Estimation de canaux sélectifs en fréquence par interpolation pour les systèmes DMT, application aux PLC

Frequency selective channel estimation using interpolation techniques for DMT (discrete multiTone modulation) systems. Application to the power line communications

• Auteur / Autrice : David Buèche
• Direction : Marc Gazalet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Valenciennes

Mots clés

Mots clés contrôlés

DMT (logiciel)

Interpolation (mathématiques)

Modems ADSL

Mots clés libres

Adls

Dmt

Sous-porteuses pilotes

Estimation de canal

Interpolation

Indicateur de performance

Plc

Résumé

Le travail présenté dans cette thèse aborde les communications haut débit sur le réseau électrique appelées PLC (Power Line Communications). Nous proposons l'adaptation d'une modulation multi-porteuse DMT (Discrete MultiTone modulation) au canal PLC après avoir présenté ses particularités. L'estimation de la réponse en fréquence du canal, nécessaire pour l'égalisation fréquentielle ainsi que pour l'allocation binaire, est obtenue à l'aide de sous-porteuses pilotes réparties en peigne et associées à des techniques d'interpolation. Nous montrons qu'une comparaison des différentes techniques –au sens de l'Eqm (Erreur Quadratique Moyenne) minimale- peut être basée sur une décomposition originale de l'erreur d'estimation faisant ressortir l'impact du rapport signal à bruit des pilotes sur le résultat. Afin d'optimiser les techniques d'interpolation -au sens du taux d'erreur binaire minimale- sans pour autant effectuer de nombreuses simulations de longue durée, nous avons établi un indicateur de performances –pour une égalisation fréquentielle non-parfaite- proche de l'Eqm et de détermination aisée. Appliqué au canal PLC, il devient un critère d'optimisation pour la répartition de la puissance sur les pilotes. Les résultats sont validés par des simulations.

The work presented in this thesis deals with high data rate communications over power lines (Power Line Communications). We propose to adapt a multi-carrier modulation DMT (Discrete Multi-Tone) to the power line channel after having introduced its characteristics. The estimation of the channel frequency response, required for the frequency equalisation as well as bit allocation, is performed using pilot sub-carrier in comb pattern combined with interpolation techniques. We show that a comparison of the different techniques – according to the minimal value of the mean square error – could be based on an original separation of the estimation error. This analysis points out the impact of the pilot signal to noise ratio on the comparison result. In order to optimise the interpolation techniques – according to the minimal value of the bit error rate – avoiding to perform numerous time consuming simulations, we have established a performance indicator – for non-perfect frequency equalisation- close to the MSE and easy to compute. Applied to the power line channel, it becomes a criterion for the optimisation of the power pilot distribution. Results are validated by simulations.