controle tp

Prof. S. El Hassani (www.ensaj.ac.ma) Cycle Ingnieur T&R 2015-2016

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Contrle de TP

Communications sans fil avances

Ce travail est raliser par binmes.

Il est demand de raliser les exercices affects votre binme sous matlab et de rdiger un

rapport dcrivant les tapes de la ralisation du simulateur et les rsultats obtenus. Les choix

des paramtres ainsi que les dmarches suivies doivent tre comments et justifis. Attacher

galement les fichiers matlab de ralisation de la simulation.

Les parties du code matlab doivent tre intgralement prsentes et, au cas o des fonctions

externes sont utilises, celles-l doivent tre galement prsentes, commentes et justifies.

Les codes et/ou rapports copis ne seront pas tolrs.

Les rapports sont rendre au plus tard samedi 02/01/2016 midi.

Ce travail devra ensuite tre prsent en prsentiel. Un ou plusieurs des trois exercices

dsigns par lenseignant seront brivement prsents pendant 5~10 min ; ils doivent donc tre tous prpars. Les prsentations auront lieu lundi 04/01/2016 selon le planning suivant :

Exercice

OFDM

Exercice

CDMA

Exercice

MIMO

Heure de

passage

Binme 1 1 1 1 13h30

Binme 2 1 1 2 13h45

Binme 3 2 2 3 14h00

Binme 4 2 2 4 14h15

Binme 5 3 3 1 14h30

Binme 6 3 3 2 14h45

Binme 7 1 3 3 15h00

Binme 8 1 3 4 15h15

Binme 9 2 1 1 15h30

Binme 10 2 1 2 15h45

Binme 11 3 2 3 16h00

Binme 12 3 2 4 16h15

Binme 13 1 2 1 16h30

Binme 14 1 2 2 16h45

Binme 15 2 3 3 17h00

Binme 16 3 1 4 17h15


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Partie OFDM :

Considrons un systme OFDM de 64 sous-porteuses (de 1 64) et dont lintervalle de garde dure 4 symboles. Le canal est vanouissant en blocs de profil exponentiel (Model2 du TP)

avec 3 trajets.

Exercice 1

Les symboles lentre du modulateur OFDM sont des symboles BPSK.

- Simuler la transmission dun bloc de 20 symboles OFDM. Il est possible de reprendre le code simul en classe en modifiant les paramtres ncessaires. Noter quil faut simuler la transmission (Tx et Rx) en supposant que le canal est connu au rcepteur : galisation ZF.

- Insrer des symboles pilotes sur les 4 sous-porteuses numros (8, 24, 40, 56) fixes et utiliser lestimation pour galiser dans le domaine frquentiel. dcrire notamment le code permettant deffectuer cette insertion.

Indice : aprs dfinition et insertion des pilotes dans une matrice vide, il est possible dinsrer les donnes soit en remplissant les lignes successivement, ou en cherchant les positions des

lignes non nulles avec la fonction find() applique aux lignes (donc en cherchant par exemple

dans les sommes nulles des lignes).

- Estimer le canal sur ces sous-porteuses et utiliser cette estimation pour galiser le signal.

Dcrire notamment le code permettant destimer le canal.

Exercice 2

Les symboles lentre du modulateur OFDM sont des 16-QAM. - Simuler la transmission dun bloc de 20 symboles OFDM. Il est possible de reprendre le

code simul en classe en modifiant les paramtres ncessaires. Noter quil faut simuler la transmission en supposant que le canal est connu au rcepteur : galisation ZF.

- Dfinir le rapport PAPR. Simuler le calcul du rapport PAPR la sortie de lmetteur. Dcrire notamment le code servant ce calcul.

- Simuler un dfaut de lamplificateur la sortie de lmetteur OFDM avec une constellation 16-QAM. La caractristique de lamplificateur est simplifie : lorsque les symboles sont de norme infrieure ou gale la moyenne de la constellation, ils ne sont

pas dforms, lorsquils ont une norme suprieure cette moyenne, leur norme est rduite dun tiers. Dcrire notamment le code servant ce calcul.

- Avec ce dfaut, combien perd-t-on en dB un taux derreur de 10-2 ?

Exercice 3

Les symboles lentre du modulateur OFDM sont des symboles BPSK. Le contexte est multi-utilisateurs uplink avec 2 utilisateurs.

- Simuler la transmission dun bloc de 20 symboles OFDM sans insertion de pilotes. On suppose que chacun des deux utilisateurs utilise la moiti des sous-porteuses. Il est

possible de reprendre le code simul en classe en modifiant les paramtres ncessaires.

- Transformer le code prcdent pour simuler un systme SC-FDE pour les deux utilisateurs.

- Comparer les performances en termes de taux derreur entre lOFDM et le SC-FDE. Quelle diffrence a-t-on ?


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Partie CDMA

Exercice 1

- Simuler une transmission multi-utilisateurs en uplink (10 utilisateurs) utilisant chacun un code de Hadamard avec un facteur dtalement de 16. Le canal est AWGN de mme SNR. Dcrire notamment la partie du code servant sparer les donnes des utilisateurs

la rception.

- Simuler le cas o les donnes de deux utilisateurs sont dcales la rception de 3 et 6 chips respectivement. Fonction utile : circshift(). Observer limpact sur le taux derreurs pour ces utilisateurs et pour le reste des utilisateurs.

Exercice 2

Considrons un systme CDMA dun seul utilisateur sur un canal vanouissant de 3 trajets.

Le but est de simuler un rcepteur Rake. Pour cela :

- Considrer un systme mono-utilisateur en downlink avec un canal vanouissant sur

4 trajets.

Corrler le signal de lutilisateur en downlink avec le code, puis avec le code dcal

dun seul chip, puis de deux chips, puis de 3 chips.

- Le canal est suppos connu au rcepteur. Combiner les signaux corrls selon un

critre MRC.

- Dtecter le signal et calculer le taux derreurs.

- Comparer le rsultat avec le cas o le rcepteur Rake nest pas utilis (considrer

uniquement le premier trajet).

Exercice 3

- Soit un systme CDMA multi-utilisateurs sur un canal AWGN avec un facteur

dtalement 64. Nous commenons par le cas de 2 utilisateurs. Les codes dtalement sont

des squences pseudo-alatoires.

- Simuler la transmission en downlink des signaux de ces deux utilisateurs.

- A laide dune boucle sur le nombre dutilisateurs, simuler un nombre croissant

dutilisateurs (de 2 70 par pas de 5) et comparer les performances du systme en termes

de taux derreur binaire (ou symbole) en fonction du nombre dutilisateurs. Simuler

lvolution du taux derreurs en fonction du nombre d'utilisateurs en utilisant la mthode

de Monte Carlo.


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Partie MIMO

Exercice 1

Simuler la transmission dun paquet de 20 symboles QPSK travers un canal MIMO

AWGN vanouissant de matrice H=[6 1 ;3 0;5 2] ; en utilisant la technique de beamforming

sur la direction du canal la plus forte. Dcrire notamment la partie du code vous permettant

de former le vecteur mis et celle permettant destimer le symbole la rception. Evaluer les

performances d'une telle transmission avec la mthode de Monte-Carlo.

Exercice 2

Simuler la transmission dun paquet de 20 symboles QPSK travers un canal MIMO

AWGN vanouissant de matrice H=[6 1 0 ;0 5 3 ;3 4 2] ; , en utilisant la technique de

beamforming sur la direction du canal la plus forte. Dcrire notamment la partie du code

permettant de former le vecteur mis et celle permettant destimer le symbole la rception.

Evaluer les performances d'une telle transmission avec la mthode de Monte-Carlo.

Exercice 3

Simuler une transmission sur un canal MIMO de matrice H=[6 1 0 ;0 5 3 ;3 4 2] ; . Le canal

introduit galement un bruit AWGN au rcepteur pour des blocs de taille 18 symboles BPSK

en utilisant un rcepteur ZF/VBLAST. Dcrire notamment le code permettant de calculer le

vecteur mis, le vecteur reu et sa dtection itrative. Evaluer les performances d'une telle

transmission avec la mthode de Monte-Carlo.

Exercice 4

Simuler une transmission sur un canal MIMO de matrice H=[6 1 0 ;0 5 3 ;3 4 2] ; . Le canal

introduit galement un bruit AWGN au rcepteur pour des blocs de taille 18 symboles BPSK

en utilisant un multiplexage spatial sur les directions propres du canal (dcomposition svd).

Dcrire notamment le code permettant de calculer le vecteur mis et le vecteur reu. Evaluer

les performances d'une telle transmission avec la mthode de Monte-Carlo. Fonctions utiles :

svd() ; diag()

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