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ULTRA WIDE BAND - Martial COULON - Enseeiht

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Ultra Wide Band<br />

<strong>ULTRA</strong> <strong>WIDE</strong> <strong>BAND</strong><br />

<strong>Martial</strong> <strong>COULON</strong><br />

ENSEEIHT - 3 année Télécom-Réseaux - option Mobilité<br />

année 2007-2008<br />

1/ 108


Ultra Wide Band<br />

Plan du cours<br />

Introduction<br />

Définition<br />

Historique et Réglementations<br />

Applications<br />

Spécificités<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs I-UWB<br />

Forme du pulse<br />

Modulations TH-UWB<br />

Modulations DS-UWB<br />

Emetteurs MC-UWB<br />

Principes généraux<br />

OFDM-UWB<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Large Echelle<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Récepteurs<br />

Problèmes généraux pour récepteurs UWB<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Récepteurs MC-UWB<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Interférences UWB sur systèmes NB<br />

Interférences des systèmes NB sur UWB<br />

Interférences UWB sur UWB<br />

Références<br />

2/ 108


Ultra Wide Band<br />

Plan du cours<br />

Introduction<br />

Définition<br />

Historique et Réglementations<br />

Applications<br />

Spécificités<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs I-UWB<br />

Forme du pulse<br />

Modulations TH-UWB<br />

Modulations DS-UWB<br />

Emetteurs MC-UWB<br />

Principes généraux<br />

OFDM-UWB<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Large Echelle<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Récepteurs<br />

Problèmes généraux pour récepteurs UWB<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Récepteurs MC-UWB<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Interférences UWB sur systèmes NB<br />

Interférences des systèmes NB sur UWB<br />

Interférences UWB sur UWB<br />

Références<br />

2/ 108


Ultra Wide Band<br />

Plan du cours<br />

Introduction<br />

Définition<br />

Historique et Réglementations<br />

Applications<br />

Spécificités<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs I-UWB<br />

Forme du pulse<br />

Modulations TH-UWB<br />

Modulations DS-UWB<br />

Emetteurs MC-UWB<br />

Principes généraux<br />

OFDM-UWB<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Large Echelle<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Récepteurs<br />

Problèmes généraux pour récepteurs UWB<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Récepteurs MC-UWB<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Interférences UWB sur systèmes NB<br />

Interférences des systèmes NB sur UWB<br />

Interférences UWB sur UWB<br />

Références<br />

2/ 108


Ultra Wide Band<br />

Plan du cours<br />

Introduction<br />

Définition<br />

Historique et Réglementations<br />

Applications<br />

Spécificités<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs I-UWB<br />

Forme du pulse<br />

Modulations TH-UWB<br />

Modulations DS-UWB<br />

Emetteurs MC-UWB<br />

Principes généraux<br />

OFDM-UWB<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Large Echelle<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Récepteurs<br />

Problèmes généraux pour récepteurs UWB<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Récepteurs MC-UWB<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Interférences UWB sur systèmes NB<br />

Interférences des systèmes NB sur UWB<br />

Interférences UWB sur UWB<br />

Références<br />

2/ 108


Ultra Wide Band<br />

Plan du cours<br />

Introduction<br />

Définition<br />

Historique et Réglementations<br />

Applications<br />

Spécificités<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs I-UWB<br />

Forme du pulse<br />

Modulations TH-UWB<br />

Modulations DS-UWB<br />

Emetteurs MC-UWB<br />

Principes généraux<br />

OFDM-UWB<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Large Echelle<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Récepteurs<br />

Problèmes généraux pour récepteurs UWB<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Récepteurs MC-UWB<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Interférences UWB sur systèmes NB<br />

Interférences des systèmes NB sur UWB<br />

Interférences UWB sur UWB<br />

Références<br />

2/ 108


Ultra Wide Band<br />

Plan du cours<br />

Introduction<br />

Définition<br />

Historique et Réglementations<br />

Applications<br />

Spécificités<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs I-UWB<br />

Forme du pulse<br />

Modulations TH-UWB<br />

Modulations DS-UWB<br />

Emetteurs MC-UWB<br />

Principes généraux<br />

OFDM-UWB<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Large Echelle<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Récepteurs<br />

Problèmes généraux pour récepteurs UWB<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Récepteurs MC-UWB<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Interférences UWB sur systèmes NB<br />

Interférences des systèmes NB sur UWB<br />

Interférences UWB sur UWB<br />

Références<br />

2/ 108


Ultra Wide Band<br />

Introduction<br />

Plan du cours<br />

Introduction<br />

Définition<br />

Historique et Réglementations<br />

Applications<br />

Spécificités<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs I-UWB<br />

Forme du pulse<br />

Modulations TH-UWB<br />

Modulations DS-UWB<br />

Emetteurs MC-UWB<br />

Principes généraux<br />

OFDM-UWB<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Large Echelle<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Récepteurs<br />

Problèmes généraux pour récepteurs UWB<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Récepteurs MC-UWB<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Interférences UWB sur systèmes NB<br />

Interférences des systèmes NB sur UWB<br />

Interférences UWB sur UWB<br />

Références<br />

3/ 108


Ultra Wide Band<br />

Introduction<br />

Définition<br />

Définition<br />

fh : fréquence haute à -10dB<br />

fl : fréquence basse à -10dB<br />

Largeur de bande fractionnaire (fractional bandwidth) :<br />

1 ere définition<br />

2 eme définition (fc > 6GHz)<br />

F B = fh − fl<br />

(fh + fl)/2<br />

signal UWB si F B > 20%<br />

signal UWB si fh − fl > 500 MHz<br />

4/ 108


Ultra Wide Band<br />

Introduction<br />

Définition<br />

1 er type de signal UWB : Impulse UWB (I-UWB)<br />

Avantages :<br />

émission d’impulsions très brèves de durée ∼ 1ns<br />

avec ou sans modulation sur fréquence porteuse<br />

◮ peu d’interférences avec autres systèmes UWB<br />

Inconvénients :<br />

◮ interférences possibles avec nombreux systèmes Narrow-Band (NB)<br />

◮ nécessité de synchronisation très fine<br />

2 eme type de signal UWB : Multi-Band UWB (MC-UWB)<br />

émissions simultanées de multiporteuses dans des bandes de largeur > 500MHz<br />

Avantages :<br />

◮ possibilité d’éviter certaines bandes<br />

Inconvénients :<br />

◮ implémentation plus difficile<br />

◮ besoin de FFT très rapide<br />

5/ 108


Ultra Wide Band<br />

Introduction<br />

Définition<br />

Comparaison de spectres I-UWB et MC-UWB<br />

Spectre d’un signal I-UWB monocyle gaussien<br />

Spectre d’un signal MC-UWB OFDM<br />

6/ 108


Ultra Wide Band<br />

Introduction<br />

Définition<br />

Principaux intérêts de UWB<br />

◮ résolution temporelle très fine<br />

☞ grand potentiel pour la localisation (radar)<br />

◮ plus grande robustesse en environnement multi-trajet très dense si on sait<br />

exploiter les trajets résolvables<br />

☞ moins de fading<br />

◮ densité spectrale de puissance très faible<br />

☞ coexistence possible avec d’autres systèmes avec peu d’interférences<br />

◮ plus grande capacité (au moins sur faibles distances)<br />

◮ applications de faibles à très hauts (> 100Mbps) débits<br />

7/ 108


Ultra Wide Band<br />

Introduction<br />

Définition<br />

Comparaison des capacités UWB/802.11a/Bluetooth<br />

◮ EIRP = −41dBm, N0 = −108dBm.<br />

◮ Path Loss : n = 2 pour d < 8m, n = 3.3 pour d > 8m.<br />

8/ 108


Ultra Wide Band<br />

Introduction<br />

Historique et Réglementations<br />

Bref historique de l’UWB<br />

◮ 1 ers systèmes UWB : Marconi (1894-1896)<br />

☞ premières transmissions radio par émission d’impulsions très brèves<br />

◮ pas de technologie adaptée pour communications radio par UWB<br />

☞ évolution des systèmes radio sur fréquence porteuse<br />

☞ systèmes par pulse limités au radar<br />

◮ 1973 : premier brevet de systèmes de télécommunications par UWB<br />

◮ 1989 : terminologie ”UWB” proposée par le Department of Defense US<br />

◮ début 90’s : début de la recherche sur les communications radio I-UWB<br />

◮ avril 2002 : spécification du masque de puissance d’émission par la Federal<br />

Communications Commission (FCC) US<br />

☞ pas de restriction de la définition de l’UWB à l’I-UWB<br />

☞ débats sur les avantages/inconvénients respectifs de I-UWB et<br />

MC-UWB<br />

9/ 108


Ultra Wide Band<br />

Introduction<br />

Historique et Réglementations<br />

◮ début 2006 : dissolution du groupe de recherche IEEE 802.15.3a pour la<br />

standardisation de l’UWB<br />

☞ développement de solutions propriétaires<br />

☞ OFDM-UWB pressenti pour prochaine génération de Bluetooth,et pour<br />

prochaine norme ETSI<br />

◮ février 2006 : proposition du masque d’émission par la Conférence<br />

européenne des postes et télécommunications (CEPT)<br />

◮ ? : masque d’émission japonais<br />

10/ 108


Ultra Wide Band<br />

Introduction<br />

Historique et Réglementations<br />

Réglementations<br />

FCC (avril 2002) : accord pour produits UWB sans license<br />

◮ pas de bandes spécifiques allouées<br />

◮ superposition avec d’autres systèmes existants<br />

3 types d’applications :<br />

◮ Radar pour véhicules<br />

◮ Imagerie et Surveillance (imagerie médicale, imagerie à travers des<br />

obstacles)<br />

◮ systèmes de communications (indoor et outdoor)<br />

Spécification seulement du masque de puissance (densité moyenne de PIRE<br />

(EIRP))<br />

☞ pas de schéma de modulation imposé<br />

11/ 108


Ultra Wide Band<br />

Introduction<br />

Historique et Réglementations<br />

Masques FCC pour systèmes de télécom<br />

Masques télécom Masque Radar véhicule<br />

Avenir : certaines contraintes éventuellement relachées si pas d’impact des<br />

équipements UWB sur systèmes NB.<br />

12/ 108


Ultra Wide Band<br />

Introduction<br />

Historique et Réglementations<br />

Masques Europe et Japon pour systèmes de télécom<br />

Masques Europe (CEPT) Masque Japon<br />

Bande 4.2GHZ-4.8GHz (Europe) : autorisation provisoire de transmettre à<br />

-41.3dBm/MHz sans technique de réduction d’interférence (jusqu’au 31<br />

décembre 2010).<br />

13/ 108


Ultra Wide Band<br />

Introduction<br />

Applications<br />

Applications<br />

Types d’applications visées :<br />

◮ hauts et bas débits<br />

◮ faible coût<br />

◮ faible puissance<br />

Radar Haute Résolution<br />

◮ pulses large bande ☞ nombreuses informations sur la cible (forme,<br />

matériau,...).<br />

◮ possibilité d’avoir fréquence centrale faible ☞ pénétrer structures solides.<br />

◮ résolution<br />

∆R = cτ<br />

avec τ = durée du pulse<br />

2<br />

ex : τ = 100ps ☞ ∆R = 1.5cm<br />

14/ 108


Ultra Wide Band<br />

Introduction<br />

Applications<br />

Imagerie<br />

◮ à travers les murs : détection/identification présence de personnes<br />

(respiration, battements de coeur,...).<br />

◮ médicale : regarder dans le corps ☞ meilleure que IRM car possibilité de<br />

bouger.<br />

Communications<br />

◮ initialement applications militaires<br />

◮ remplacement de câbles pour équipements hauts débits (∼ Gbps pour<br />

applis multimédia) ☞ offres commerciales (Motorola, Intel,...)<br />

◮ WPAN : connecter différents équipements sur Ø < 10m<br />

ex : IEEE 802.15.3a<br />

110 Mpbs sur 10m<br />

200 Mps sur 4m<br />

480 Mbps < 4m<br />

◮ amélioration de Bluetooth pour débits ∼ USB 2.0 (480Mbps)<br />

◮ systèmes UWB pour équipements sur vêtements<br />

15/ 108


Ultra Wide Band<br />

Introduction<br />

Applications<br />

Localisation (Location Aware Communications)<br />

◮ réseaux de capteurs<br />

- surveillance et contrôle de processus industriels automatisés<br />

- pas de maintenance pendant des années (utilisation à 0.1%)<br />

◮ IEEE 802.15.4a (ZigBee)<br />

- bas débits, faible consommation<br />

- interconnexion d’équipements sans fil<br />

- suivi (tracking) de personnes et d’objets - services proposés aux pompiers<br />

Premiers produits commerciaux<br />

avant l’autorisation de la FCC (2002)<br />

◮ Xtrem Spectrum : Trinity (2002). WPAN : remplacement de câbles pour<br />

MPEG2 (Fast Ethernet).<br />

◮ Time Domain Corp. : PulsOn (1999, 2002). Transmission voix/vidéos,<br />

tracking, capteurs industriels, sécurité.<br />

◮ MSSI : systèmes radars et communications pour applis militaires et civiles.<br />

◮ Aether Wire: localisation avec ∆R = 1cm sur plusieurs kms avec réseau<br />

de centaines ou milliers de capteurs.<br />

16/ 108


Ultra Wide Band<br />

Introduction<br />

Spécificités<br />

Spécificités<br />

Problèmes nouveaux avec UWB, inexistants ou négligeables pour systèmes NB<br />

◮ gigue temporelle (timing jitter) ☞ perte de synchro, de données<br />

◮ oscillateurs non-idéaux<br />

◮ distorsion de l’impulsion dépendante de la fréquence<br />

◮ effets des antennes non constants sur l’ensemble de la bande<br />

◮ modèles de propagation et de canal de transmission<br />

◮ pour MC-UWB : très grand PAPR ☞ les équipements doivent supporter<br />

ce pic de puissance<br />

◮ synchronisation extrêmement précise entre émetteur et récepteur<br />

◮ technologie DSP : besoin de FPGA et ASICs pouvant fonctionner à<br />

plusieurs dizaines de Gbps ☞ limites actuelles.<br />

ex. : pulse ∼ 250ps, 2 éch./pulse, 6 bits par éch. ⇒ 48Gbps.<br />

Pbs conversion analogique/numérique : BP en entrée du convertisseur leq<br />

bande du signal.<br />

◮ WPAN : réseaux auto-organisés, dynamiques. Nouveaux pbs pour couches<br />

MAC.<br />

17/ 108


Ultra Wide Band<br />

Principes de transmission<br />

Plan du cours<br />

Introduction<br />

Définition<br />

Historique et Réglementations<br />

Applications<br />

Spécificités<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs I-UWB<br />

Forme du pulse<br />

Modulations TH-UWB<br />

Modulations DS-UWB<br />

Emetteurs MC-UWB<br />

Principes généraux<br />

OFDM-UWB<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Large Echelle<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Récepteurs<br />

Problèmes généraux pour récepteurs UWB<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Récepteurs MC-UWB<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Interférences UWB sur systèmes NB<br />

Interférences des systèmes NB sur UWB<br />

Interférences UWB sur UWB<br />

Références<br />

18/ 108


Ultra Wide Band<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs I-UWB<br />

Transmissions I-UWB<br />

Formes de l’impulsion<br />

Formes les plus fréquentes : gaussienne et ses dérivées<br />

◮ Impulsion gaussienne :<br />

durée du pulse = 2πσ<br />

◮ Dérivée première de gaussienne :<br />

◮ Dérivée seconde de gaussienne :<br />

p(t) = αe −(t−µ)2 /2σ 2<br />

p(t) = 32k6<br />

π te−(kt)2<br />

2 1/4<br />

32k 1 2<br />

p(t) =<br />

− 2(kt)<br />

9π<br />

e −(kt)2<br />

19/ 108


Ultra Wide Band<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs I-UWB<br />

Impulsions basées sur la gaussienne<br />

Problème<br />

ne rentre pas forcément dans la bande 3.1GHz-10.6GHz (ou autre)<br />

ou n’optimise pas le spectre<br />

Gaussienne modulée sur fréquence centrale fc<br />

p(t) =<br />

8k<br />

π<br />

1/4 <br />

1 + e 2π2f 2 c<br />

k<br />

−1/2<br />

e −(kt)2<br />

cos(2πfct)<br />

20/ 108


Ultra Wide Band<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs I-UWB<br />

Autre possibilité<br />

p(t) =<br />

M−1 <br />

m=0<br />

wmpe(t − mT0)<br />

pe(t) : impulsion élémentaire de durée T0 (ex. : T0 = 35.7ps ou T0 = 73ps<br />

suivant complexité possible)<br />

wm : coefficients à optimiser pour utiliser au mieux la bande spectrale<br />

Adéquation de différentes formes d’onde au masque spectral<br />

21/ 108


Ultra Wide Band<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs I-UWB<br />

Deux grands types de modulations pour I-UWB<br />

◮ Time-Hopped UWB (TH-UWB) : code (cj)j utilisé dans le décalage<br />

temporel du pulse<br />

◮ Direct-Sequence spread-spectrum UWB (DS-UWB) : code (cj)j utilisé<br />

dans l’amplitude du pulse<br />

22/ 108


Ultra Wide Band<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs I-UWB<br />

TH-UWB<br />

Principe<br />

objectif : émettre une suite de bits (. . . , b0, b1, . . . , bk, bk+1, . . .) (bk = 0/1)au<br />

débit 1/Tb.<br />

méthode : décalages temporels du pulse de “granularité” δ par utilisation d’un<br />

code pseudo-aléatoire (cj)j avec cj entier<br />

1 ere étape : répétition de chaque bit Ns fois (redondance par code répéteur)<br />

☞ (. . . , b0, . . . , b0,<br />

b1, . . . , b1,<br />

. . . , bk, bk+1, . . .) ≡ (. . . , a0, a1, . . . , aj, aj+1, . . .)<br />

<br />

Ns fois Ns fois<br />

☞ séquence binaire (aj)j au débit Ns/Tb ≡ 1/Tf.<br />

Tf : durée de la trame (frame) durant laquelle est émis chaque bit aj à l’aide<br />

d’un pulse de durée Tp ≪ Tf<br />

Intérêt de plusieurs pulses par bit<br />

fournir suffisamment d’énergie par bit pour la détection<br />

car 1 pulse → faible puissance (pour satisfaire au masque) → peu d’énergie<br />

23/ 108


Ultra Wide Band<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs I-UWB<br />

codage<br />

décalage temporel<br />

dj = cjTc + ajδ =<br />

avec durée chip Tc et δ tels que<br />

aj ↔ cj ∈ {0, 1, . . . , Nh}<br />

cjTc pour aj = 0<br />

cjTc + δ pour aj = 1<br />

cjTc + δ < Tf, ∀cj<br />

24/ 108


Ultra Wide Band<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs I-UWB<br />

Signal modulé transmis<br />

Pulse-Position Modulation (PPM-TH UWB)<br />

s(t) = <br />

Epp(t − jTf − dj)<br />

Ep : énergie à émettre par pulse.<br />

Pulse-Amplitude Modulation (PAM-TH UWB)<br />

s(t) = <br />

Epβjp(t − jTf − cjTc)<br />

avec βj = 1 − 2aj.<br />

j<br />

j<br />

☞ généralisation possible aux modulations à plusieurs états M-PPM et<br />

M-PAM.<br />

25/ 108


Ultra Wide Band<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs I-UWB<br />

Exemples<br />

PPM / PAM / OOK<br />

26/ 108


Ultra Wide Band<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs I-UWB<br />

DS-UWB<br />

Principe<br />

objectif : émettre une suite de bits (. . . , b0, b1, . . . , bk, bk+1, . . .) (bk = 0/1)au<br />

débit 1/Tb.<br />

méthode : utiliser un code binaire d’étalement (cj)j avec cj ∈ {−1, +1},<br />

périodique de période Np (Np = kNs).<br />

1 ere étape : répétition de chaque bit Ns fois (redondance par code répéteur)<br />

☞ (. . . , b0, . . . , b0,<br />

b1, . . . , b1<br />

<br />

Ns fois Ns fois<br />

Nouvelle séquence :<br />

, . . . , bk, bk+1, . . .) ≡ (. . . , a ∗ 0, a ∗ 1, . . . , a ∗ j , a ∗ j+1, . . .)<br />

aj = 2a ∗ j − 1 ∈ {−1, +1}<br />

☞ séquence binaire (aj)j au débit Ns/Tb ≡ 1/Tf.<br />

Tf : durée de la trame (frame) durant laquelle est émis chaque bit aj à l’aide<br />

d’un pulse de durée Tp ≪ Tf.<br />

27/ 108


Ultra Wide Band<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs I-UWB<br />

Signal modulé transmis (1 pulse par trame)<br />

s(t) = <br />

Epajcjp(t − jTf)<br />

j<br />

= <br />

Epdjp(t − jTf)<br />

remarque : pour DS-SS “classique”, p(t) rectangulaire sur [0; Tf].<br />

Alternative (Nh pulses par trame) : code (cj)j=0,...,Nh<br />

s(t) = <br />

j<br />

= <br />

j<br />

j<br />

Epaj<br />

Ep<br />

N h−1<br />

i=0<br />

N h−1<br />

i=0<br />

cip(t − jTf − iTc)<br />

djp(t − jTf − iTc)<br />

28/ 108


Ultra Wide Band<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs MC-UWB<br />

Principes généraux<br />

Méthode<br />

◮ 1 flot de données → découpé en plusieurs sous-flots transmis en parallèle<br />

sur différentes sous-bandes de largeur 500MHz<br />

◮ sous-porteuses modulées à des débits plus faibles pour minimiser l’ISI.<br />

◮ trains de pulses UWB et sous-canaux orthogonaux ☞ grande efficacité<br />

spectrale, hauts débits.<br />

Avantages de MC-UWB<br />

◮ meilleure résolution temporelle ☞ meilleures performances sur canaux<br />

multi-trajets<br />

◮ meilleure utilisation du spectre ☞ débits plus grands<br />

◮ permet d’éviter certaines sous-bandes<br />

29/ 108


Ultra Wide Band<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs MC-UWB<br />

Forme générale du signal<br />

avec :<br />

s(t) = β <br />

j<br />

N−1 <br />

n=0<br />

◮ β fixe la valeur de la puissance émise<br />

b j np(t − jTp)e 2iπnfp(t−jTp)<br />

◮ b j n symbole transmis sur la n eme sous-porteuse durant le j eme intervalle<br />

◮ fp = 1/Tp<br />

30/ 108


Ultra Wide Band<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs MC-UWB<br />

OFDM-UWB (Multiband-OFDM)<br />

Différence avec OFDM “classique” :<br />

avec<br />

forme d’onde p(t) non-constante sur [0; Tp]<br />

p(t) =<br />

N<br />

n=1<br />

−2jπc(n) t<br />

s(t − nT )e Tc<br />

◮ s(t) : pulse élémentaire de durée Ts < T<br />

◮ p(t) : pulse modulé de durée Tp = NT<br />

◮ c(n) : séquence de Frequency-Hopping (permutation de {1, . . . , N})<br />

◮ s(t − nT ) : modulé à la fréquence fn = c(n)<br />

Tc<br />

31/ 108


Ultra Wide Band<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs MC-UWB<br />

Exemple de mise en forme FH-OFDM UWB avec N = 4.<br />

Spécificités de MB-OFDM par rapport à OFDM :<br />

◮ redondance en temps<br />

◮ redondance en fréquences<br />

32/ 108


Ultra Wide Band<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs MC-UWB<br />

Multi-Band OFDM pour IEEE 802.15.3a<br />

◮ 14 sous-bandes de 528MHz<br />

◮ 128 sous-porteuses par sous-bande, espacées de 4.125MHz<br />

- 100 pour les données, modulées en QPSK<br />

- 12 tons pilotes pour le suivi de phase/porteuse<br />

- 10 tons de garde aux extrêmités<br />

- 6 tons nuls<br />

◮ préfixe cyclique de 60.61ns pour chaque saut<br />

◮ intervalle de garde de 9.47ns (pour passer d’une bande à l’autre)<br />

Plan de bandes pour FH-OFDM UWB.<br />

33/ 108


Ultra Wide Band<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs MC-UWB<br />

Mapping des sous-porteuses pour<br />

MB-OFDM.<br />

Frequency-Hopping dans la 1 ere<br />

sous-bande.<br />

34/ 108


Ultra Wide Band<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs MC-UWB<br />

Débit binaire MB-OFDM<br />

NSC<br />

R =<br />

Ts + TCP + TGI<br />

m · r<br />

SF<br />

◮ NSC : nb de sous-porteuses de données (ex. : NSC = 100)<br />

◮ Ts = 1/∆f : durée symbole utile (ex. : Ts = 1/(4.125MHz))<br />

◮ TCP : durée du préfixe cyclique (ex. : TCP = 60.61)<br />

◮ TGI : durée de l’intervalle de garde (ex. : TGI = 9.47)<br />

◮ m : nb de bits par symbole<br />

◮ r : taux de codage<br />

◮ SF : gain d’étalement (= SFtemporel × SFfrequentiel)<br />

Exemples de débits pour MB-OFDM.<br />

Débit R r Time SF Frequency SF SF total bits/symbole OFDM<br />

55Mbps 11/32 2 O 4 100<br />

110Mbps 11/32 2 N 2 200<br />

200Mbps 5/8 2 N 2 200<br />

480Mbps 3/4 1 N 1 200<br />

35/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Plan du cours<br />

Introduction<br />

Définition<br />

Historique et Réglementations<br />

Applications<br />

Spécificités<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs I-UWB<br />

Forme du pulse<br />

Modulations TH-UWB<br />

Modulations DS-UWB<br />

Emetteurs MC-UWB<br />

Principes généraux<br />

OFDM-UWB<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Large Echelle<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Récepteurs<br />

Problèmes généraux pour récepteurs UWB<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Récepteurs MC-UWB<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Interférences UWB sur systèmes NB<br />

Interférences des systèmes NB sur UWB<br />

Interférences UWB sur UWB<br />

Références<br />

36/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Large Echelle<br />

Canal de Propagation<br />

Ce qui est différent avec UWB...<br />

◮ canaux NB : coefficients du canal et effets de propagation (y compris<br />

antennes) constants sur toute la largeur de bande.<br />

◮ valable pour FB≤ 0.01, mais pas pour UWB.<br />

◮ canaux NB multi-trajet : signal reçu = somme de copies du signal émis,<br />

atténuées, retardées, déphasées (→ distorsion fréquentielle du signal<br />

global).<br />

◮ UWB : chaque composante subit sa propre distorsion fréqentielle.<br />

37/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Large Echelle<br />

Propagation à Larges Echelles<br />

Formule de Friis<br />

◮ signaux NB : Path Loss (à peu près) constant sur toute la bande<br />

◮ signaux UWB : Path Loss peut varier sur la bande.<br />

Path Loss en espace libre<br />

Puissance reçue :<br />

avec<br />

Pr = EIRP<br />

4πr<br />

4πr<br />

PtGt<br />

Ar = Ar<br />

2 2<br />

Ar = ouverture effective de l’antenne réceptrice = λ2<br />

4π Gr<br />

Pr = PtGtGrλ2<br />

(4πr) 2<br />

<br />

4πr<br />

PL =<br />

λ<br />

☞ PL a priori fonction de λ (pour antennes à gain constant).<br />

2<br />

38/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Large Echelle<br />

Antenne d’émission à ouverture constante<br />

☞<br />

☞<br />

4πAt<br />

EIRP = Pt<br />

λ2 AtAr<br />

Pr = Pt<br />

(λr) 2<br />

PL ∝ (λr) 2<br />

◮ Tx gain constant / Rx ouverture constante<br />

Pr = PtGt<br />

Ar<br />

4πr 2<br />

◮ Tx ouverture constante / Rx gain constant<br />

Pr = PtAt<br />

☞ PL indépendant de λ dans les 2 cas.<br />

Gr<br />

4πr 2<br />

39/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Large Echelle<br />

Pulses reçus à différentes distances pour un même pulse émis<br />

Pulse émis : gaussien ∼ 200ps / Pulses reçus normalisés pour éliminer le<br />

facteur 1/r 2<br />

Bilan<br />

Antenne Bicone Antenne Corne<br />

Pour une même antenne, toujours le même pulse reçu.<br />

☞ distorsions seulement dues aux antennes elles-mêmes.<br />

☞ PL indépendant de λ.<br />

<br />

r0 2<br />

PL(r) = PL0<br />

r<br />

40/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Large Echelle<br />

Path Loss en espace non-libre<br />

PL moyen<br />

<br />

r0 n<br />

PL(r) = PL0<br />

r<br />

Question : n dépend-il de λ ? ☞ pas de consensus.<br />

n mesuré pour différentes antennes, f ∈[1GHz-10GHz], r ≤ 10m<br />

Question : que se passe-t-il pour r > 10m ?<br />

41/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Large Echelle<br />

Modèles de Path Loss dépendant de f<br />

H( f) : fonction de transfert mesurée du canal<br />

f+ ∆<br />

2<br />

PL(f) = E |H( f)| 2 d <br />

f<br />

f− ∆ 2<br />

→ pas de prise en compte des antennes.<br />

Différents modèles<br />

◮<br />

◮<br />

PL(f) ∝ f −2k , k ∈ [0.8; 1.4]<br />

log 10 PL(f) ∝ e −δf<br />

δ = 1 pour LOS, δ = 1.36 pour NLOS.<br />

42/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Large Echelle<br />

Propagation meilleure qu’en espace libre ?<br />

Mesures du Path Loss et Shadowing en bureau/résidence indoor<br />

☞ existence de valeurs de n inférieures à 2.<br />

Pourquoi ? ☞ le signal mesuré ne contient pas que le trajet LOS, mais on a<br />

collecté de l’énergie sur d’autres trajets.<br />

43/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Large Echelle<br />

Modèles de Path Loss dépendant du récepteur<br />

Difficulté particulière en UWB : récupérer toute l’énergie disponible<br />

☞ modèles de PL fonction de la quantité d’énergie collectée<br />

☞ dépendent du type récepteur<br />

☞ pas forcément applicable à tous récepteurs.<br />

Exemple : Peak Path Loss<br />

ne considère que la composante multi-trajet la plus puissante<br />

☞ meilleure représentation du PL pour les récepteurs capables de ne récupérer<br />

qu’une partie de l’énergie du signal<br />

☞ exposant du PL plus grand<br />

44/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Large Echelle<br />

Path Loss total<br />

Alternative<br />

Peak Path Loss<br />

considérer le Path Loss total et définir un facteur de captation de l’énergie<br />

approprié à l’architecture du récepteur<br />

45/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Large Echelle<br />

Shadowing<br />

Comme pour systèmes NB, shadowing en UWB ∼ N (0, σ 2 L) (en dB)<br />

Valeurs typiques pour σL : entre 1.5dB et 4dB<br />

CDFs mesurées et théoriques du Shadowing pour LOS et NLOS<br />

46/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Large Echelle<br />

Ex. de Path Loss aléatoire (avec Shadowing) : IEEE 802.15.4<br />

avec :<br />

PL(r) = PL0 + 10µn log 10<br />

r<br />

r0<br />

+ 10σnX1 log 10<br />

◮ PL0 : Path Loss moyen à la distance r0<br />

◮ µn, σn : moyenne et variance de l’exposant du PL n<br />

◮ µσ, σσ : moyenne et variance de σL<br />

◮ X1, X2, X3 ∼ N (0, 1)<br />

r<br />

r0<br />

+ X2µσ + X2X3σσ<br />

47/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Large Echelle<br />

Bilan de Liaison<br />

Objectif (cas général) :<br />

Déterminer la portée du système, i.e. distance maximale permettant d’obtenir<br />

une puissance reçue minimale<br />

Pr = Pt + Gt + Gr − PL − Pertes − Marge<br />

☞ détermination de Eb/N0 d’après :<br />

Marge :<br />

Eb ≈ Pr ×<br />

◮ déterminée grâce au shadowing<br />

durée du symbole<br />

nb de bits par symbole<br />

◮ garantit que Eb/N0 obtenu dans toute la zone couverte avec une certaine<br />

probabilité<br />

48/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Large Echelle<br />

Pour UWB :<br />

◮ Pic de puissance ≫ puissance moyenne ☞ Eb = Puissance moyenne ×<br />

Durée symbole / nb de bits<br />

☞ puissance moyenne pas unique paramètre à considérer<br />

◮ gains des antennes pas nécessairement constants sur tout la largeur de<br />

bande<br />

◮ ouvertures des antennes pas nécessairement constants sur tout la largeur<br />

de bande<br />

◮ fading éventuellement moins fort en UWB ☞ marge réduite<br />

Solution Possible<br />

1. éliminer Gt et Gr du bilan<br />

☞ remplacer par GAP (Antenna-Pulse coupling gain), fonction du pulse<br />

utilisé et de l’ouverture de l’antenne Rx<br />

☞ “gain” éventuellement négatif !<br />

2. Path Loss ↔ propagation “pure” :<br />

PL = 4πr 2<br />

49/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Large Echelle<br />

ρ : fraction de l’énergie capturée par le récepteur (20% ↔ -7dB)<br />

Propagation en espace non-libre<br />

remplacer n = 2 par n > 2<br />

PL = 4πr n<br />

50/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Modélisation du canal aux Petites Echelles<br />

Pour UWB<br />

Modèle “classique”<br />

large échelle ↔ d ≫ 1m<br />

petite échelle ↔ d < 1m<br />

h(t) =<br />

K<br />

αkδ(t − τk)<br />

k=0<br />

Particularité de UWB :<br />

τk ∝ 1<br />

W<br />

☞ résolution très fine<br />

☞ grand nombre de multi-trajets<br />

∼ 1ns<br />

51/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Ex. de réponse impulsionnelle pour<br />

canal NLOS IEEE802.15.3<br />

Formes d’ondes émise et reçu. (a)<br />

Tp = 91ns ; (b) Tp = 0.55ns<br />

52/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Modèle de Saleh-Valenzuela<br />

Modèle par clusters : les composantes arrivent par paquets (clusters) aléatoires<br />

53/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Réponse impulsionnelle :<br />

h(t) =<br />

L<br />

l=0 k=0<br />

◮ L : nb de trajets par clusters<br />

◮ K : nb de clusters<br />

◮ Tl : instant d’arrivée du l eme cluster<br />

K<br />

βk,lδ(t − Tl − τk,l)<br />

Modélisation Poissonienne des arrivées des clusters :<br />

f(Tl|Tl−1) = Λe −Λ(T l−T l−1)<br />

Λ : taux moyen d’arrivée. Modélisation Poissonienne des arrivées des trajets<br />

dans un cluster :<br />

f(τk,l|τk−1,l) = λe −Λ(τ k,l−τ k−1,l)<br />

λ : taux moyen d’arrivée.<br />

Puissance moyenne : décroissance exponentielle sur les clusters et les trajets<br />

|βk,l| 2 = |β0,0| 2 e −T l/Γ e −τ k,l/γ<br />

54/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Distribution des amplitudes βk,l<br />

Rayleigh ? pas forcément adapté à UWB car moins de trajets non-résolvables<br />

☞ loi de Nakagami ou log-Normale<br />

Modélisation log-normale<br />

avec<br />

◮ pk,l = ±1 équiprobables (polarité)<br />

◮ Xσ,k,l ∼ N (0, σ 2 ) (σ en dB)<br />

◮<br />

βk,l = pk,l10 (µ k,l+X σ,k,l)/20<br />

µk,l = 20 ln |β0,0| − 10Tl/Γ − 10τk,l/γ<br />

ln 10<br />

− σ2 ln 10<br />

20<br />

55/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Exemple de paramètres de canal Saleh-Valenzuela UWB<br />

56/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Modèle de Poisson modifié pour canal LOS<br />

observation : pour canaux LOS, premières composantes beaucoup plus<br />

énergétiques que les dernières<br />

◮ Première composante (LOS) : τ0 = 0, p0 = +1<br />

◮ Autres composantes fortes<br />

M = nb de composantes dominantes ∼ Unif. Réparti sur{2, 3, 4}<br />

f(τk|τk−1) = λ1e −λ1(τ k−τ k−1) , 0 < k < M<br />

pk = ±1 avec équiprobabilité, |βk| ∼loi-normale<br />

◮ Composantes faibles<br />

f(τk|τk−1) = λ2e −λ2(τ k−τ k−1) , k ≥ M<br />

1 ere composante faible ☞ énergie W dB sous l’énergie moyenne des<br />

composantes fortes<br />

puis décroissance exponentielle<br />

57/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Modèle Split-Poisson<br />

UWB sur distances très faible ☞ éventuellement très peu de clusters<br />

☞ 2 clusters de paramètres (λi, σi, γi) i=1,2 avec second cluster décalé et<br />

atténué d’un facteur α par rapport au premier.<br />

Illustration du modèle Split-Poisson<br />

Illustration des deux clusters<br />

58/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Modèle ∆ − K<br />

Idée : proba pour qu’un trajet arrive avec un retard τ multipliée par un facteur<br />

K si trajet arrivé sur les ∆ dernières secondes.<br />

☞ favorise la formation de clusters.<br />

☞ instants d’arrivée ∼ processus de Poisson à 2 états<br />

59/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Loi des amplitudes<br />

Valeurs moyennes ☞ Poewer Delay Profile (décroissance exponentielle)<br />

Variations locales : loi Rayleigh/log-Normale/Weibull/Nakagami<br />

UWB : moins de trajets non-résolvables ☞ s’additionne moins pour former une<br />

amplitude de Rayleigh.<br />

☞ lois d’amplitudes plus “piquées”<br />

☞ fading moins fort<br />

◮ Rayleigh : pour les derniers trajets (plus nombreux)<br />

◮ Nakagami<br />

f(x) = 2mmx 2m−1<br />

mx2<br />

e− Ω , x ≥ 0<br />

Γ(m)Ωm m ≥ 1/2 et Ω ≥ 0. m > 1 ☞ loi de Rice avec facteur de Rice<br />

K =<br />

√ m 2 − m<br />

m − √ m 2 − m<br />

60/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Petite Echelle<br />

CDF de l’amplitude pour différents délais en excès<br />

61/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Energie capturée<br />

◮ critère important à prendre en compte dans le choix du modèle (surtout si<br />

récepteur de type Rake)<br />

◮ dépend du type de canal (LOS/NLOS) et du type d’antenne<br />

Energie capturée en fonction du nb<br />

de doigts du Rake pour différentes<br />

antennes<br />

Energie capturée mesurée et<br />

modélisée<br />

62/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Effet des distorsions fréquentielles<br />

UWB : chaque composante multi-trajet subit une distorsion fréquentielle (car<br />

les effets dus aux obstacles varient sur toute la largeur de bande)<br />

K<br />

K<br />

r(t) = αks(t − τk) remplacé par r(t) = αksk(t − τk)<br />

k=0<br />

k=0<br />

k=0<br />

K<br />

K<br />

h(t) = αkδ(t − τk) remplacée par h(t) = αkhk(t − τk)<br />

Solutions possibles :<br />

1. chercher à estimer hk(t) ☞ difficulté de connaître précisément l’effet des<br />

antennes sur la distorsion (découplage antennes/environnement difficile).<br />

2. distorsion sur chaque trajet ↔ filtre RIF<br />

L k<br />

hk(t) = γkδ(t − τk,l)<br />

l=0<br />

k=0<br />

63/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Modélisation Spatiale<br />

Attrait de UWB par rapport à NB<br />

pulses très brefs interagissant peu entre eux, moins de trajets non-résolvables<br />

☞ diminution du phénomène de fading<br />

☞ intérêt de la diversité spatiale ?<br />

Fading spatial<br />

Variation de la puissance du signal sur une petite surface.<br />

Energie reçue à la position (i, j) d’un lieu l :<br />

Fade local (en dB) :<br />

ε l i,j =<br />

T<br />

0<br />

<br />

<br />

r l <br />

<br />

i,j(t)<br />

2<br />

dt<br />

F l i,j = 10 log 10 ε l i,j − 10 log 10 εref<br />

64/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Petite Echelle<br />

CDF de l’énergie reçue en 6 lieux, mesurée sur une grille de 49 pts sur<br />

1m 2<br />

☞ énergie capturée ∼ constante sur la grille<br />

☞ très peu de fading local<br />

☞ mécanismes de diversité nécessaires ?<br />

65/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Fading local avec énergie partielle<br />

UWB : peu d’énergie capturée<br />

☞ variation de l’énergie avec peu de doigts utilisés (en particulier, seule la<br />

composante principale) ?<br />

CDF de l’énergie reçue avec 1 seul<br />

doigt du Rake<br />

CDF de l’énergie reçue en fonction<br />

du nb de doigts du Rake<br />

66/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Corrélation spatiale<br />

☞ pour connaître l’intérêt de technique MIMO<br />

a priori : faible fading spatial ↔ corrélation forte ?<br />

Signal reçu en 3 positions alignés par rapport au Tx - canal LOS<br />

67/ 108


Ultra Wide Band<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Corrélation entre signaux reçus mesurée avec différentes durées<br />

Bilan<br />

◮ captation que du début du signal ☞ diversité peu efficace<br />

◮ captation de la globalité du signal ☞ diversité plus intéressante<br />

68/ 108


Ultra Wide Band<br />

Récepteurs<br />

Plan du cours<br />

Introduction<br />

Définition<br />

Historique et Réglementations<br />

Applications<br />

Spécificités<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs I-UWB<br />

Forme du pulse<br />

Modulations TH-UWB<br />

Modulations DS-UWB<br />

Emetteurs MC-UWB<br />

Principes généraux<br />

OFDM-UWB<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Large Echelle<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Récepteurs<br />

Problèmes généraux pour récepteurs UWB<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Récepteurs MC-UWB<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Interférences UWB sur systèmes NB<br />

Interférences des systèmes NB sur UWB<br />

Interférences UWB sur UWB<br />

Références<br />

69/ 108


Ultra Wide Band<br />

Récepteurs<br />

Problèmes généraux pour récepteurs UWB<br />

RECEPTEURS UWB<br />

Problèmes pour les récepteurs UWB<br />

◮ résolution ultra-fine ☞ pbs de synchronisation<br />

◮ énergie très dispersée ☞ besoin d’un gd nb de doigts<br />

ex. 1 système indoor, delay-spread= 10ns, W = 7.26GHz<br />

☞ nb de trajets = ⌊W τs⌋ = 72<br />

ex. 2 système indoor, delay-spread= 1µs, W = 7.26GHz<br />

☞ nb de trajets = ⌊W τs⌋ ≈ 7000!<br />

◮ estimation du canal (pour récepteur type Rake) car Eb/N0 faible<br />

◮ distorsion du pulse pour chacun des trajets<br />

◮ pbs d’implémentation (circuits) ☞ méthodes analogiques/numériques ou<br />

totalement analogiques<br />

◮ synchronisation : décalages temporels ☞ dégradation des perfs pour tous<br />

détecteurs basés sur corrélations (en particulier pour modulations PPM)<br />

◮ interférence inter-canaux sur canaux multi-trajets : les sous porteuses<br />

reçues ne sont plus orthogonales<br />

◮ PAPR très élevé<br />

70/ 108


Ultra Wide Band<br />

Récepteurs<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Détecteurs à seuil<br />

☞ détecteur les plus simples pour I-UWB<br />

Principe : niveau du pulse reçu > seuil ☞ détection<br />

Pb : nombreuses fausses alarmes dues à des pics de bruit ou aux interférences<br />

☞ adaptation permanente du seuil de détection par mesure en continu du<br />

niveau de bruit reçu.<br />

Inconvénients :<br />

◮ ne considère que des pulses isolés ☞ pas d’énergie récoltée globalement<br />

sur l’ensemble des composantes.<br />

◮ sensible au bruit et aux interférences.<br />

71/ 108


Ultra Wide Band<br />

Récepteurs<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Récepteurs optimaux<br />

Modèle de canal :<br />

h(t) =<br />

Signal reçu pour 2-PAM (aj = ±1 ):<br />

r(t) = <br />

j<br />

K<br />

αkδ(t − τk)<br />

k=0<br />

K<br />

αkajp(t − jTs − τk) + n(t)<br />

k=0<br />

Signal reçu pour 2-PPM (aj = 0/1 ):<br />

Hypothèses :<br />

r(t) = <br />

j<br />

K<br />

αkp(t − jTs − ajδ − τk) + n(t)<br />

k=0<br />

◮ durée symbole ≫ delay-spread ☞ pas d’ISI<br />

◮ canal parfaitement connu<br />

72/ 108


Ultra Wide Band<br />

Récepteurs<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Récepteur optimal 2-PAM : détection du j eme bit<br />

où<br />

aj = sign(zj) avec zj =<br />

y(t) =<br />

(j+1)Ts<br />

jTs<br />

K<br />

αkp(t − τk)<br />

k=0<br />

Probabilité d’erreur :<br />

⎛<br />

<br />

<br />

⎜<br />

BER = Q ⎝<br />

2Ep<br />

⎛<br />

⎝1 +<br />

N0<br />

K<br />

i,j=0/i=j<br />

◮ Ep énergie transmise par pulse (normalisé)<br />

◮ R(τ) fonction d’autocorrélation du pulse<br />

◮ <br />

k α2 k = 1<br />

r(t)y(t − jTs)dt<br />

⎞⎞<br />

αiαjR(τi − τj) ⎠⎟<br />

⎠<br />

73/ 108


Ultra Wide Band<br />

Récepteurs<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Récepteur optimal 2-PPM : détection du jeme bit<br />

<br />

(j+1)Ts<br />

sign(zj) + 1<br />

aj =<br />

avec zj = r(t)y(t − jTs)dt<br />

2<br />

où<br />

y(t) =<br />

Probabilité d’erreur :<br />

⎛<br />

<br />

<br />

BER = Q ⎝<br />

Ep<br />

jTs<br />

K<br />

αk (p(t − τk) − p(t − τk − δ))<br />

k=0<br />

N0<br />

i,j=0<br />

Limites des récepteurs optimaux<br />

⎞<br />

K<br />

αiαj (R(τi − τj) − R(τi − τj − δ)) ⎠<br />

◮ perfs essentiellement théoriques (trop de connaissances a priori)<br />

◮ références (bornes inférieures) pour comparer d’autres détecteurs<br />

74/ 108


Ultra Wide Band<br />

Récepteurs<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Récepteurs RAKE<br />

Récepteur All-Rake<br />

☞ utilise tous les trajets<br />

☞ identique au détecteur par corrélateurs (optimal)<br />

Problème : estimation du canal<br />

◮ rapport Eb/N0 très faible (∝ 1/W )<br />

◮ si canal varie rapidement<br />

◮ estimation trop côuteuse<br />

☞ détecteurs Rake non-cohérents avec signaux orthogonaux et technique<br />

“square-law”<br />

75/ 108


Ultra Wide Band<br />

Récepteurs<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Récepteurs Selected-Rake<br />

☞ sélection des D doigts les plus puissants (τdi ) i=1,...,D .<br />

Pour PAM :<br />

<br />

2Ep ∆<br />

BER = Q<br />

2<br />

σ 2<br />

<br />

avec<br />

∆ =<br />

σ 2 =<br />

D<br />

i=1<br />

α 2 d i +<br />

D<br />

N0<br />

i=1 k=0<br />

D<br />

αdiαdj R(τdj − τdi )<br />

i,j=1<br />

K<br />

αkαdi R(τk − τdi )<br />

76/ 108


Ultra Wide Band<br />

Récepteurs<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Performances du Rake en fonction<br />

du nb de doigts - estimation<br />

parfaite du canal<br />

Performances du Rake en fonction<br />

du nb de doigts - estimation<br />

imparfaite du canal<br />

77/ 108


Ultra Wide Band<br />

Récepteurs<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Bilan des détecteurs par corrélateurs<br />

Avantages :<br />

◮ optimaux ou quasi-optimaux<br />

◮ faisables en circuits analogiques ou numériques<br />

◮ banc de corrélateurs<br />

Inconvénients :<br />

◮ corrélations imparfaites car distorsion du pulse<br />

☞ égaliseurs adaptatifs<br />

☞ faire des FA avec séries de forme d’onde, mais<br />

augmentation de la complexité<br />

◮ pbs de synchronisation entre signal reçu et forme d’onde<br />

◮ SNR diminue si le corrélateur ne peut pas capturer toute l’énergie<br />

78/ 108


Ultra Wide Band<br />

Récepteurs<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Récepteur par filtre adapté “simple”<br />

☞ corrélation avec le pulse lui-même (sans passage dans le canal)<br />

2-PAM :<br />

Problèmes :<br />

aj = sign(zj) avec zj =<br />

(j+1)Ts<br />

jTs<br />

⎛<br />

<br />

⎜<br />

K<br />

BER = Q<br />

2Ep<br />

⎝<br />

αkR(τk)<br />

N0<br />

k=0<br />

r(t)p(t − jTs)dt<br />

⎞<br />

2<br />

◮ τk > Tp ⇒ R(τk) = 0 ☞ énergie apportée par le k eme trajet perdue<br />

⎟<br />

⎠<br />

◮ diminution du BER quand le nb de k|τk > Tp augmente<br />

◮ ☞ récepteur sous-optimal<br />

79/ 108


Ultra Wide Band<br />

Récepteurs<br />

Récepteurs I-UWB<br />

2-PPM :<br />

<br />

sign(zj) + 1<br />

aj =<br />

avec zj =<br />

2<br />

avec :<br />

BER = 1<br />

2<br />

u0 = Ep<br />

u1 = Ep<br />

Problèmes : idem que 2-PAM.<br />

(j+1)Ts<br />

jTs<br />

<br />

Q<br />

u0<br />

σ<br />

r(t) (p(t − jTs) − p(t − jTs − δ)) dt<br />

<br />

+ Q<br />

<br />

−u1<br />

σ<br />

K<br />

αk (R(τk) − R(τk − δ))<br />

k=0<br />

K<br />

αk (R(τk + δ) − R(τk))<br />

k=0<br />

σ = N0Ep (1 − R(δ))<br />

80/ 108


Ultra Wide Band<br />

Récepteurs<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Récepteurs par corrélations et pilotes<br />

☞ utilisation de N signaux pilotes ri(t), i = 1, . . . , N<br />

avec (PAM)<br />

K<br />

ri(t) = αkp(t − τk) + ni(t)<br />

Moyenne des signaux reçus :<br />

y(t) = 1<br />

N<br />

Détection du j eme bit (2-PAM)<br />

k=0<br />

N<br />

ri(t) = y(t) + n(t)<br />

i=1<br />

aj = sign(zj) avec zj =<br />

(j+1)Ts<br />

jTs<br />

☞ même approche possible pour autres modulations.<br />

r(t)y(t − jTs)dt<br />

81/ 108


Ultra Wide Band<br />

Récepteurs<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Performances pour 2-PAM en<br />

fonction du nb de pilotes<br />

Performances pour autres<br />

modulations<br />

82/ 108


Ultra Wide Band<br />

Récepteurs<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Récepteurs RAKE avec pilotes<br />

Hypothèses :<br />

◮ coefficients du canal inconnus<br />

◮ délais τd i des D trajets les plus forts connus<br />

Estimation du coefficients αdi à l’aide de N signaux pilotes :<br />

αd i = αdi + <br />

R(τdi − τj) + ndi αd i + ndi j=d i<br />

☞ utilisation de αd i à la place de αd i dans le détecteur Selected-Rake.<br />

☞ dégradation des performances<br />

- faible si grand nb de pilotes<br />

- forte si peu de pilotes<br />

83/ 108


Ultra Wide Band<br />

Récepteurs<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Performances du Rake avec 25<br />

doigts et 50 pilotes<br />

Performances du Rake avec 50<br />

doigts et 250 pilotes<br />

84/ 108


Ultra Wide Band<br />

Récepteurs<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Récepteur pour système Transmitted Reference<br />

Principe : transmission d’une paire de signaux, l’un non-modulé, l’autre modulé<br />

☞ le premier sert à démodulé le second.<br />

Avantages :<br />

◮ pas d’estimation de canal<br />

◮ captation de la totalité de l’énergie<br />

◮ plus robustes aux problèmes de synchronisation<br />

Inconvénients :<br />

◮ canal variant dans le temps<br />

◮ utilisation d’un signal bruité comme forme d’onde pour la démodulation<br />

Ex. : modulation 2-PPM (Np/2 pulses modulés/non-modulés par bit)<br />

sj(t) =<br />

Np/2−1<br />

<br />

Ep (p(t − 2iTf) + p(t − (2i + 1)Tf − εj,iδ)) , j = 0, 1<br />

i=0<br />

bit 0<br />

bit 1<br />

sj(t) = s0(t)<br />

sj(t) = s1(t)<br />

avec ε0,i = i [2]<br />

avec ε1,i = 1 − ε0,i<br />

85/ 108


Ultra Wide Band<br />

Récepteurs<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Signal reçu après canal et filtrage passe-bande en réception :<br />

r(t) =<br />

Np/2−1<br />

<br />

i=0<br />

Ep (g(t − 2iTf) + g(t − (2i + 1)Tf − εj,iδ)) + n(t)<br />

Moyenne des signaux (non-modulés) sur les intervalles [2iTf; (2i + 1)Tf] :<br />

Puis corrélation avec g(t) :<br />

g(t) = Np/2−1<br />

<br />

Epg(t) + n(t − 2iTf)<br />

Td<br />

zj,i =<br />

0<br />

i=0<br />

r(t + (2i + 1)Tf + εj,iδ)g(t)dt<br />

avec 0 ≤ Td ≤ τmax + Tp (Td ↗ ☞ énergie et bruit ↗).<br />

Décision :<br />

Np/2−1<br />

<br />

Z = (z0,i − z1,i) ≷ 0<br />

i=0<br />

86/ 108


Ultra Wide Band<br />

Récepteurs<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Comparaison récepteurs TR et RAKE<br />

Performances du récepteur TR en<br />

fonction de Td.<br />

Performances du Rake en fonction<br />

du nb de doigts.<br />

☞ performances de TR limitées par termes de bruit (en particulier terme<br />

bruit-sur-bruit dans g(t)n(t)).<br />

87/ 108


Ultra Wide Band<br />

Récepteurs<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Synchronisation<br />

Effet cumulatif d’erreur de synchronisation.<br />

◮ peu de travaux publiés (solutions propriétaires)<br />

◮ une solution : transmission d’un long flot de pulses régulièrement espacés<br />

jusqu’à synchronisation.<br />

88/ 108


Ultra Wide Band<br />

Récepteurs<br />

Récepteurs MC-UWB<br />

Récepteurs MC-UWB<br />

Modèle de canal :<br />

Forme générale du signal reçu :<br />

avec :<br />

s(t) = β <br />

j<br />

N−1 <br />

h(t) =<br />

<br />

n=0 l=0<br />

K<br />

αkδ(t − τk)<br />

k=0<br />

◮ β fixe la valeur de la puissance émise<br />

L−1<br />

b j nαlp(t − jTp − τl)e 2iπnfp(t−jTp−τ l)<br />

◮ b j n symbole transmis sur la n eme sous-porteuse durant le j eme intervalle<br />

◮ fp = 1/Tp<br />

89/ 108


Ultra Wide Band<br />

Récepteurs<br />

Récepteurs MC-UWB<br />

Détection du symbole sur la m eme sous-porteuse<br />

☞ filtre adapté à p(t)e 2iπmfpt .<br />

Pour le symbole j = 0 :<br />

<br />

rm(t) =<br />

Puis échantillonnage aux instants ti :<br />

rm(ti) = b 0 <br />

L−1 <br />

m β<br />

+ <br />

n=m<br />

b 0 n<br />

l=0<br />

r(u)p ∗ (t − u)e −2iπmfp(t−u) du<br />

αle 2iπmfp(t i−τ l) X(ti − τl, 0)<br />

<br />

L−1 <br />

β<br />

l=0<br />

αle 2iπnfp(t i−τ l) X(ti − τl, (m − n)fp)<br />

<br />

<br />

+ wm(ti)<br />

Objectif : séparer les contributions de chaque sous-porteuse et les combiner de<br />

façon optimale pour la détection.<br />

Récepteur optimal : Multi-Channel Maximum Likelihood (MCML) detector<br />

☞ maximisation de la vraisemblance sur l’ensemble des sous-canaux ☞ très<br />

grande complexité, et besoin de l’estimation parfaite du canal ☞ irréalisable en<br />

pratique ☞ récepteurs sous-optimaux<br />

90/ 108


Ultra Wide Band<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Plan du cours<br />

Introduction<br />

Définition<br />

Historique et Réglementations<br />

Applications<br />

Spécificités<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs I-UWB<br />

Forme du pulse<br />

Modulations TH-UWB<br />

Modulations DS-UWB<br />

Emetteurs MC-UWB<br />

Principes généraux<br />

OFDM-UWB<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Large Echelle<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Récepteurs<br />

Problèmes généraux pour récepteurs UWB<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Récepteurs MC-UWB<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Interférences UWB sur systèmes NB<br />

Interférences des systèmes NB sur UWB<br />

Interférences UWB sur UWB<br />

Références<br />

91/ 108


Ultra Wide Band<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Interférences UWB sur systèmes NB<br />

Coexistence de UWB sur systèmes Narrow-Band<br />

Introduction<br />

Masque de puissance ☞ interférences de UWB avec autres systèmes NB et<br />

UWB avec ou sans license.<br />

Systèmes critiques : GPS, navigation, systèmes cellulaires<br />

Mesures ☞ GPS et systèmes radar éventuellement perturbés par systèmes<br />

UWB si Pulse Repetition Frequency (PRF) élevée<br />

Paramètres importants pour mesurer le niveau d’interférences :<br />

◮ PRF<br />

◮ duty cycle<br />

◮ formes d’onde<br />

◮ nb et distributions des interféreurs<br />

◮ puissances des interféreurs<br />

◮ modulations<br />

92/ 108


Ultra Wide Band<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Interférences UWB sur systèmes NB<br />

Interférences de UWB sur NB<br />

Forme générale :<br />

◮ snb(t) : signal NB<br />

◮ iuwb(t) : interférences UWB<br />

◮ n(t) : bruit<br />

r(t) = snb(t) + iuwb(t) + n(t)<br />

Spectre de UWB ∼ plat sur la bande NB<br />

☞ interférences UWB vues en première approximation comme une<br />

augmentation du niveau de bruit de PrBNB/BUWB.<br />

ex. 1 : BNB = 20MHz, BUWB = 500MHz ☞ BNB/BUWB = 0.04<br />

ex. 2 : BNB = 200kHz, BUWB = 500MHz ☞ BNB/BUWB = 0.0004<br />

93/ 108


Ultra Wide Band<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Interférences UWB sur systèmes NB<br />

Influence sur les performances<br />

snb(t) : signal BPSK<br />

BER = 1<br />

2 Q<br />

<br />

2Eb<br />

(1 + δ)<br />

avec<br />

N0<br />

δ =<br />

Ep<br />

+ 1<br />

2 Q<br />

<br />

2Eb<br />

(1 − δ)<br />

N0<br />

P (fc)s(ε)<br />

Eb<br />

fc : fréquence porteuse du système NB, ε : offset<br />

BER d’une modulation BPSK avec interférence UWB<br />

94/ 108


Ultra Wide Band<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Interférences UWB sur systèmes NB<br />

Augmentation du SNR pour maintenir le BER (δ ≈ 5.8 10 −3 Ep<br />

Eb )<br />

☞ augmentation du SNR de 3dB ⇒ Ep<br />

E b ≈ 3300<br />

Interprétation : forte perte d’énergie du signal UWB par filtrage de réception<br />

(SRRCF)<br />

95/ 108


Ultra Wide Band<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Interférences UWB sur systèmes NB<br />

BER en présence de 1 et de 10 interféreurs<br />

☞ dégradation des performances seulement si pulses de très forte énergie<br />

96/ 108


Ultra Wide Band<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Interférences UWB sur systèmes NB<br />

Modélisation de la puissance d’interférence<br />

Puissance reçue<br />

◮ émetteurs UWB uniformément répartis autour du récepteur, entre Rmin et<br />

Rmax.<br />

◮ ρ : densité moyenne des émetteurs<br />

◮ modèle de Path Loss<br />

Puissance moyenne reçue :<br />

PR = P0<br />

<br />

d0<br />

lim E[PR] = P0<br />

Rmax→+∞<br />

Rmin<br />

β d0<br />

d<br />

β<br />

<br />

puissance reçue d’un émetteur<br />

2πR<br />

= P0<br />

2 minρ<br />

β − 2<br />

<br />

P0<br />

à la distance Rmin<br />

d0<br />

Rmin<br />

β<br />

2πR 2 minρ<br />

β − 2<br />

<br />

aggrégation de tous les émetteurs<br />

97/ 108


Ultra Wide Band<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Interférences UWB sur systèmes NB<br />

BER en fonction de la densité d’interféreurs<br />

ρ = 10 −k , k = 1, . . . , 6 (k = 6 ☞ 1 interféreur par km 2 )<br />

◮ densité faible ☞ peu de dégradation<br />

◮ Rmin augmente ☞ réduction des interférences<br />

98/ 108


Ultra Wide Band<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Interférences des systèmes NB sur UWB<br />

Interférences de NB sur UWB<br />

1 signal UWB ☞ interférences dues à de nombreux systèmes NB.<br />

Forme générale :<br />

r(t) = suwb(t) + iNB(t) + n(t)<br />

◮ suwb(t) : signal NB<br />

◮ inb(t) : interférences UWB<br />

◮ n(t) : bruit<br />

Ex. : modulation TH-PAM avec Np pulses par bit<br />

<br />

BER = Q<br />

NpSNRp<br />

1 + <br />

l SNRl|P (fl)| 2<br />

<br />

◮ SNRp : SNR par pulse<br />

◮ SNRl : SNR pour chaque interféreur<br />

99/ 108


Ultra Wide Band<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Interférences des systèmes NB sur UWB<br />

BER pour différentes valeurs de Np<br />

◮ rapport interférence-à-bruit global constant (10dB)<br />

◮ écart de 1dB par rapport aux perfs sans interférence<br />

◮ bonne résistance aux interférences<br />

100/ 108


Ultra Wide Band<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Interférences des systèmes NB sur UWB<br />

Performances pour TH-UWB et DS-UWB différentes valeurs de Np<br />

(◦ : 1 / + : 2 / ⋄ : 4 / pentagramme : 8 / hexagramme : 16)<br />

trait plein : TH-UWB / tirets : DS-UWB<br />

interféreur : 2 sinusoïdes pures en 400mHz et 600MHz<br />

101/ 108


Ultra Wide Band<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Interférences des systèmes NB sur UWB<br />

◮ DS-UWB très proche de l’optimal pour Np suffisamment grand<br />

◮ TH-UWB moins robustes aux interférences<br />

Interprétation :<br />

◮ pour TH-UWB, changement de la phase de l’interféreur NB à chaque pulse<br />

☞ étalement de la bande de l’interféreur ☞ impact sur UWB<br />

◮ pour DS-UWB, changement de la phase de l’interféreur NB à chaque bit<br />

seulement ☞ pas d’étalement<br />

102/ 108


Ultra Wide Band<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Interférences des systèmes NB sur UWB<br />

Performances pour TH-UWB et DS-UWB différentes valeurs de Np<br />

(◦ : 1 / + : 2 / ⋄ : 4 / pentagramme : 8 / hexagramme : 16)<br />

trait plein : TH-UWB / tirets : DS-UWB<br />

interféreur : signal BPSK à 50kbps<br />

103/ 108


Ultra Wide Band<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Interférences des systèmes NB sur UWB<br />

Hypothèse : bit BPSK (Tb = 20µs) constant sur chaque pulse de TH-UWB et<br />

chaque bit pour DS-UWB (Ts = 5.4µs).<br />

◮ performances de DS-UWB et TH-UWB très proches<br />

◮ performances ↗ quand Np ↗<br />

Interprétation :<br />

◮ pour TH-UWB, idem que pour interféreur sinusoïdal<br />

◮ pour DS-UWB, chute des performances<br />

104/ 108


Ultra Wide Band<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Interférences UWB sur UWB<br />

Interférences de UWB sur UWB<br />

Coexistence de plusieurs systèmes UWB ☞ interférences multi-accès entre<br />

siganux UWB.<br />

◮ réduction possible de la MAI par time-hopping et codes d’étalement<br />

◮ utilisateurs quasi-orhtogonaux si duty cycle (Tp/Tf) faible ou si nb<br />

d’utilisateurs actifs faibles (Nu ≪ Np)<br />

Pour transmission TH-UWB :<br />

code d’étalement (ai) i=0,...,NpNc−1 ∈ {−1, 0, +1}, en moyenne αNpNc bits<br />

non-nuls par symbole :<br />

p(a) = (1 − 2α)δ(a) + αδ(a − 1) + αδ(a + 1)<br />

105/ 108


Ultra Wide Band<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Interférences UWB sur UWB<br />

avec<br />

◮ I0 = σ 2 n + 2α Nu−1<br />

k=1 E0<br />

BER < 1<br />

2 exp<br />

<br />

− NpE0<br />

<br />

2I0<br />

◮ Ek : énergie par pulse de l’utilisateur k<br />

◮ σ 2 n : variance du bruit AWGN<br />

BER (bornes et simulations) pour différentes valeurs de α<br />

Interprétation : diminution de α ☞ diminution de la MAI.<br />

106/ 108


Ultra Wide Band<br />

Références<br />

Plan du cours<br />

Introduction<br />

Définition<br />

Historique et Réglementations<br />

Applications<br />

Spécificités<br />

Principes de transmission<br />

Emetteurs I-UWB<br />

Forme du pulse<br />

Modulations TH-UWB<br />

Modulations DS-UWB<br />

Emetteurs MC-UWB<br />

Principes généraux<br />

OFDM-UWB<br />

Modélisation du canal<br />

Modèles Large Echelle<br />

Modèles Petite Echelle<br />

Récepteurs<br />

Problèmes généraux pour récepteurs UWB<br />

Récepteurs I-UWB<br />

Récepteurs MC-UWB<br />

Coexistence avec d’autres systèmes<br />

Interférences UWB sur systèmes NB<br />

Interférences des systèmes NB sur UWB<br />

Interférences UWB sur UWB<br />

Références<br />

107/ 108


Ultra Wide Band<br />

Références<br />

Références<br />

◮ An introduction to Ultra Wideband communication systems, ed. par J.H.<br />

Reed, Prentice Hall, 2005.<br />

◮ M.-G. di Benedetto, G. Giancola, Understanding Ultra Wide Band Radio<br />

Fundamentals, Prentice Hall, 2006.<br />

◮ M. Ghavami, L. B. Michael, R. Kohno, Ultra Wideband signals and<br />

systems in communication engineering, Wiley and Sons, 2007.<br />

◮ K. Siwiak, D. McKeown, Ultra-wideband radio technology, Wiley and<br />

Sons, 2004.<br />

◮ E. Okon, B. Allen, W. Malik, Ultra Wideband: antennas and propagation<br />

for communications and radar and imaging, Wiley and Sons, 2006.<br />

◮ http://www.wimedia.org<br />

◮ http://www.multibandofdm.org<br />

108/ 108

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