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This six months’ exchange has been possible thanks to the agreement between TU Delft and Universit`a degli studi di Pisa

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Academic year: 2021

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Abstract

This report is the result of my work performed at the Technische Universiteit of Delft and represents the Master Thesis for my graduation. This six months’ exchange has been possible thanks to the agreement between TU Delft and Universit`a degli studi di Pisa.

This project is focused on UWB, which represents a very promising technology for wireless communications. Its main feature, a very wide bandwidth, guarantees favorable characteris- tics like robustness against multipath fading and fine time resolution. Anyway some problems regarding channel modeling and system design still need to be addressed before UWB tech- nology can be fully developed and exploited.

More precisely this project deals with the study of a system for IR-UWB signals based on the autocorrelation receiver and differential detection (FD-ACR). This receiver is simple to realize and represents an interesting solution thanks to the balanced trade-off between perfor- mances and complexity. A detailed analysis of the system is made both in a single-user and in a multi-user environment assuming an AWGN channel. This leads to the determination of analytical models for the decision variables. In particular a detailed characterization of the interference (due to the presence of other users operating in the multi-user environment), which represents a strong disturbance in the multi-user case, is given and solutions to coun- teract its effect are proposed. The results of simulations confirm the validity of the models.

A comparison between this system and a similar one, a symbol differential autocorrelation receiver, in a single-user environment is also given.

Il lavoro che ha condotto alla presente Tesi si `e svolto presso l’Universit`a della Tecnologia di Delft. Il periodo di studio all’estero `e stato possibile grazie all’accordo tra l’Universit`a degli Studi di Pisa e l’Universit`a della Tecnologia di Delft.

La tesi riguarda i sistemi a banda ultra larga (UWB) che rappresentano una tecnologia promettente per le comunicazioni wireless. I sistemi UWB hanno una banda molto ampia che garantisce caratteristiche favorevoli tra le quali grande robustezza contro il fading dovuto al multipath e la possibilit`a di risoluzione temporale estremamente fine. Tuttavia alcuni problemi legati alla modellizzazione del canale e al corretto dimensionamento del sistema di trasmissione devono ancora essere risolti prima che la tecnologia UWB possa essere sfruttata a pieno.

Pi`u precisamente la tesi tratta lo studio di un ricevitore per segnali IR-UWB basato su ricevitore differenziale ad autocorrelazione (FD-ACR). Questo ricevitore `e semplice da realiz-

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zare e rappresenta una interessante soluzione che consente di avere un giusto compromesso tra prestazioni e complessit`a. Una dettagliata analisi del sistema, nel caso di canale gaussiano, `e fatta sia nel caso singolo-utente che nel caso multi-utente. Questo porta alla determinazione di un modello analitico per la variabile di decisione. In particolare viene proposto uno studio dettagliato dell’interferenza (dovuta alla presenza di altri utenti presenti nel sistema) e alcune soluzioni per contrastare tale effetto. I risultati delle simulazioni confermano la validit`a del modello. Infine viene proposto un confronto tra questo sistema e un altro simile (un ricevitore differenziale ad autocorrelazione che opera a livello di simbolo) nel caso singolo-utente.

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