Etude, optimisation et implantation de systèmes MC-CDMA sur architectures hétérogènes

Study, otpimization and implementation of MC-CDMA (multi-Carrier Code Division Multiple Acces) systems on heterogeneous architectures

• Auteur / Autrice : Sébastien Le Nours
• Direction : Jacques Citerne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Rennes, INSA

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traitement du signal

Systèmes électroniques

Télécommunications

Spectroscopie

Communications par étalement du spectre

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. Les travaux de recherche présentés dans cette thèse ont pour buts l'étude et la mise en œuvre pratique de systèmes de communications utilisant cette technique innovante. Notre travail a par ailleurs porté sur la définition et l'optimisation des méthodes de conception de tels systèmes vers des cibles architecturales hétérogènes. Après une présentation générale du contexte applicatif et des principes afférents aux systèmes MC-CDMA, un dimensionnement précis d'un tel système est présenté. Sa complexité et son intégration au sein d'une plate-forme de prototypage associant des composants DSP et FPGA sont analysées. Afin de proposer une démarche de conception efficace, nous envisageons l'application des méthodologies MCSE et AAA pour le développement du système MC-CDMA étudié. Une généralisation de l'approche AAA au cas des architectures hétérogènes est alors proposée. L'intérêt de ces méthodes pour l'optimisation de systèmes de transmissions reposant sur la technique MC-CDMA est ainsi démontrée.

Modern communication networks are now confronted with increasing needs in terms of data rates and mobility. The development of the fourth generation 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 thesis deals with the study and the implementation of MC-CDMA communication systems. It also considers the definition and the optimization of appropriate design methods on heterogeneous architectures. Following a general description of the context and of MC-CDMA related principles, a well-proportioned system is presented. Implementation complexity on a mixed DSP-FPGA prototyping board is then analysed. MCSE and AAA codesign methodologies are then considered for MC-CDMA system design. A generalization of the AAA methodology to heterogeneous architectures is proposed. The great interest of these methodologies for MC-CDMA systems optimization is then demonstrated.