Analisi ed implementazione di un modello di canale wireless con applicazioni in ambito DAB

Il presente elaborato di laurea si sviluppa a partire dall’esperienza maturata durante lo stage trascorso presso la sede di Arzano della STMicroelectronics, riguardante la modellizzazione di canale per un sistema Digital Audio Broadcasting (DAB) terrestre, operante in modalità Single Frequency Network (SFN). Sulla base delle tematiche sviluppate durante lo stage, in questo elaborato si presenta l’analisi e l’implementazione in MATLAB di un modello di canale wireless con applicazioni in ambito DAB.
L’elaborato di tesi è articolato come segue.
Dopo una descrizione generale del lavoro sviluppata in questa introduzione, nel secondo capitolo viene fornita la descrizione ad alto livello del sistema DAB, presentando le caratteristiche tecniche del sistema ed evidenziandone i principali aspetti innovativi.
Nel terzo capitolo è presentata un’analisi teorica del canale wireless, introducendo dapprima le nozioni basilari (propagazione per cammini multipli, effetto Doppler), per poi passare alla caratterizzazione dei canali selettivi in frequenza e nel tempo. In tale sezione si introdurranno in grande dettaglio un insieme di funzioni e parametri che descrivono completamente il comportamento di tali canali di comunicazione.
Tale capitolo risulta dunque propedeutico per la descrizione del modello COST 207 sviluppata nel Capitolo 4, modello che è risultato essere, a valle di una accurata ricerca nella letteratura scientifica, il più adatto per la descrizione del canale nell’applicazione considerata. Infatti, tale modello presenta la peculiare caratteristica di essere adattabile alla zona in esame e, congiuntamente all’utilizzo del principio di sovrapposizione degli effetti, risulta essere perfettamente idoneo alla descrizione di una rete SFN. Evidentemente il comportamento di un canale deve essere completato introducendo un modello per la path loss e lo shadowing, ed infatti a conclusione del quarto capitolo saranno brevemente descritti tali fenomeni e la loro caratterizzazione nel caso DAB.
Il quinto capitolo descrive in dettaglio il simulatore MATLAB sviluppato, fornendo dapprima gli strumenti che permettono di passare dal modello teorico COST 207 alla sua implementazione. Successivamente si presenterà il cuore del simulatore sviluppato secondo due distinte modalità, equivalenti dal punto di vista del risultato, ma caratterizzate da diversi algoritmi per la valutazione del segnale di uscita. Tale sezione è caratterizzata da una notevole attenzione allo studio delle prestazioni per garantire tempi di elaborazione quanto più possibile brevi. Infine, si presenterà l’editor di topologie sviluppato appositamente per la simulazione DAB-T in SFN in accordo con i documenti di standard. Si è preferito dividere la descrizione del simulatore dalla descrizione dei risultati di simulazione (Capitolo 6) in quanto il quinto capitolo risulta essere sufficientemente articolato.
Per quanto riguarda il sesto capitolo, come detto, saranno presentati i risultati di simulazione che comprendono inizialmente una parte relativa alla identificazione del canale, necessaria per garantire la corretta corrispondenza tra simulatore e modello teorico. Successivamente sarà presentato e discusso il confronto tra i segnali di uscita ottenuti mediante i due diversi algoritmi sviluppati. Si passa quindi ai risultati relativi alle simulazioni su segnale DAB, ottenuti con l’aiuto del gruppo DBR (Digital Broadcasting Radio) della STMicroelectronics.