détection multi-utilisateurs pour un réseau de modems sous-marins discrets
DESCRIPTION
Détection multi-utilisateurs pour un réseau de modems sous-marins discrets. Karim Ouertani Département Signal et Communications. Séminaire des doctorants de TELECOM Bretagne. Cadre de la thèse. Réseau de modems sous-marins Gestion de plusieurs utilisateurs Canal sous-marin Discrétion - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Détection multi-utilisateurs pour un réseau de modems sous-
marins discrets
Karim Ouertani
Département Signal et Communications
Séminaire des doctorants de TELECOM Bretagne
Page 2 Karim Ouertani
Cadre de la thèse
Réseau de modems sous-marins - Gestion de plusieurs utilisateurs- Canal sous-marin
Discrétion - Étalement de spectre
Récepteurs CDMA- Combinaison des trajets - Estimation de canal
Page 3 Karim Ouertani
Plan
Modèle de l’émetteur
Récepteur RAKE
Estimation de canal
Performances du système
Codage canal
Lagrange-RAKE
Conclusion et Perspectives
Page 4 Karim Ouertani
Modèle de l’émetteur
Canal Multi-trajets
Utilisateur 1
Page 5 Karim Ouertani
Format de la trame de données & quelques paramètres système
Slot #1 Slot #2 Slot #10
Voie I
Tt=10 s 38400 chips 10 Slots
Voie Q
TSlot=1 s 3840 chips 15 bits
Slot #1 Slot #2 Slot #10
Tchip= 0.2604 ms
Débit chip= 3.84 kchips/s
Ttrame= 10 s
Nt = 38400 chips/trame
N_ech = 4 ech./chip
Fp= 12 kHz
Fd= (Vm/c).Fp ( c=1500m.s-1)
SF Bits/Slot Bits/trame Tbits(ms)
256 15 150 66.7
128 30 300 33.3
64 60 600 16.6
Page 6 Karim Ouertani
Récepteur RAKE
Retard total estimé
Signature complexe (Walsh*scrambling)
Variable de décision
Coeff. Complexes estimés
dtiTstt lkk
Tsi
iTslk
i
lk srylk
lk
)ˆ()( ,
*)1(
,
)(
,
,
,
Page 7 Karim Ouertani
Rôle du récepteur • Déterminer le début de la trame.• Estimer les coefficients et les retards du canal.• Démoduler les symboles de données.
Estimation du symbole transmis :
Récepteur RAKE
*)(
,1
)(
,
)( ˆsgnˆ cyi
lk
L
l
i
lk
ikb
Page 8 Karim Ouertani
Récepteur RAKE
r Banc
de Tm F.A.
Sur la voie Q
Sélectiondes
trajetsTm
L
L
)ˆ( l
)( ][ kQy Estimation des
coefficients
)ˆ( lc
)ˆ( l )ˆ( lc)( ][Iy
Estimateur
RAKE Voie I
TmTm opérations de corrélations sont effectuées pour sélectionner les 6 meilleurs trajets
Chip 0 Chip 1 Chip 2 Chip SF-1
MRC 0,mrcy
Page 9 Karim Ouertani
Performance du récepteur RAKE
0 1000 2000 3000 4000 5000
0
50
100
150
200
250
300
Samples (4 per chip)
Am
pli
tud
e
Signal reçu
Page 10 Karim Ouertani
Performance du récepteur RAKE
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
x 104
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10File : Cdma-L256-Station-N2-Tr.bin, 5 Frames
Synchronisation trame par corrélation
Sur la voie pilote Q
Dérive des trajets de propagation
Page 11 Karim Ouertani
Performance du récepteur RAKE
-30 -25 -20 -15 -10 -510
-3
10-2
10-1
100
SNR
BE
R
RAKE K=5RAKE K=3RAKE K=1
-1 -0.5 0 0.5 1-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
Constellation en sortie du récepteur
Page 12 Karim Ouertani
Codage canal: code BCH (16 11)
Codes choisis : codes en bloc
Codes testés : codes BCH et codes LDPC • BCH (16 11), BCH (63 45), BCH (127 106), LDPC(144 96), LDPC(72 48)
Code retenu : le BCH (16 11) • Décodeur simple et pas très coûteux
• Performance à moins de 1 dB des meilleurs codes testés • Pouvoir de correction suffisant pour répondre aux
contraintes du système
Page 13 Karim Ouertani
Codage canal: code BCH (16 11)
Simulation d’un récepteur RAKE avec codage canal sur la
chaîne complète : - Chaîne complète :
– Étalement de spectre– Canal acoustique synthétique (Modèle de Jakes)– Récepteur RAKE avec estimation de canal et codage
canal
3 Scénarios de simulations :
– S1 : les 3 utilisateurs émettent tout le temps– S2 : U1 émet tout le temps, U2 : 40% et U3 20%.– S3 : U1 émet tout le temps, U2 : 30% et U3 20%.
Estimation du TEB de l’utilisateur 1.
Page 14 Karim Ouertani
Codage canal: code BCH (16 11)
SuperTrame = 1500 bits
300 449 599 749 900 1199 1499Utilisateur 1
Utilisateur 2
Utilisateur 3
(S2)
(S2)
(S3)
(S3)
3 Scénarios de simulations : – S1 : les 3 utilisateurs émettent pendant toute la durée de
simulation.– S2 : U1 émet tout le temps, U2 : 40% et U3 20%.– S3 : U1 émet tout le temps, U2 : 30% et U3 20%.
Page 15 Karim Ouertani
Codage canal: code BCH (16 11)
chaîne complète avec codage
-18 -16 -14 -12 -10 -810
-5
10-4
10-3
10-2
10-1
SNR (dB)
BE
RRAKE k=3 Codage BCH (16,11)
RAKE sans codage - S1
RAKE sans codage - S2
RAKE sans codage - S3
RAKE sans codage - 1 user
RAKE avec codage - S1
RAKE avec codage - S2
RAKE avec codage - S3
Sans codageAvec codage
Page 16 Karim Ouertani
Lagrange-RAKE
Interpolation de la valeur du chip par un filtre de Lagrange de 3ème ordre.
Chip 0 Chip 1 Chip 2Chip SF-1
MRC 0,mrcy
Page 17 Karim Ouertani
Lagrange-RAKE
Pour p=0, 1, …,Ns
d : fractional delay, =
N Lagrange’s filter order, N=3
,
1
02
0
)().(
)(
1)(~
N
kN
k
knrkh
kh
dnr
N
kd kp
kdph
0
)(
4T c
Page 18 Karim Ouertani
Lagrange-RAKE
-30 -25 -20 -15 -10 -510
-5
10-4
10-3
10-2
10-1
100
SNR
BE
R
RAKE K=3Lagrange-RAKE K=3RAKE KC K=3Lagrange-RAKE KC K=3
Page 19 Karim Ouertani
Conclusion et Perspectives
Différentes techniques d’interpolation : essentiellement les filtres de Farrow.
Techniques Itératives d’estimation du canal et de démodulation des symboles.
Performances des systèmes MIMO et SIMO.
Page 20 Karim Ouertani
Merci de votre attention
Merci de votre attention