Design of blocks for an ultra wideband transceiver
Ultra genişband alıcı-verici blok tasarımları
- Tez No: 270480
- Danışmanlar: PROF. GÜNHAN DÜNDAR, YRD. DOÇ. MUTLU KOCA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 153
Özet
Ultra genişband (UGB) kısa mesafe yüksek veri hızı ve uzun mesafe düşük veri hızı iletişim şekilleri için en güçlü teknolojilerden bir tanesidir. Kablosuz kişisel alan ağları bu ilk gruba dahil edilebilirken kablosuz algılayıcı ağları ise ikinci grup içerisinde bulunur. UGB sadece devreyi ucuza gerçekleştirebilme, hassas mesafe ölçümü, vb. avantajlara ve bunların getirdiği çeşitli potansiyel uygulama alanlarına sahip olmayıp yanında kendine has çeşitli zorluklara da sahiptir. Bu nedenle, literatürde bu avantajların bir kısmını kullanan ve UGB teknolojisinin sorun ve zorluklarına çeşitli devre ve uygulamalarla çözüm bulmaya çalışan birçok makaleye rastlanılabilir.Bu yüksek lisans tezinin amacı yüksek veri hızlarında çalışabilen bir UGB alıcı-verici devresi tasarlamaktır. Verici kısmı bu tezin ana tasarım amacını oluştururken alıcı kısmı proje takımının ortak çalışması sonucunda tasarlanmıştır. Düşük güç tüketen ve yüksek hızlı veri transferi gerçekleştirebilen bir verici devresinin tasarlanması ise bu tezin üzerinde asıl olarak odaklandığı konudur. Çeşitli alıcı-verici yapıları, kipleme teknikleri, iletişim biçimleri, darbe şekilleri ve devreler performans, spektral karakteristikler, donanım karmaşıklıkları ve veri hızlarına göre incelenmişlerdir. Bu inceleme sonucunda enerji saptamalı bir uyumsuz dürtü radyo UGB sistemi seçilmiştir. Bu sistemin blokları öncelikle bir donanım tanımlama dili ile gerçeklenmiştir. Yapılan benzeşimlerden sonra iki farklı darbe üreteci detaylı olarak incelenip karşılaştırılmıştır. Bu yapılanlar sonucunda veri hızı 1 Gb/s'ye kadar çıkabilen ve nispeten düşük güç tüketen yeni bir darbe üreteci tasarlanmıştır.Alıcı ve verici blokların benzeşimleri aynı zamanlarda yapılmıştır. Bu sayede, alıcı benzeşim sonuçlarına göre verici kısmında, verici benzeşim sonuçlarına göre ise alıcı kısmında düzeltmeler yapma imkânı olmuştur. Tüm bunlara ek olarak, köşe durumu benzeşim sonuçları da özellikle darbe üreteci için olmakla birlikte bütün sistemin tasarlanması esnasında dikkate alınmıştır. Literatürde bulunan çalışmaların birçoğu köşe durumu benzeşimlerinin dikkate alındığına dair bilgi içermemektedir. Buradan yola çıkarak bu çalışmalarda verilen devrelerin bir kısmının üretim esnasında devrelerde ortaya çıkan değişimlerin oluşturacağı problemlere karşı koyamayacağı söylenebilir.Alıcı-verici devresi tasarım sürecinin en son bölümünde ise United Microelectronics firmasının 130 nanometre bütünleyici metal oksit yarıiletken teknolojisi kullanılarak bütün devrelerin serimi çizilmiştir.
Özet (Çeviri)
Ultra wideband (UWB) is one of the strongest technologies for short-range high data rate and longer range low data rate communications. Wireless personal area networks are one example of the first group while wireless sensor networks are considered as one of the second. UWB has not only various advantages and potentials such as low cost circuitry, precise ranging capability, etc. but also has its own challenges. Thus, in the literature, there is a lot of work which uses some of these advantages and tries to find solutions for the challenges and problems with different circuit architectures.The goal of this dissertation is to design a high data rate UWB transceiver. Designing a high data rate low power transmitter was the main focus of this thesis during this design process while the design of the receiver part was accomplished by project team. Various transceiver structures, modulation techniques, communication approaches, pulse shapes and circuits are reviewed in terms of performances, spectral characteristics, hardware complexities, and data rates. At the end of this review, an energy detection non-coherent impulse radio (IR) UWB system is chosen. Blocks of this system are initially realized using a hardware description language. After simulations of the system two different pulse generator topologies are examined in detail and compared. Consequently, a new one is designed which has a data rate up to 1 Gbps and respectively consumes relatively low power.Simulations of the transmitter and the receiver are performed simultaneously. Thus, some adjustments can be done on the transmitter according to the simulation results of the receiver or vice versa. Besides, corner simulations are taken into consideration during design period of the pulse generator. In the literature, many of the studies do not include corner case simulations hence, it can be said that most of the circuits proposed in these papers cannot endure the problems formed as a result of the variations arise during manufacturing process.In the last phase of the transceiver design process, layouts of all circuits are drawn with UMC?s 130 nm complementary metal oxide semiconductor (CMOS) technology.
Benzer Tezler
- Impulse radio ultra-wideband transceiver design
Darbe tabanlı radyo ultra genişbant verici-alıcı tasarımı
MERVE ALBAYRAK
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNHAN DÜNDAR
- Robust ultra-wideband transceiver integrated circuit design
Gürbüz ultra-genişbant entegre devre tasarımı
OKAN ZAFER BATUR
Doktora
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNHAN DÜNDAR
DOÇ. DR. MUTLU KOCA
- New possibilities in the design of CMOS frequency agile filters
Frekans atik süzgeçlerin tasarımında yeni olanaklar
ERSİN ALAYBEYOĞLU
Doktora
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HULUSİ HAKAN KUNTMAN
- UWB sige low noise amplifier design
Ultra geniş bantlı silisyum-germanyum düşük gürültülü kuvvetlendirici tasarımı
MURAT KINALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN PALAMUTÇUOĞLU
- An ultra low-power IR-UWB transmitter in 130nm CMOS with digitally controlled pulse generator
Başlık çevirisi yok
AHMED JALAL HAMAD ALSHUWAYHIDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Bilgi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OKAN ZAFER BATUR