Etude des performances des systèmes multiporteuses en communication numérique

Abstract

La technique de modulation en multiporteuses, permet à un débit très élevé, de lutter contre les canaux sélectifs en fréquence, d'éliminer l'interférence entre symboles et d'utiliser efficacement le spectre disponible. Cette technique est présente dans presque tous les standards large bande et très haut débit comme la 4G et sera utilisée égale- ment dans la future norme de la 5G. Les techniques d'adaptation de la modulation et de la puissance pour un système multiporteuses sous différentes contraintes, permettent d'améliorer les performances en terme du débit de transmission et du BER en prenant en compte les variations du canal. Toutefois, la modulation multiporteuse soufre d'un facteur de crête élevé qu'on appelle PAPR 1, ce qui génère des distorsions non linéaires très gênantes. Dans cette thèse nous effectuons une étude détaillée des techniques multiporteuses et une analyse des distorsions liées à la non linéarité de l'amplificateur de puissance. Après une revue des différentes méthodes de réduction du PAPR, nous proposons une méthode sous-optimale basée sur l'algorithme d'évolution différentielle en utilisant une structure en multipopulation et une auto-adaptation des paramètres de contrôle que nous avons appelé SAMDE-PTS (Self-Adaptive Multipopulation Differential Evolution algorithme PTS). Généralement, dans les algorithmes d'allocation et d'adaptation de la modulation, seule la modulation MQAM est utilisée car la marge de SNR requis est supposé constante pour tous les sous-canaux. Nous proposons un nouvel algorithme d'allocation pour les systèmes multiporteuses afin de minimiser la puissance d'émission sous les contraintes du débit à atteindre, la puissance d'émission maximale, le taux d'erreur symbole cible (SER) et un SNR gap variable. Les modulations MPSK et MQAM peuvent être envisagées sans augmentation significative de la complexité de calcul ou de la puissance d'émission totale.