INTRODUCTION GENERALE
Les techniques de transmissions numériques sans fil
connaissent depuis quelques années une grande révolution. Cette
révolution vient d'une part de la demande croissante en matière
de télécommunication et en matière d'échange de
données tout en bénéficiant des nouveaux services tels que
la télévision, la radio numérique, les réseaux
locaux sans fil, l'Internet à haut débit, la
téléphonie mobile et beaucoup d'autres applications
multimédias. D'autre part, les concepteurs des systèmes de
transmission sans fil cherchent à optimiser la qualité de service
et à surmonter les problèmes rencontrés lors de la
conception et de la mise en oeuvre de leurs systèmes.
La révolution en transmission numérique sans fil
se manifeste dans l'émergence de plusieurs nouvelles technologies
permettant d'augmenter considérablement les débits de
transmission et d'améliorer la qualité de transmission. Parmi ces
technologies, on a choisi pour notre étude la technologie MIMO (Multiple
Input Multiple Output) et la technologie MC-CDMA (Multi-Carrier Code Division
Multiple Access).
La technologie MIMO présente une solution prometteuse
pour augmenter l'efficacité spectrale et en transmettant les
données à travers un réseau multi-antennes en
émission et en réception. En effet, elle offre un débit
important et une bonne qualité de transmission grâce à la
diversité spatiale. Cependant, une source importante de
dégradation des performances dans les systèmes MIMO est la
sélectivité fréquentielle du canal. Les techniques
basées sur L'OFDM sont des solutions prometteuses pour combattre cette
sélectivité. En effet, la modulation OFDM transforme un canal
sélectif en fréquence en plusieurs sous-canaux non
sélectifs en fréquences.
La technique MC-CDMA correspond à la combinaison entre
la technique d'accès CDMA et la modulation OFDM où
l'étalement des données est effectué dans le domaine
fréquentiel. La technique d'accès CDMA permet à plusieurs
utilisateurs de partager le même canal radio en même temps et
à la même fréquence tout en assurant la séparation
de leurs données grâce à l'utilisation de codes
d'étalement orthogonaux.
L'objectif de ce projet de fin d'études est
d'étudier et d'implémenter un système sans fil utilisant
la technique MIMO associée à la technique MC-CDMA afin d'associer
les avantages de ces deux techniques dans un seul système qu'on
appellera MIMO-MC-CDMA.
On commence par évaluer les performances de la
chaîne MIMO-MC-CDMA en utilisant l'outil de
calcul et de simulation
Matlab. Ensuite, on propose une architecture des différentes composantes
de
toute la chaîne. Par ailleurs, cette chaîne est
implantée sur une architecture matérielle
reconfigurable à base de FPGAs afin de fournir les
résultats de synthèse au niveau RTL et d'évaluer les
performances de l'architecture proposée en termes de complexité
et de rapidité.
A TELNET, le développement des IPs reconfigurables et
réutilisables est basé sur une méthodologie de conception
basée sur une plateforme de prototypage sur une architecture cible
à base de FPGA de technologie Altera. D'ailleurs, la plateforme
matérielle et son outil de conception et de synthèse sont munis
d'une technique d'optimisation de performances du système grâce
à l'architecture des ressources internes du FPGA.
Dans le premier chapitre, on commencera par rappeler les
notions essentielles sur les systèmes de transmission numérique.
On rappellera également les caractéristiques du canal
radio-mobile. Puis, on présentera le principe de la modulation OFDM et
les principales techniques d'accès multiples utilisées dans les
systèmes de télécommunications. On s'intéressera
plus particulièrement à la technique d'accès CDMA pour
présenter par la suite la technique MC-CDMA.
Dans le deuxième chapitre, on présentera d'abord
les principales techniques de diversité. Puis, on présentera un
état de l'art des systèmes MIMO qui permettent d'exploiter la
diversité spatiale. On détaillera et on évaluera les
performances du multiplexage spatial qu'on a choisi pour la suite de notre
étude. Dans une dernière partie du chapitre, on étudiera
et on évaluera les performances de l'association de la technique du
multiplexage spatial et de la technique MC-CDMA.
Dans le troisième chapitre, on commencera par
présenter les principaux composants de l'architecture interne du circuit
FPGA cible Stratix.II.GX de la technologie Altera. Puis, on expliquera le flot
de conception et l'environnement de synthèse adopté dans les
conceptions matérielles. Ensuite, on s'intéressera à
décrire les architectures proposées des différents modules
du système MIMO-MCCDMA. Par ailleurs, on présentera les
résultats de synthèse niveau RTL et on analysera les performances
de l'architecture proposée en terme d'utilisation de ressources internes
et en termes de rapidité.
Finalement, les conclusions des différents travaux
effectués dans ce projet ainsi que quelques perspectives possibles
seront données dans un chapitre final.
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