Memoire Online - 3GPP LTE interface radio long term evolution: single carrier FDMA

Résumé	.3
Introduction	4
1. Méthode d'accès multiple : OFDMA	5
1.1 Principe de l'OFDMA .....	5
1.2 Le PAPR ou PAR (Peak Average (Power) Ratio) en ODFM......	6
2. Méthode d'accès multiple : SCFDMA	9
2.1 Principe du SCFDMA .....	9
2.2 Le mode distribué (DFDMA) et le mode localisé (LFDMA).....	11
2.3. PAPR en SCFDMA	14
Conclusion	.18
Références	19
Résumé :

L'UMTS LTE doit assurer la compétitivité à long terme de l'UMTS pour les applications de radiocommunication à large bande et la télévision mobile.

L'objectif est d'atteindre des débits de données de l'ordre de 100 Mbit/s en liaison descendante et jusqu'à 50 Mbit/s dans le sens montant. De plus, des améliorations significatives devraient suivre en ce qui concerne les temps d'accès, la capacité et l'efficacité spectrale. La transmission de données entre la station de base et le mobile utilise la technologie OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) déjà utilisée pour le WiMAX. En liaison montante, il sera fait appel au système SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access). Dans ce rapport nous présenterons ces deux technologies puis effectuerons une comparaison de leurs avantages et inconvénients. Nous nous focaliserons sur la problématique de la PAPR.

Introduction

Le monde des technologies mobiles offre une innovation permanente. Ainsi, les déploiements de la 3,5G (HSDPA, HSUPA) sont à peine initiés, que les organismes de normalisation planchent déjà sur la génération suivante. Le 3GPP travaille sur le concept du Long Term Evolution (LTE) afin d'offrir un système de communication dont les temps de latences seront faibles, un débit plus important (jusqu'à 100Mbits/cellule sur la voie descendante : downlink) et une meilleure efficacité spectrale en introduisant de nouveaux schémas de codages radios très sophistiqués. Les spécifications de ce système de communication sont citées dans le release 7 [MoBr06].

Ce système devra inter opérer avec les systèmes existants : ce qui apporte une grande difficulté aux fabricants de portables qui devront développer des modèles multi modes capables de « s'accrocher » à tout type d'accès radio sans décharger trop rapidement leurs batteries, le tout pour un coût restant accessible pour le grand public.

Le but de ce système LTE ou super 3G est d'arriver à une technologie radio d'accès évoluée offrant des services de haut débit (100Mbits/s en réception et 50Mbits/s en émission), tout en satisfaisant les contraintes technologiques présentes. C'est pourquoi, il a été proposé pour diverses raisons que sur la voie descendante, la technique d'accès OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) soit utilisée. En revanche sur la voie montante, on utilisera la technique SC-FDMA (Single Carrier FDMA). Dans ce rapport, on s'intéressera d'abord à la technique l'accès multiple : l'OFDMA en général et ensuite le Single Carrier FDMA proposée à être utilisé sur la voie montante pour le 3GPP LTE. Nous énoncerons les principales raisons ayant conduit au choix de cette technique sur la voie montante.

1. Méthode d'accès multiple : OFDMA

L'OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) est une modulation à porteuses multiples dont la principale caractéristique est l'orthogonalité des canaux supportés par chaque porteuse (appelée aussi sous porteuse). Les modulations à porteuses multiples ont été introduites pour combattre l'interférence entre symboles (et donc simplifier la tâche des égalisateurs) tout en maintenant un débit élevé.

Dans un contexte multi-utilisateur, l'utilisation de l'OFDM est couplée à celle des techniques d'accès multiples. En OFDM-TDMA (Time Division Multiple Access) un utilisateur reçoit toutes les fréquences du symbole OFDM durant un slot et les mauvaises fréquences ne sont pas utilisées ; elles sont alors perdues pendant la durée du slot. L'OFDMA, Orthogonal Frequency Division Multiple Access, est introduite pour assurer une meilleure gestion du spectre. La bande est divisée en sous canaux qui sont attribués à différents utilisateurs. Cela permet de profiter d'une diversité fréquentielle grâce à laquelle une mauvaise fréquence pour un utilisateur est susceptible d'être bonne pour un autre [CarLen06].