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Análisis del desempeño de redes de banda ultra ancha basadas en espectro esparcido por saltos en tiempo (TH-UWB) con receptor detector de energía (ED)
Performance analysis of time hopping spread spectrum ultra wideband networks (TH-UWB) with energy detection (ED) receivers
Paúl Medina Castro
José Rosario Gallardo López
JAIME SANCHEZ GARCIA
Acceso Abierto
Atribución
Algoritmos genéticos,Acceso múltiple por división de frecuencia,Sistemas de comunicaciones,Servicio de distribución local multipunto,Banda ancha,FDMA,LMDS,TDMA
En este trabajo tenemos particular interés por las tecnologías de radio de corto alcance, baja tasa de datos y bajo consumo de energía, además de complejidad y costo reducidos. Dentro de la IEEE, el grupo de trabajo 802.15.4 es el dedicado a la estandarización de este tipo de redes. Este grupo de trabajo publicó en el 2007 las especificaciones IEEE 802.15.4a,  las cuáles añaden una capa física basada en transmisiones impulsivas (TH-UWB), que comparada con las capas físicas previas agrega tasas de transmisión más altas, reduce el consumo de energía, y tiene capacidades de estimación de distancia entre los nodos. Nuestro principal interés en este estándar es porque permite el uso de un esquema de recepción muy simple basado en la detección de energía (ED) que permite reducir en gran medida el consumo de energía y el costo de los dispositivos.  Las principales contribuciones de este trabajo son la evaluación del desempeño de la tasa de error de bit (BER) de este tipo de enlaces, así como también la evaluación de la efectividad del sensado de canal (CCA) basado en detección de símbolos de preámbulo para evitar el traslape de las tramas. En ambas evaluaciones se ha considerado el uso del receptor ED. Los resultados presentados son obtenidos mediante simulación en computadora y además son respaldados mediantes cálculos matemáticos.  En trabajos previos se ha mostrado que, para el escenario de un solo usuario, el receptor ED tiene un desempeño del BER satisfactorio, desafortunadamente estos trabajos también muestran que el receptor ED es altamente susceptible a la interferencia multiusuario cuando no se usa ningún sensado de canal, el cual convierte el mecanismo de acceso CSMA-CA en ALOHA. Una de las principales conclusiones de este trabajo es que el sensado de canal basado en detección de símbolos de preámbulo es efectivo para evitar el traslape de las tramas permitiendo el uso del acceso CSMA-CA sin introducir modificaciones en la electrónica del receptor.   
We are interested in short range, low data rate, low power and low cost wireless communications. The IEEE 802.15.4 working group is the responsible to standardize this kind of communications. In September 2007 the IEEE 802.15.4a working group launched a physical layer standard based on Time Hopping Ultra Wideband (TH-UWB), which compared with the previous physical layers increases the data rates, reduces the energy consumption and adds mechanisms for ranging. Our main interest in this standard is because it allows the use of a very simple non-coherent reception scheme based on energy detection (ED) that makes possible a real low-cost communication. The main contributions of this work are the evaluation of the bit error rate (BER) performance of this kind of transmissions, as well as the effectiveness of the preamblebased clear channel assessment (CCA) in the frame overlap avoidance. In both evaluations the ED receiver has been considered. The presented results have been obtained through computer simulations, and they have also been supported with mathematical analysis.  For a single user scenario, previous works have shown an acceptable BER performance of the ED reception of TH-UWB signals. Unfortunately they have also shown that the system is very sensitive to the multiuser interference under no channel sensing, which turns the original CSMA-CA access mechanism into ALOHA. One of the main conclusions of this dissertation is that the preamble-based clear channel assessment is effective in the avoidance of the frame overlap, allowing the use of the CSMA-CA access without any modification on the electronic components.   
CICESE
2011
Tesis de doctorado
Español
Medina Castro,P. 2011. Análisis del desempeño de redes de banda ultra ancha basadas en espectro esparcido por saltos en tiempo (TH-UWB) con receptor detector de energía (ED). Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 172 pp.
TECNOLOGÍA DE LAS TELECOMUNICACIONES
Aparece en las colecciones: Tesis - Electrónica y Telecomunicaciones

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