Prefazione
Prefazione
La crescente ricerca di intercomunicatività dei sistemi, unita ad un ubiquo fabbisogno di accesso alle risorse in ottica sia business che consumer, hanno fatto si che il passo da un tipo di comunicazione wired ad uno di tipo wireless venisse notevolmente accelerato, soprattutto nell'ultimo decennio. Ciò che ne è conseguito nel corso del tempo è stato un progressivo congestionamento dei canali di trasmissione di tipo on-air, dovuto al sistematico e ripetuto frazionamento dello spettro di frequenze utili alla trasmissione.
L'idea da cui parte la tecnologia Ultra Wide Band (UWB) nasce proprio dalla necessità di superare l'ostacolo del frazionamento dello spettro, tramite l'utilizzo dell'intero spettro. L'UWB permette infatti trasmissioni ad alta velocità e bassa potenza, utilizzando una banda piuttosto larga. Il sistema di temporizzazione utilizzato dai dispositivi UWB è estremamente preciso e la
“pseudocasualità” con cui vengono emessi temporalmente gli impulsi rende lo spettro dell'UWB simile ad un “rumore di fondo”, di difficile intercettazione, cosa che rende ancora più interessante lo sviluppo in un'ottica di sicurezza dei
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Prefazione
dati trasmessi.
Scopo di questo lavoro di tesi è fornire una caratterizzazione a livello circuitale del modulatore/demodulatore UWB OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), considerando il dimensionamento del processore FFT/IFFT che ne è alla base e delle aritmetiche in esso contenute per lo scambio dei dati. In particolare l'obiettivo è definire una architettura a bassa complessità, architettura che sarà caratterizzata attraverso sintesi in tecnologie CMOS standard-cells e Field Programmable Gate Array (FPGA). Essendo inoltre la modulazione OFDM contenuta in vari sistemi di telecomunicazioni quali Digital Video Broadcasting Handheld/Terrestrial (DVB – H/T) , Wireless Local Area Network (WLAN 802.11 a-g), Wireless Metropolitan Area Network (WMAN e, sua ultima evoluzione, il WiMAX - Worldwide Interoperability for Microwave Access) il processore FFT/IFFT sarà realizzato come una cella VHDL e riutilizzato nei vari standard.
In particolare il lavoro di tesi è stato articolato in quattro capitoli. Nel primo viene fornita una introduzione generale dei sistemi Ultra Wide Band che utilizzano modulazione di tipo Orthogonal Frequency Division Multiplexing. Verranno inoltre presentati e analizzati vari standard che utilizzano l'OFDM. Nel secondo capitolo verrà fornita una introduzione sulla FFT, sui processori e sul comparto aritmetico in essi contenuto che la implementa. Il terzo capitolo è totalmente incentrato sul dimensionamento per quanto riguarda la FFT e le aritmetiche utilizzate nell'implementazione, per vari standard e in particolare per l'UWB. Nel quarto capitolo vengono forniti i risultati di sintesi su FPGA dimensionando il processore FFT/IFFT secondo le aritmetiche prese in considerazione nel capitolo precedente. Vengono infine espresse le conclusioni del lavoro ed eventuali spunti per sviluppi futuri.
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