LAD- ja WIBA-energiailmaisumenetelmien suorituskyky BPSK-signaalille

Tiivistelmä. Tässä työssä tutkittiin LAD- ja WIBA-energiailmaisumenetelmien suorituskykyjä BPSK-signaalille erilaisissa tilanteissa. Tilanteita olivat signaalin sijainnin muuttaminen suhteessa WIBA-menetelmän ikkunoihin, sekä ilmaisutodennäköisyyden muuttaminen molemmille menetelmille. Lisäksi saatiin tietoa signaalin leveyden vaikutuksesta sekä LAD- että WIBA-menetelmän suorituskykyyn. Tutkimus tehtiin käyttämällä MatLab-ohjelmaa simuloimalla kohinaista BPSK-signaalia. Tutkimuksen motiivina oli tuottaa molemmista ilmaisumenetelmistä käyttö- ja vertailukelpoista dataa, mitä voidaan hyödyntää jatkotutkimuksessa, sekä tulevaisuudessa tietoliikenneverkostojen luotettavuuden parantamisessa. Tuloksista havaittiin WIBA-ikkunan sijoittelulla olevan pieni, enintään noin 1 dB (SNR-tasossa), ero suorituskyvyissä, kun verrattiin huonointa sijoittelua parhaimpaan mahdolliseen. Simuloimalla myös eri signaalin leveyksillä, pystyttiin toteamaan WIBA-menetelmän olevan tehokkaampi kapeilla kaistanleveyksillä. Erot eivät olleet kuitenkaan kovin suuria, vain muutaman desibelin luokkaa. Ilmaisutodennäköisyyden muuttamista tutkittaessa huomattiin erojen olevan käytännössä olemattomat WIBA-signaalille, johtuen signaalin täydellisestä sijoittelusta näissä simulaatioissa. LAD-menetelmän tapauksessa erot olivat merkittäviä. Väljimmästä ilmaisutodennäköisyydestä tiukimpaan oli eroa SNR-tasossa toistuvasti 11–13 dB, riippuen signaalin kaistanleveydestä. LAD-menetelmässä vaadittu SNR-arvo hyvään (Pd=0.9) ilmaisuun nousi lähes 10 dB, kun signaalin kaistanleveys muuttui 5 %:sta 20 %:iin kokonaiskaistanleveydestä.Performance of LAD and WIBA energy detection methods for BPSK signal. Abstract. In this thesis, the performance of LAD and WIBA energy detection methods for a BPSK modulated signal was studied in different environments. The situations included changing the position of the signal in relation to the WIBA-windows and changing the definition of the detection probability for both methods. Additionally, information about the effect of signal width on the performance of both the LAD and WIBA methods was received. The study was performed using MatLab by simulating a BPSK-signal with noise. The motive of the study was to produce usable and comparable data from both detection methods, which can be utilized in further inspection, as well as be used for improving the reliability of telecommunication networks in the future. From the results, it was found that the effects of moving the signal in relation to the WIBA-windows to be small, at most 1 dB (in SNR-level) difference in performance between the worst- and best-case scenario. By simulating different signal widths, it was found that the WIBA-method performs better at narrower signal widths. The differences were not very large, at most a few decibels. While changing the definition of the detection probability, the effects for WIBA-method were found to be insignificant, due to the perfect window positioning. In the case of the LAD method, the changes were significant. Between the loosest and strictest definitions, the difference in SNR-level was repeatedly between 11–13 dB, depending on the signal bandwidth. In the LAD-method the required SNR value for good detection (Pd=0.9) increased by almost 10 dB when the signal bandwidth was increased from 5 % to 20 % of the total bandwidth