Étude de nouvelles méthodes de design, d'implémentation, de synchronisation et d’égalisation pour le système de modulation FBMC/OQAM PDF Download
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Author: Youssef Dandach
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 171
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Book Description
Cette thèse a pour principal objectif l'étude d'une modulation multiporteuse alternative à l'OFDM et connue actuellement sous le nom d'OFDM/OffsetQAM, ou encore, en relation avec ses réalisations sous forme de bancs de filtres, par l'acronyme FBMC/OQAM. Une première différence importante entre l'OFDM et cette variante est liée au codage OQAM, qui introduit un décalage temporel entre la partie réelle et imaginaire des symboles de données complexes à transmettre. Cette thèse rappelle les caractéristiques essentielles de la modulation monoporteuse OQAM et étudie ses liens avec la modulation multiporteuse FBMC/OQAM, où chaque sous-porteuse est modulée en OQAM. A la différence de l'OFDM conventionnel, la modulation FBMC/OQAM peut fonctionner sans l'ajout d'un préfixe cyclique (CP), et donc sans perte d'efficacité spectrale, et elle peut fournir également, avec un filtre prototype approprié une forme d'onde bien localisée en temps et fréquence. Nous proposons dans cette thèse une méthode d'optimisation de ce filtre prototype permettant d'assurer un compromis entre ses mesures de localisation en temps et en fréquence tout en assurant sa parfaite orthogonalité. Dans la structure de bancs de filtres modulés du FBMC/OQAM, le fait de séparer partie réelle et imaginaire des données font que dans la réalisation sous forme d'algorithmes rapides, les transformées de Fourier rapides (FFT) doivent fonctionner à une cadence doub le de celle nécessaire à l'OFDM. Dans cette thèse, nous mettons en évidence une propriété du signal FBMC/OQAM qui, tout en préservant la contrainte de causalité, aboutit à une réduction importante, de l'ordre de 2, de la complexité opératoire du modulateur. Pour le système FBMC/OQAM, par rapport à l'OFDM, l'avantage en termes de localisation fréquentielle s'obtient grâce à l'utilisation d'un filtre prototype suffisamment long et au prix d'un recouvrement des signaux multiporteuses générés par le modulateur. Ce recouvrement peut-être pénalisant dans le cas d'une transmission sous forme de paquets courts. Nous proposons une solution, en OQAM et en FBMC/OQAM, à ce problème potentiel avec des mises en œuvre où la longueur de paquets n'excède pas la durée des données utiles, tout en assurant l'orthogonalité parfaite dans des conditions de transmission idéales. Cette thèse traite également de la synchronisation temporelle et fréquentielle du signal FBMC/OQAM lorsque celle-ci peut s'effectuer à partir de données pilotes transmises sous forme de préambule. Les méthodes proposées utilisent des propriétés du signal FBMC/OQAM et se traduisent à la fois par l'obtention de préambules très courts et des estimateurs à faible complexité. Finalement, une famille de méthodes non-coopératives est proposée pour égaliser le signal FBMC/OQAM après transmission dans un canal multi-trajets. L'identification aveugle du canal est traitée dans le domaine fréquentiel en exploitant les statistiques d'ordre deux et/ou quatre.
Author: Youssef Dandach
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 171
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Book Description
Cette thèse a pour principal objectif l'étude d'une modulation multiporteuse alternative à l'OFDM et connue actuellement sous le nom d'OFDM/OffsetQAM, ou encore, en relation avec ses réalisations sous forme de bancs de filtres, par l'acronyme FBMC/OQAM. Une première différence importante entre l'OFDM et cette variante est liée au codage OQAM, qui introduit un décalage temporel entre la partie réelle et imaginaire des symboles de données complexes à transmettre. Cette thèse rappelle les caractéristiques essentielles de la modulation monoporteuse OQAM et étudie ses liens avec la modulation multiporteuse FBMC/OQAM, où chaque sous-porteuse est modulée en OQAM. A la différence de l'OFDM conventionnel, la modulation FBMC/OQAM peut fonctionner sans l'ajout d'un préfixe cyclique (CP), et donc sans perte d'efficacité spectrale, et elle peut fournir également, avec un filtre prototype approprié une forme d'onde bien localisée en temps et fréquence. Nous proposons dans cette thèse une méthode d'optimisation de ce filtre prototype permettant d'assurer un compromis entre ses mesures de localisation en temps et en fréquence tout en assurant sa parfaite orthogonalité. Dans la structure de bancs de filtres modulés du FBMC/OQAM, le fait de séparer partie réelle et imaginaire des données font que dans la réalisation sous forme d'algorithmes rapides, les transformées de Fourier rapides (FFT) doivent fonctionner à une cadence doub le de celle nécessaire à l'OFDM. Dans cette thèse, nous mettons en évidence une propriété du signal FBMC/OQAM qui, tout en préservant la contrainte de causalité, aboutit à une réduction importante, de l'ordre de 2, de la complexité opératoire du modulateur. Pour le système FBMC/OQAM, par rapport à l'OFDM, l'avantage en termes de localisation fréquentielle s'obtient grâce à l'utilisation d'un filtre prototype suffisamment long et au prix d'un recouvrement des signaux multiporteuses générés par le modulateur. Ce recouvrement peut-être pénalisant dans le cas d'une transmission sous forme de paquets courts. Nous proposons une solution, en OQAM et en FBMC/OQAM, à ce problème potentiel avec des mises en œuvre où la longueur de paquets n'excède pas la durée des données utiles, tout en assurant l'orthogonalité parfaite dans des conditions de transmission idéales. Cette thèse traite également de la synchronisation temporelle et fréquentielle du signal FBMC/OQAM lorsque celle-ci peut s'effectuer à partir de données pilotes transmises sous forme de préambule. Les méthodes proposées utilisent des propriétés du signal FBMC/OQAM et se traduisent à la fois par l'obtention de préambules très courts et des estimateurs à faible complexité. Finalement, une famille de méthodes non-coopératives est proposée pour égaliser le signal FBMC/OQAM après transmission dans un canal multi-trajets. L'identification aveugle du canal est traitée dans le domaine fréquentiel en exploitant les statistiques d'ordre deux et/ou quatre.
Author: Rémi Chauvat
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Au cours des vingt dernières années, le débit croissant des communications radiofréquences a imposé la mise en œuvre de techniques d'égalisation de plus en plus complexes. Pour résoudre ce problème, les modulations multi-porteuses ont été massivement employées dans les standards de communications à très haut débit. Un exemple caractéristique de la démocratisation de ces formes d'ondes est l'utilisation de l'OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) sur le lien descendant des réseaux 4G. Toutefois, pour les futurs réseaux 5G, l'émergence prévue des communications M2M (Machine-to-Machine) impose aux formes d'ondes une grande tolérance aux asynchronismes au sein de ces réseaux et ne permet pas l'emploi de l'OFDM qui nécessite une synchronisation stricte en temps et en fréquence. Egalement, l'utilisation efficace du spectre par les techniques de la radio cognitive est incompatible avec l'OFDM en raison de la mauvaise localisation en fréquence de cette forme d'onde.Dans ce contexte, la forme d'onde FBMC-OQAM (Filter Bank Multi-Carrier - Offset Quadrature Amplitude Modulation) est apparue comme une solution potentielle à ces problèmes. Toutefois, l'égalisation des signaux FBMC-OQAM en canal sélectif en fréquence et/ou canal MIMO (Multiple Input Multiple Output) est rendue difficile par la subsistance d'interférences entre les sous-porteuses du schéma FBMC-OQAM. Cette thèse étudie donc l'égalisation de ces liaisons. L'étude de récepteurs WL (Widely Linear) qui permettent la suppression d'interférences, sans diversité d'antenne en réception, au sein des réseaux utilisant des signaux noncirculaires au second ordre (e.g. signaux ASK, GMSK, OQAM) est privilégiée. Cette technique nommée SAIC (Single Antenna Interference Cancellation) et utilisée dans les réseaux GSM pour la suppression d'interférences co-canal est envisagée pour une extension à la suppression des interférences entre porteuses des formes d'ondes FBMC-OQAM. La technologie SAIC, qui a été étendue pour plusieurs antennes en réception (MAIC - Multiple Antenna Interference Cancellation) a l'avantage de sa faible complexité et ne génère pas de propagation d'erreur à faible SNR contrairement aux solutions de suppression successive d'interférences. Une approche progressive est adoptée, depuis l'élaboration du SAIC pour la suppression d'interférences co-canal où nous démontrons l'importance de considérer le caractère cyclostationnaire des signaux OQAM. Basée sur cette constatation, une nouvelle structure de réception utilisant un filtre WL-FRESH (FREquency-SHift) est proposée et ses meilleures performances comparé au récepteur WL standard sont présentées analytiquement et par simulations numériques. L'extension du SAIC pour la suppression d'une interférence décalée en fréquence est ensuite menée et différentes structures de réception sont proposées et analysées en détail. L'aptitude des traitements SAIC utilisant des filtres WL-FRESH à supprimer 2 interférences décalées en fréquence est présentée. Dans le contexte des signaux FBMC-OQAM qui utilisent généralement le filtre de mise en forme PHYDYAS, chaque sous-porteuse est polluée par ses deux sous-porteuses adjacentes. Cependant, pour évaluer les traitements SAIC sans devoir prendre en compte la contribution des sous-porteuses voisines à ces sous-porteuses adjacentes, un filtre doit précéder le traitement de réception. Pour cette raison, l'analyse de l'impact d'un filtre de réception sur les performances des traitements SAIC proposés est effectuée et les conditions sur la bande passante du filtre nécessaires pour justifier l'intérêt d'un traitement SAIC par filtrage WL sont présentées. Dans un dernier temps, une approche alternative d'égalisation des signaux FBMC-OQAM est présentée. Elle consiste à démoduler conjointement les sous-porteuses interférentes après filtrage. Cette technique est abordée dans le contexte de liaisons MIMO Alamouti FBMC-OQAM.
