki kutuplu doğrudan dizili ultra geniş bant sistemleri benzetimi
Simulation of bipolar direct sequence ultra wide band systems
Yazar: ERGİN YILMAZ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ERTAN ÖZTÜRK
Zonguldak Karaelmas Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Ultra Geniş Bant (UGB) iletişim teknikleri son yıllarda akademik çevrede ve endüstride kısa mesafe kablosuz gezgin sistem uygulamaları için büyük bir ilgi çekmektedir. Bu ilgi UGB'nin düşük güç tüketimi, yüksek veri hızı, çok yollu yayılıma karşı gürbüzlük, düşük karmaşıklığa sahip alıcı-verici donanımı ve az karışım verme özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Bununla birlikte UGB kablosuz sistem geliştirmenin önünde çeşitli teknik engeller bulunmaktadır. Bunlar UGB kanal modelleme, alıcı-verici tasarımı, diğer dar bant sistemlerle bir arada bulunabilme ve Federal Communication Commission (FCC) tarafından sunulan spektral kısıtlamalara uygun optimum darbe tasarımıdır.Bu çalışmada öncelikle iki kutuplu modülasyon yapılmış çeşitli darbe şekilleri kullanan Doğrudan Dizili UGB işaretlerin güç spektrumu FCC UGB maskesi altında incelenmiştir. Düşünülen darbe şekilleri Gauss darbesinin ilk beş türevi, modifiye edilmiş ilk dört hermite darbesi ve Daubechies (db-q) dalgacıklarıdır. Güç spektrumu sonuçları incelendiğindeGauss-4 ve Gauss-5 darbeleri, q>4 için Daubechies dalgacıkları uygun darbe süresi seçimine göre FCC UGB maskesini sağlamaktadır. Daha sonra FCC maskesi ile uyumlu bu darbe şekillendiricilerinin Bit Hata Oranı (BHO) başarımları 4 farklı UGB kanal modeli (CM1-CM4) üzerinde incelenmiştir. Sonuçlara göre db-5 dalgacığı Gauss darbelerinden daha iyi bir başarım göstermiştir. Yine bu çalışmada darbe doluluk boşluk oranının (duty factor, DF) sistem başarımı üzerindeki etkileri benzetimle incelenmiştir. En iyi başarım sonucu DF'nin 0.25 değeri için elde edilmiştir. Son olarak sistemde var olabilecek dar bant karışımı altında sistemin BHO başarım değerlendirmeleri benzetimle yapılmıştır. Sonuç olarak -20dB'den büyük işaret karışım oranı değerleri için tasarlanan sistem iyi bir başarım göstermiştir

Abstract:
Ultra-wideband (UWB) communication techniques have attracted great interest in both academia and industry in the last few years for applications in short-range wireless mobile systems. This is due to the potential advantage of UWB transmissions, such as low power consumption, high date rate, immunity to multipath propagation, less complex transceiver hardware and low interference. However there are various technical challanges of developing of wireless UWB systems. These are UWB channel characterization, transceiver design, coexistence with other narrowband wireless systems and optimum pulse design for UWB transmission to meet stringent requirements for the spectral mask introduced by the Federal Communications Commission (FCC).In this paper, we first investigate power spectral densities (PSD) of bipolar modulated Direct Sequence Ultra Wide Band (DS-UWB) signals using various pulse shapes, under the FCC UWB regulation. Considered pulse shapes are the first five derivatives of the Gauss pulse, the first four modified orthogonal Hermite waveforms , and Daubechies (db-q) wavelets. It isObserved in PSD results that Gauss-4 and Gauss-5 pulses, the daubechies (db-q) for q>4 comply with FCC UWB mask by selecting proper values for the pulse durations. Then, we investigate of Bit Error Rate (BER) performances of the pulse shapers which comply with the FCC UWB mask, over the four different UWB channel models (CM1-CM4). Results reveal that the db-5 wavelet has better performance than those of the two Gaussian pulses. In this study we also investigate the effects of the chip duty factor (DF) on the BER performance. The best performance result has been achived for 0.25 value of DF. Finally, we examine the BER performance of DS-UWB system under the narrow band interference. It is observed that the DS-UWB system shows good performance to supress narrow band interference for signal to interference ratio value higher than -20 dB.