Prototypage de systèmes Haut Débit combinant Étalement de spectre, Multi-porteuses et Multi-antennes

par Arnaud Massiani

Thèse de doctorat en Électronique

Sous la direction de Jean-François Hélard.

Soutenue en 2005

à Rennes, INSA .

  • Titre traduit

    Prototyping of high-rate systems based on the combination of multi-carrier modulations, spread spectrum technique and multiple antennas modulations.


  • Résumé

    Afin de répondre aux besoins permanents de mobilité et de débit, l'émergence de la future quatrième génération de systèmes de radiocommunications repose autant sur le développement de nouvelles techniques de transmissions que sur la mise au point d'architectures matérielles performantes. Dans la recherche de modulations adaptées pour la couche physique de ces futurs réseaux, une approche pertinente repose sur la technique MC-CDMA, associant les techniques de modulations à porteuses multiples et l'étalement de spectre. L'extension de cette technique mono-antenne aux systèmes alliant un réseau d'antennes à l'émission et à la réception ou MIMO, est également très séduisante. Les techniques MIMO réalisées par des modulations codées en blocs ou en treillis offrent un regain de débit ou de robustesse. Ainsi, la combinaison de la technique MC-CDMA avec des techniques MIMO offre un panel de solutions répondant aux contraintes de mobilité et de débit. Les travaux de recherche présentés dans cette thèse ont pour buts l'étude et la mise en oeuvre pratique de systèmes de communications utilisant ces techniques innovantes. Notre travail a par ailleurs porté sur la définition et l'optimisation des méthodes de conception de tels systèmes vers des cibles architecturales hétérogènes. Ce travail fait partie intégrante du projet européen MATRICE et du projet région Bretagne PALMYRE. Après une présentation générale du contexte applicatif et des principes afférents aux systèmes MC-CDMA et aux techniques MIMO, une étude de la complexité et de l'intégration au sein d'une plate-forme de prototypage associant des composants DSP et FPGA est réalisée. Afin de proposer une démarche de conception efficace, nous envisageons l'application de la méthodologie MCSE pour le développement des systèmes étudiés. Ainsi, son flot complet de conception sera détaillé. L'intérêt de cette méthode pour l'optimisation de systèmes de transmissions reposant sur les techniques MC-CDMA et MIMO est ainsi démontré.


  • Résumé

    Modern communication networks are now confronted with increasing needs in terms of data rates and mobility. The fourth generation developments relies on both new transmission techniques and on improved hardware architectures. The so-called MC-CDMA modulation scheme has recently emerged as one of the most promising technique for future networks physical layer. This modulation scheme combines multi-carrier modulations and spread spectrum technique. The emergence of MIMO techniques provides more data rate or more robustness. The combination of both techniques assumed to be a good compromise in order to meet wide mobility and high data rates constraints. This thesis deals with the study and the implementation of MC-CDMA communication systems and of MC-CDMA combined with MIMO systems. It also considers the definition and the optimization of appropriate design methods on heterogeneous architectures. This work has been done for European MATRICE project and for the Brittany area PALMYRE project. Following a general description of the context and of MC-CDMA, MIMO related principles, a well-proportioned system is presented. Implementation complexity on a mixed DSP-FPGA prototyping board is then analyzed for both systems. MCSE codesign methodology is then considered for MC-CDMA system and MIMO-MC-CDMA system design. The complete design flow is then detailed for both systems. The great interest of these methodologies for such systems optimization is then demonstrated.

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Informations

  • Détails : 266 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 248-255 p.(164 réf.).index

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  • Cote : THE MAS
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