Analysis and Design of an Ultra-Wideband Non-coherent Transceiver for UWB Pulse Radio Communications in the Terahertz Band

Abstract

Інтерес до терагерцової (THz) технології пов'язаний з різними додатками, такими як виявлення об'єктів, спектроскопія, безпека та телекомунікації. Однак однією з проблем THz технології є реалізація ефективного зв'язку між передавачем і приймачем. Техніка модуляції, наприклад, мультиплексування з ортогональним поділом частот (OFDM), вже використовується в THz діапазоні. Однак найбільш широко використовуваний метод передачі, а саме передача з амплітудною модуляцією (OOK), створює кілька проблем при виявленні високошвидкісних даних. Насправді, метою роботи є розробка в Matlab Simulink ланцюга передачі на основі детектора енергії, який часто використовується для передачі радіоімпульсів, оскільки програми, орієнтовані на надширокий діапазон, набагато менш складні для реалізації та споживають мало енергії. У зв'язку з цим ми представляємо детектор енергії з модифікацією затримки, який дозволить зразку оптимально вибрати максимальні рівні енергії, що відповідають відправці логічного біта 1 і логічного біта 0. Ми обрали детектор енергії з модуляцією OOK в каналі адитивного білого гаусова шуму (AWGN). Запропонована система має невелику вартість, високу продуктивність і низьке енергоспоживання, тому її можна ефективно використовувати для THz системи.

Interest in terahertz (THz) technology is related to various applications such as object detection, spectroscopy, security, and telecommunications. However, one of the challenges of THz technology is the implementation of effective communication between the transmitter and the receiver. Modulation technique like orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) is already used in the THz band. However, the most widely used transmission method, on-off keying (OOK) scheme, presents several problems in highrate data detection. In fact, the purpose of this work is to design in Matlab Simulink a transmission chain based on the energy detector, frequently used for transmitting radio pulses, since applications focused on the ultra-wide band are much less complex to implement and consume little power. In this regard, we present a delay-modified energy detector that will allow the sample to optimally select the maximum energy levels corresponding to the sending of logical bit 1 and logic bit 0. And we have chosen an energy detector with OOK modulation in the additive white Gaussian noise (AWGN) channel. The proposed system has a low cost, high performance and low power consumption, so it can be effectively used for a THz system.