Management d'opérateurs communs dans les architectures de terminaux multistandards.

par Malek Naoues

Thèse de doctorat en Télécommunications (STIC)

Sous la direction de Yves Louët et de Adel Ghazel.

Soutenue le 26-11-2013

à Supélec en cotutelle avec l'ECOLE SUPERIEURE DES COMMUNICATIONS DE TUNIS , dans le cadre de École doctorale Mathématiques, télécommunications, informatique, signal, systèmes, électronique (Rennes) .

Le président du jury était Sami Tabbane.

Le jury était composé de Jacques Palicot.

Les rapporteurs étaient Bertrand Granado, Mohamed Abid.


  • Résumé

    Les équipements de communications numériques intègrent de plus en plus de standards. La commutation d’un standard à l’autre doit pouvoir se faire au prix d’un surcoût matériel modéré, ce qui impose l’utilisation de ressources communes dans des instanciations différentes. La plateforme matérielle nécessaire à l’exécution d’une couche physique multistandard est le segment du système présentant le plus de contraintes par rapport à la reconfiguration : réactivité, consommation et occupation de ressources matérielles. Nos travaux se focalisent sur la paramétrisation qui vise une implémentation multistandards efficace. L’objectif de cette technique est d’identifier des traitements communs entre les standards, voire entre blocs de traitement au sein d’un même standard, afin de définir des blocs génériques pouvant être réutilisés facilement. Nous définissons le management d’opérateurs mutualisés (opérateurs communs) et nous étudions leur implémentation en se basant essentiellement sur des évaluations de complexité pour quelques standards utilisant la modulation OFDM. Nous proposons en particulier l’architecture d’un opérateur commun permettant la gestion efficace des ressources matérielles entre les algorithmes FFT et décodage de Viterbi. L’architecture, que nous avons proposé et implémenté sur FPGA, permet d’adapter le nombre d’opérateurs communs alloués à chaque algorithme et donc permet l’accélération des traitements. Les résultats montrent que l’utilisation de cette architecture commune offre des gains en complexité pouvant atteindre 30% dans les configurations testées par rapport à une implémentation classique avec une réduction importante de l’occupation mémoire.

  • Titre traduit

    Management of common operators in the architectures of multi-standard terminals.


  • Résumé

    Today's telecommunication systems require more and more flexibility, and reconfiguration mechanisms are becoming major topics especially when it comes to multistandard designs. In typical hardware designs, the communication standards are implemented separately using dedicated instantiations which are difficult to upgrade for the support of new features. To overcome these issues, we exploit a parameterization approach called the Common Operator (CO) technique that can be considered to build a generic terminal capable of supporting a large range of communication standards. The main principle of the CO technique is to identify common elements based on smaller structures that could be widely reused across signal processing functions. This technique aims at designing a scalable digital signal processing platform based on medium granularity operators, larger than basic logic cells and smaller than signal processing functions. In this thesis, the CO technique is applied to two widely used algorithms in wireless communication systems: Viterbi decoding and Fast Fourier Transform (FFT). Implementing the FFT and Viterbi algorithms in a multistandard context through a common architecture poses significant architectural constraints. Thus, we focus on the design of a flexible processor to manage the COs and take advantage from structural similarities between FFT and Viterbi trellis. A flexible FFT/Viterbi processor was proposed and implemented on FPGA and compared to dedicated hardware implementations. The results show a considerable gain in flexibility. This gain is achieved with no complexity overhead since the complexity if even decreased up to 30% in the considered configurations.


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