Méthodes de diversité spatiale SC,MRC et ECG des systèmes CDMA

Abstract

Résumé Dans le cadre des systèmes de communications radio mobiles de la 3eme génération, on s’est intéresse aux systèmes combinant les techniques d’étalement par les codes et de transmission a porteuses multiples. Depuis quelques années, le besoin de systèmes de communications plus rapides et plus sures se fait sentir. Le partage entre utilisateurs de la très grande bande passante nécessite des techniques d’accès adaptées. Afin de répondre à ces besoins, un certain nombre de techniques de multiplexage, dont le CDMA, ont été développées. Cette technique d’accès multiple est déjà largement utilisée dans les systèmes de communications mobiles, que ce soit dans les normes américaines (IS 95), japonaises ou, plus récemment, européenne (UMTS). Le CDMA était destiné, initialement, aux systèmes de communications numériques sur radiofréquences dans le cadre d’applications militaires. Profitant ainsi d’une augmentation de la capacité de multiplexage tout en utilisant les propriétés d’étalement de spectre propre à cette technique, l’objectif était de rendre les transmissions plus robustes à l’apparition de brouilleurs et moins vulnérable aux éventuelles interceptions. Le CDMA permet de coder et de transmettre autant de signaux qu’il est possible de générer de séquences de code à la seule condition que ces séquences satisfassent à des propriétés d’auto et d’inter corrélation adaptées. Ces conditions sur les fonctions de corrélation permettent de contrôler et de minimiser les interférences d’accès multiple responsables, en partie, de l’augmentation du Taux dʹErreurs Binaires (TEB) lors de la détection et du décodage. Le principe de base du CDMA est une modulation directe du message à transmettre par une séquence de code affectée à un utilisateur donné. Cette manière de faire a donné naissance à ce qui est communément appelé CDMA à étalement de spectre à Séquence Directe ou Direct‐Sequence CDMA (DS‐CDMA). Grâce à différentes techniques, nous pouvons combiner les signaux pour obtenir un signal sans évanouissements. Il existe notamment des techniques de combinaisons linéaires plus ou moins complexes qui permettent de récupérer un signal avec un bon niveau moyen. La technologie ultra large bande laisse entrevoir des taux de transmission élevés à faible puissance et à faible coût. Dans ce contexte, nous analysons les performances d’un système DS-CDMA avec un type de récepteurs : le récepteur RAKE classique à, combinaison à rapport maximal(MRC), combinaison de diversité à égal(EGC), combinaison de diversité par sélection(SC) qui permet de minimiser l’erreur à la réception. À l’aide de simulations, nous évaluons l’impact de l’interférence à bande étroite et de l’interférence inter symbole sur ce système. En nous basant sur les conclusions de ces analyses, nous développons une méthode semi analytique de simulation permettant de faciliter l’analyse du système et d’observer de manière indépendante les différents éléments qui affectent les performances du système.

Summary In the context of mobile radio communication systems of the 3rd generation is interested in systems combining techniques for spreading codes and multicarrier transmission. In recent years, the need for communications systems faster and safer arises. Sharing between users requires high bandwidth access techniques adapted. To meet these needs, a number of multiplexing techniques, including CDMA, have been developed. This multiple access technique is already widely used in mobile communications systems, whether in the U.S. standards (IS 95), Japanese, and more recently, European (UMTS). CDMA was designed initially to digital communication systems in the spectrum of military applications. Taking advantage of increasing the multiplexing capacity while using spread spectrum properties specific to this technique, the goal was to make the transmission more robust to the appearance of interfering and less vulnerable to possible interceptions. CDMA can encode and transmit many signals it is possible to generate code sequences on the sole condition that these sequences satisfy the properties of auto and cross correlation adapted. These conditions on correlation functions to control and minimize multiple access interference responsible, in part, the increased rate Binary Errors and omissions (BER) in the detection and decoding.The basic principle of CDMA is a direct modulation of the message to be transmitted by a code sequence assigned to a given user. This way of working has given rise to what is commonly called CDMA spread spectrum Direct Sequence CDMA and Direct-Sequence (DS-CDMA). Using different techniques, we can combine the signals to obtain a signal without fading. There are particular techniques of linear combinations of varying complexity that can recover a signal with a good average. The ultra wideband technology suggests high transmission rates at low power and low cost. In this context, we analyze the performance of a DS-CDMA system with a type of receptor: the classical RAKE receiver, maximum ratio combining (MRC), equal combination of diversity (EGC), selection diversity combining ( SC) which minimizes the error at the reception. Using simulations, we evaluate the impact of narrowband interference and inter symbol interferencein the system. Based on our findings from these analyzes, we develop a semi analytical simulation to facilitate the analysis of the system and observe independently the various elements that affect system performance.