Le choix des codes d'étalement est directement
influencé par leurs propriétés de corrélation, et
plus précisément par leurs propriétés
d'autocorrélation et d'intercorrélation. Du point de vue
statistique, l'autocorrélation est une mesure de la correspondance entre
un code et une version décalée de celui- ci. Par ailleurs,
l'intercorrélation représente le degré de correspondance
entre deux codes différents.
Il existe deux codes en UMTS :
Codes de canalisation ou OVSF
Codes d'embrouillages ou codes de Gold
~ Codes de canalisation ou codes OVSF (Orthogonal Variable
Spreading Factor) : utilisés pour identifier les utilisateurs dans une
cellule.
> Dans la voie montante :
· Chaque utilisateur possède un code de canalisation
et un code d'embrouillage. > Dans la voie descendante :
· Les utilisateurs utilisent les codes de canalisations
à l'intérieur de la cellule et
les codes d'embrouillages pour garantir l'orthogonalité
entre les cellules.
Le code OVSF est un code de Walsh-Hadamard utiliser pour varier
le Spreading Factor selon le début usager et de multiplexer les
différentes informations à transmettent.
Figure 4 : L'arbre des codes de canalisation
OVSF
~ Codes d'embrouillages ou de Gold : utilisés pour
pallier les problèmes d'interférences
provenant des stations de base voisines qui utilisent un code
d'embrouillage différent. > Dans la voie montante (pas de
synchronisation) :
· Séparent les différents utilisateurs dans
une cellule donnée.
> Dans la voie montante (synchronisation) :
· Séparent les différentes stations de base
dans le réseau
Le SF maximal autorisé par la norme UTRAN est de 256
pour les canaux montants et de 512 pour les canaux descendants.
I.3.1.3. T E C H N I Q U E D ' A C C E S W C D M A ( W I
D E B A N D C D M A ) L'étalement de spectre est
considéré comme une forme de modulation, car le message d'origine
est transformé de telle sorte que la largeur spectrale après
transformation est plusieurs fois supérieure à celle du message
d'original. L'UMTS a adopté un système CDMA nouveau,
appelé W-CDMA, ou CDMA large bande (en fonction de largeur de bande
occupée par le signal étalé). Les usagers du W-CDMA
utilisent tous la même bande tout le temps. La séparation entre
deux utilisateurs est assurée par un code.
Nombres de codes
Familles de codes
Fonctionnalités Channelization Codes - OVSF
Scrambling Codes
Utilisation
Longueur
UL : séparation des canaux provenant d'un même
terminal
DL : séparation des connexions des différents
usagers d'une même cellule
Nombre de codes égaux au SF
UL : 4 à 256 chips DL : 512 chips
OVSF
UL : 10 ms = 38400 chips
DL : 10 ms = 38400 chips
UL : plusieurs millions DL : 512
UL : séparation des terminaux DL : séparation des
cellules
Code de Gold
Tableau 2 : Fonctionnalités et
caractéristiques des codes d'étalement utilisé en UMTS
Le WCDMA, supporte la variabilité du débit et ceci
en variant la période du code d'étalement.
B
La largeur de bande Bc est toujours constante et le
rapport G = [1] est le facteur d'étalement.
C
B S
B
Le rapport PG C
= [2] est le gain de traitement (Processing Gain), R est la
bande du signal
R
utilisateur avant codage correcteur d'erreur.
Le principe d'étalement de spectre utilisé en
UMTS est appelé le DSSS (Direct Sequence Spreading Spectrum). Les
valeurs du gain de traitement et du facteur d'étalement sont
différentes. Cette différence vient du fait que
l'étalement de spectre est appliqué non pas sur les bits utiles
d'information, mais sur les symboles qui ont un débit. Le Spreading
Factor, ou encore gain de traitement, est le rapport de la bande après
étalement sur la bande avant étalement.
L'étalement de spectre se fait en deux étapes.
La première, dite de Channelization ou de Spreading, transforme chaque
symbole de données en un certain nombre de chips. La seconde, dite de
Scrambling, s'applique aux chips. Ces deux étapes sont
nécessaires :
· Pour séparer les différentes applications
issues d'une même source, utilisation des séquences de Hadamard
;
· Pour séparer différentes stations de bases
:
o En mode FDD : utilisation des séquences de Gold, de
période 10 ms, à 3,84 Mchips/s ; o En mode TDD : utilisation de
codes de longueur 16 ;
· Pour séparer différents mobiles :
o En mode FDD : utilisation de séquence de Gold longues,
de période 10 ms, ou de séquences courtes, de période 256
chips ;
o En mode TDD : utilisation de codes de période de 16
chips et de midambules de différentes longueur suivant
l'environnement.
Tableau 3 : Les caractéristiques
W-CDMA
Grâce aux propriétés de la technique WCDMA
présentées, cette norme possède les avantages suivants
:
· Rejet d'interférence : le signal utile est
désétaler et les interférences restent faibles,
· Capacité d'accès multiple : tous les
utilisateurs utilisent simultanément toute la bande de fréquence
grâce aux codes de faibles corrélations,
· Protection contre les trajets multiples : en WCDMA les
trajets multiples sont combinés d'une façon constructive,
· Faible probabilité d'interception : le signal
utilisateur possède une faible puissance dans l'interface air
(grâce à l'étalement).
· Meilleure efficacité spectrale :
réutilisation totale des fréquences dans les cellules,
· Confidentialité : on ne peut décoder le
signal de l'utilisateur que si on connaît son code,
Le système W-CDMA apporte les avantages d'une plus
grande bande passante disponible pour l'usager, mais aussi l'avantage d'une
plus grande souplesse dans l'allocation des ressources nécessaires et
dans le déploiement du réseau.
Tableau 4 : Principales caractéristiques
entre l'UTRA/FDD et l'UTRA/TDD
I.3.1.4. L E S C A R A C T E R I S T I Q U E S D U
CANAL D E PROPAGATION Le canal de propagation est la bête noire
de tout système de radiocommunication, parce qu'il engendre des
dégradations sur le signal transmis. Afin de choisir les techniques de
traitement du signal appropriées et qui seront mises en oeuvre dans la
chaine d'émission et de réception (type de codage canal,
entrelacement, vocodeur etc.) et au niveau du réseau (contrôle de
puissance lent ou rapide, diversité de transmission, antennes
adaptatives, transmission discontinue, etc.). On peut classer les
différents modèles de propagation en deux catégories :
« évanouissement à long terme » et «
évanouissement à court terme ».
> Evanouissement à long terme : se manifestent
lorsque la distance qui sépare l'émetteur du récepteur est
importante (de quelques dizaines à quelques milliers de
mètres).
> Evanouissement à court terme : sont
caractérisés par des variations rapides de la puissance du signal
dans les intervalles de temps assez courts. Ce type d'évanouissement
trouve ses origines dans les réflexions du signal transmis sur les
différents obstacles et dans la vitesse relative entre le mobile et la
station de base.
A la réception, plusieurs versions du signal (dit des
trajets multiples) arrivent à des intervalles de temps
différents. L'angle d'arrivée, l'amplitude et la phase de chacun
des trajets varient d'une manière aléatoire. Et lorsque les
trajets s'additionnent (de façon vectorielle), une certaine forme
d'interférence est créée qui peut être constructive
(ce qui augmenterait la puissance du signal résultant), ou destructive
(ce qui arrive la plupart du temps). Les évanouissements à court
terme sont parfois appelés « évanouissement de Rayleigh
».
