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Etude comparative des estimateurs de canal dans les systemes MIMO-CDMA

Posted on:2011-03-16Degree:M.Sc.AType:Thesis
University:Universite du Quebec a Trois-Rivieres (Canada)Candidate:Hou, YifeiFull Text:PDF
GTID:2448390002462132Subject:Engineering
Abstract/Summary:
Contexte. De nos jours, la communication sans fil est largement repandue et le nombre d'utilisateurs augmente sans cesse. Le cout d'operation de ces reseaux, leur consommation d'energie et leur taux d'erreurs (BER) sont cependant des problemes cruciaux pour cette nouvelle technologie emergente.;Dans le but de satisfaire la forte demande en rapidite de transfert et en bande passante, une troisieme generation (3G) a ete developpee [4]. Cette technologie a revolutionne l'Industrie avec un 14.4Mbits par seconde en reception et 5,8Mbits en envoie. Base sur un haut debit de donnee, le reseau 3G a permis le developpement a grande echelle de la telephonie numerique sans fil, des appels video ainsi que la technologie mobile a large bande.;Le terme 4G (quatrieme technologie) sert presentement a decrire la prochaine evolution complete en matiere de technologie sans fil. Le systeme 4G sera en mesure de fournir une solution IP ou la voix, les donnees et du streaming multimedia pourraient etre fournis a l'utilisateur sur un "n 'importe ou, n'importe quand". Il n'y a cependant aucune definition concrete de ce que sera le 4G. Toutefois, on peut deja dire que le 4G sera un systeme ayant completement integre la technologie IP. Le 4G permettra d'atteindre une vitesse entre 100Mbits/sec et 1Gbits/s tant a l'interieur qu'a l'exterieur, et ce, avec une tres haute qualite et securite [3].;Problemes. MIMO-CDMA est une technologie integree qui a principalement ete concue pour le 4G et meme le 5G. Nous continuerons d'utiliser la base "codage-decodage" mais quand nous ferons un travail de transmission nous utiliserons une antenne MIMO pour emettre et recevoir les signaux. Comme pour dans la technologie traditionnelle CDMA, l'estimation des canaux est toujours un element important dans l'ensemble du reseau.;Depuis que le premier systeme numerique commercial (GSM, 2G) a ete lance en Finlande en 1991 [1][2], des ingenieurs ont developpe sans cesse la technologie au niveau de la performance. Depuis ce temps, les technologies sans fil ont passe de la deuxieme generation a la troisieme generation et nous pourrions voir une quatrieme (4G) ainsi qu'une cinquieme generation (5G) prochainement. La technologie sans fil evolue donc tres rapidement. Par exemple, dans un systeme 2G typique, les donnees se transmettent a une vitesse de 56Kbits par secondes alors que dans la technologie GSM, GPRS la vitesse passait a 114 Kbits par seconde. Avec le developpement de la technologie EDGE, une evolution de la rapidite pour GSM, apparue en 2003, il etait desormais possible d'atteindre le 236.8 Kbit/s.;La plupart des recherches et des experiences se sont concentrees sur un seul algorithme ou sur une version amelioree d'un seul. Dans ces cas, nous pouvons seulement voir la performance de cet algorithme. De plus, toutes ces recherches ont ete conduites dans des environnements differents au niveau de l'encodage et des canaux. En d'autres mots, elles n'utilisent generalement pas la meme plateforme. Dans cette situation, nous ne pouvons pas voir la comparaison des differents algorithmes clairement. Nous n'avons donc aucune idee si un algorithme est meilleur qu'un autre. Il est donc tres important de construire une telle plateforme qui mettra les differentes estimations de canaux dans un meme environnement.;Methodologie. Avant de commencer une recherche dans ce domaine, nous avons consulte plusieurs references a la bibliotheque et sur Internet. Nous etudierons les algorithmes d'estimation du canal pour les systemes MIMO. Ensuite, nous appliquerons aux systemes MIMO-CDMA. Apres, nous avons construit une plateforme de simulation. Nous assumons la situation multiutilisateur. La plateforme de simulation devra comprendre une station de base et plusieurs utilisateurs. Pour chaque utilisateur/ station, il y aura plusieurs antennes. Nous devrons aussi considerer le modele du signal pour rendre la situation le plus proche possible de la realite.;Lorsque la plateforme de simulation sera completee, nous etudierons plusieurs algorithmes d'estimation de canaux. Nous tenterons aussi d'integrer ces algorithmes sur la plateforme construite precedemment. Ensuite, nous ferons la simulation de tous ces algorithmes afin d'obtenir des resultats et enfin, nous comparerons les resultats.;Systeme MIMO-CDMA CDMA Dans un systeme radiophonique, il y a deux bases que l'on doit prendre en compte soit la frequence et le temps. Le systeme est divise et une frequence du spectre est alors allouee en tout temps a chaque paire de communicateurs. On appelle cela l'acces multiple par repartition en frequence (ou FDMA en anglais). Les systemes sont divises en temps et chaque pair de communicateurs alloue tout (ou du moins une grande partie) du spectre pour la partie du temps appele multiplexage temporel ou plus couramment Time division multiple access (TDMA) en anglais. En CDMA, tout le spectre sera alloue aux communicateurs en tout temps.
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