A partire da 13 bin in frequenza e in assenza di chip collision, le prestazioni soddisfano in modo accettabile il requisito P

Conclusioni

Sia attraverso alcune considerazioni teoriche che tramite simulazioni è stata evidenziata la necessità di un nuovo tipo di Preamble Searcher per lo scenario E-SSA, che sia più performante della tecnica classica NCPDI.

Nel lavoro di tesi è stato quindi sviluppato un Preamble Searcher (2DPS) ad- hoc per segnale di tipo Spread Aloha E-SSA, basato sulla ricerca bidimensionale ritardo-frequenza per contrastare lo shift Doppler nel segnale ricevuto. Tale tecnica non rappresenta una novità: molti sistemi DS/SS, come ad esempio i ricevitori GPS, effettuano una ricerca bidimensionale. Quello che invece distingue 2DPS, oltre al fatto di essere completamente software, è il suo doppio parallelismo. La ricerca viene infatti eseguita tramite FFT (parallelismo nel tempo) e contemporaneamente su diversi bin (parallelismo in frequenza). Grazie al mantenimento di una correlazione completa sul preambolo, 2DPS fornisce prestazioni superiori rispetto ad NCPDI, e rappresenta una possibile soluzione alla ricerca di preambolo in E-SSA per intensità di traffico elevate.

A partire da 13 bin in frequenza e in assenza di chip collision, le prestazioni soddisfano in modo accettabile il requisito P

=10

per intensità di traffico di alcune migliaia di pkt/s, fino ad un massimo di 6000 pkt/s con l'impiego però di 19 bin. Con l'inserimento di una dispersione in potenza di 3 dB le prestazioni calano rapidamente e dai test effettuati risulta sopportabile un traffico fino a 1000 pkt/s. Deve essere evidenziato il fatto che in tutti i test è stato sempre imposto un EFAR<20%, che a nostro avviso è un valore accettabile per il Gateway. Questi risultati, oltre a essere stati calcolati in assenza del cancellatore di interferenza (SIC), evidenziano il ruolo fondamentale svolto dal controllo di potenza in E-SSA, che dovrà essere il più accurato possibile.

Il problema delle false acquisizioni causate dai lobi laterali di correlazione è

stato risolto con una soluzione molto semplice (finestra di Hamming), lasciando così

altrettanto semplice la funzione di ricerca del picco. L'inserimento di una interpolazione parabolica si è dimostrato efficace nel migliorare la stima dei ritardi.

Inoltre con 2DPS diviene possibile risolvere con successo qualche evento di chip collision purché sia abbastanza separato in frequenza (300 Hz circa). L'impiego dei bin frequenziali può infine fornire anche una stima grossolana dello shift Doppler che affligge il pacchetto.

Inizialmente sembrava scontato che il nuovo software avrebbe richiesto maggiori risorse di calcolo della tecnica classica NCPDI, sviluppata anch'essa in software nel corso del lavoro di tesi. Tale conclusione è sicuramente corretta per un'implementazione di tipo hardware, ma in un'applicazione software-radio diviene necessario dimensionare opportunamente le FFT e tenere conto di un certo overlap fra le parti di segnale elaborato. Il risultato inatteso è che 2DPS con FFT a 512 K e 13 bin richiede circa la metà dei calcoli, fermo restando il fatto che la nostra implementazione NCPDI con FFT a 8 K non ha pretese di ottimalità e potrebbe essere migliorata.

Allo stato attuale il tempo di elaborazione eccede comunque il real-time poiché, nonostante l'inserimento di alcune ottimizzazioni di calcolo sono necessari, a seconda della CPU, fra i 2 e i 5 secondi per ciascun bin, a fronte di 1 secondo di segnale elaborato. Vi sono però almeno tre fattori di cui tenere conto, e che sicuramente lasciano intravedere buone prospettive.

Il primo è che il codice scritto non è stato ancora del tutto ottimizzato, poiché è stata data la priorità al suo corretto funzionamento.

Il secondo fattore è che per i test ci si è basati su CPU non di ultima generazione (Pentium 4 a 2.8 GHz, Intel Q9400).

Il terzo fattore è che 2DPS si presta nativamente ad una elaborazione

doppiamente parallela. Il segnale ricevuto viene infatti separato in blocchi e la ricerca

viene fatta indipendentemente sui bin in frequenza, salvo la ricombinazione finale

degli arrivi rilevati. La recente uscita sul mercato di architetture avanzate per il

calcolo, come ad esempio CUDA per le GPU Nvidia, deve essere presa in seria

considerazione per uno sviluppo futuro del codice che tragga vantaggio dal forte

carattere parallelo dell'algoritmo 2DPS.