Etude des contraintes d’implantation des systemes consideres

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Le concept MIMO

La course vers les hauts debits,´ et notamment dans les reseaux´ locaux sans fil, qui supportent des debits´ suffisants pour les applications multim edia´ a permis d’evoluer´ vers de nouvelles solu-tions technologiques. En effet, la possibilite´ d’accroˆıtre substantiellement les debits´ de transmis-sion par l’emploi simultane´ de reseaux´ d’antennes a` l’emission´ et a` la reception´ a et´e´ introduit par J.Winters en 1987 pour deux systemes` de communications basiques [7]. Puis, des chercheurs des laboratoires Bell Labs ont elabor´e´ un demonstrateur´ BLAST en 1996 exhibant des efficacit es´ spectrales de l’ordre de 40 bit/s/Hz avec 8 el´ements´ d’emission´ et de reception´ [8]. Des` lors, le paradigme des systemes` de communication a` entrees´ multiples et a` sorties multiples MIMO etait´ ne´. Les systemes` actuels, qui ne sont pourvus que d’une antenne a` l’emission´ et une antenne a` la reception´ (SISO), pour Single Input Single Output, tirent partis de la diversite´ temporelle et/ou frequentielle´. Les systemes` MIMO permettront de profiter d’un ordre suppl ementaire´ de diversite´ apporte´ par le domaine spatial.

Les differentes´ structures des systemes` MIMO

Deux categories´ de systemes` MIMO peuvent etreˆ distinguees´. Ces differences´ dependront´ de l’endroit ou` l’on met en œuvre la diversit e´ spatiale, a` savoir sur le reseau´ d’antennes a` l’emission´ ou sur le reseau´ d’antennes a` la reception´. On parlera alors de systemes` MISO pour Multiple Input Single Output et de systemes` SIMO pour Single Input Multiple Output.

Concernant les systemes` SIMO, Nrx antennes sont utilisees´ aux recepteurs´ afin d’acqu erir´ dif-ferentes´ copies du signal transmis qui seront ensuite convenablement combinees´ pour combattre les degradations´ apportees´ par les evanouissements´ du canal. Les systemes` SIMO sont aujourd’hui utilises´ dans les liaisons montantes, soit du mobile vers la station de base, des systemes` GSM. Cependant, et ce pour des raisons d’encombrement, sa mise en œuvre en voie descendante, soit de la station de base vers le mobile, s’avere` extremementˆ delicate´.

Les systemes` MISO, quant a` eux, procedent` a` une repartition´ appropriee´ de l’information sur l’ensemble des Ntx antennes disponibles a` l’emission´. Le fait de diffuser des informations sur plu-sieurs antennes emettrices´ destinees´ a` une seule antenne receptrice´ apportera donc des contraintes supplementaires´ quant a` la formation du signal emis´. En effet, l’onde emise´ sera « melang´ee´ » dans l’espace avant d’arriver sur l’antenne de reception´. A partir de la,` des techniques de traite-ment de donnees´ seront mises en place a` l’emission´ pour faciliter la remise en forme du signal a` la reception´.

La combinaison des deux systemes` aboutira donc a` un systeme` ayant un reseau´ de Ntx an-tennes a` l’emission´ et un reseau´ de Nrx antennes a` la reception´. La combinaison des deux tech-niques d’exploitation de la diversite´ spatiale conduira aux systemes` MIMO. On definira´ alors la diversite´ spatiale Ds comme le produit du nombre Ntx d’antennes a` l’emission´ par le nombre Nrx d’antennes en reception´ soit : Ds = Ntx ⁄ Nrx : (1.1)

Les systemes` MIMO et ses deriv´es´ pourront etreˆ ainsi represent´es´ comme sur la figure ( 1.4). hrt correspond a` l’attenuation´ du canal de propagation reliant l’antenne d’indice r et l’antenne d’indice t.

Au-dela` de l’emergence´ de ces solutions innovantes, dans le cadre du developpement´ de la quatrieme` gen´eration,´ l’objectif principal de la future Radio Logicielle est de favoriser l’inter-operabilit´e´ entre des reseaux´ de natures het´erog´enes`.

Vers l’emergence´ d’une Radio Logicielle

Les operations´ de modulations de la couche physique repondent´ aux contraintes introduites par le canal de propagation et les besoins en terme de debit´ et de mobilite´. Par consequent,´ l’evolution´ des solutions algorithmiques s’accompagne necessairement´ d’une evolution´ des struc-tures materielles´ de realisation´.

Structures actuelles de realisation´

Les structures materielles´ actuelles se decomposent´ en deux categories´ selon la nature de l’operation´ de transposition en frequence´ [9]. Cette operation´ peut s’effectuer en utilisant plu-sieurs frequences´ intermediaires,´ elle est alors appelee´ structure superhet´erodyne,´ ou bien direc-tement sans passage par une frequence´ intermediaire,´ denomm´ee´ dans ce cas structure homodyne. La structure superhet´erodyne´ represent´ee´ sur la figure ( 1.5) est la structure qui nous interesse´. Elle se decompose´ en trois parties distinctes.

Contexte de developpement´

Le terme de Radio Logicielle designe´ un systeme` de radiocommunications flexible, multi-standards et reconfigurable logiciellement du dispositif RF jusqu’aux plus hautes couches de protocole [12, 13]. Cette notion repond´ aux besoins d’inter-operabilit´e´ entre systemes` de radio-communications.
Idealement,´ un systeme` Radio Logicielle est compose´ d’une partie numerique,´ d’un conver-tisseur, d’un amplificateur faible bruit et d’une antenne. Cela afin de tirer parti de la modularite´ de l’architecture numerique´ tant en terme de calcul que de reprogrammabilite´. Cette struc-ture reste aujourd’hui trop optimiste. En effet, les contraintes technologiques liees´ notamment a` l’emploi de convertisseurs large bande [14, 3] restent aujourd’hui non respectees´. Neanmoins,´ le developpement´ d’architectures sous-optimales permettra de repondre´ a` une partie des contraintes imposees´ par la Radio Logicielle, nous parlerons alors de Radio Logicielle Restreinte, ou SDR pour Software Defined Radio . La SDR repose ainsi sur un dispositif qui permet l’utilisation d’une frequence´ intermediaire´ et sur l’interchangeabilite´ entre fonctions. Pour ce faire, un tel dispositif devra inclure des traitements en multi-rythme, la conversion en bande de base, la selection´ de la bande utile d’ou` la reconnaissance du signal a` traiter.
Un exemple de structure repondant´ aux contraintes de la SDR est present´e´ sur la figure ( 1.6), cette structure est extraite de [15, 16, 17]. Cette representation´ illustre bien l’importance de la partie numerique´ vis a` vis des parties analogiques. Par consequent´ les fonctions qui etaient´ auparavant realis´ees´ en analogique pourront etreˆ realis´ees´ en numerique´ [18] car le traitement numerique´ offre une flexibilit e´ dans le traitement de differentes´ formes d’onde et une souplesse en ce qui concerne la reprogrammation logicielle. Des` lors, la convergence et l’inter-operabilit´e´ entre differents´ standards sera possible. Cependant, plusieurs contraintes technologiques se posent a` la realisation´ des differents´ etages´ de traitement d’une telle structure.

Les architectures de traitements numeriques´ : introduction aux plate-formes de prototypage

Evolution et caracteristiques´ des architectures de traitements numeriques´

Elements´ de classification dans le contexte de la Radio Logicielle

L’organisation interne, la granularite´ des operateurs,´ la consommation ou bien le temps de reconfiguration peuvent etreˆ des criteres` de classification des architectures de traitements num e´-riques. Dans le contexte de la Radio Logicielle, le critere` de reconfiguration sera le seul crit ere` retenu. Ce choix se justifie par les contraintes induites par la Radio Logicielle d’interchangea-bilite´ des fonctions [24]. La reconfiguration pourra se faire dynamiquement ou statiquement. Tout d’abord, si certaines unites´ de traitements et/ou quelques zones du reseau´ d’interconnexion peuvent etreˆ reconfigur ees´ parallelement,` elle sera design´ee´ comme reconfigurable dynamique-ment, et reconfigurable statiquement dans le cas contraire. Les solutions architecturales candi-dates peuvent etreˆ classifi ees´ d’une maniere` qualitative comme sur la figure ( 1.7). Des` lors, les compromis performances-flexibilit e´-coutsˆ permettent de disposer d’implantations optimisees´. Les performances representent´ les temps d’executions´ supposes,´ les coutsˆ representent´ le temps de developpement´ mais egalement´ le coutˆ relatif a` l’utilisation des composants dans un contexte d’applications embarquees´.

Les architectures seront distinguees´ selon quatre niveaux de reconfiguration [ 25] : le niveau systeme,` le niveau fonctionnel, le niveau operateur´ et le niveau porte. D’autres criteres` tels que l’organisation entre unites´ de traitements et zones memoires´ disponibles [26] ou la remanence´ de la reconfiguration [ 27] permettent de preciser´ cette classification :

– La reconfiguration au niveau syst eme` : les processeurs programmables, les processeurs d’usages gen´eraux´ ou les processeurs de traitements du signal du type DSP sont compris dans ce niveau,

– la reconfiguration au niveau fonctionnel : ce niveau considere` des architectures het´ero´-genes` et plus particulierement` les echanges´ de donnees´ entre operateurs´. L’architecture gen´erique´ Pleiades [28], composee´ d’un reseau´ hierarchique´ d’interconnexions program-mables qui permet la communication entre des processeurs programmables et de la logique reconfigurable, en fait partie. L’architecture DART [ 29] en est un autre exemple. Elle re-pose sur la gestion parallele` de tachesˆ sur differents´ clusters de traitements. Chacun des clusters comporte un bloc de logique reconfigurable pour les traitements a` grain fin ainsi que six unites´ pour les traitements arithmetiques,´

– la reconfiguration au niveau op erateur´ : les fonctionnalites´ des operateurs´ ainsi que des interconnexions sont modifi ees´. Par exemple, l’architecture du systolic ring [30, 31] uti-lise un reseau´ configurable qui connecte diff erentes´ unites´ de traitements arithmetiques´. Chaque unite´ possede` un certain nombre de bits de configuration qui d efinissent´ sa fonc-tionnalite´ a` un instant donne,´

– la reconfiguration au niveau porte : ici, la reconfiguration se fait sur tout ou sur une partie des el´ements´ logiques du composant ainsi que sur les interconnexions. Ce niveau correspond a` la reconfiguration telle qu’elle est op er´ee´ pour les composants de type FPGA, pour Field Programmable Gate Array.

Suivant le type d’application, les architectures cibles seront differentes´. Dans notre etude,´ l’integration´ de systemes` de radiocommunications impose l’etude´ de complexite´ des differentes´ fonctions afin de d eterminer´ la distribution la mieux adaptee´ ainsi que son architecture cible. L’etude´ prealable´ des fonctions nous a conduit a` l’utilisation de deux types de composants : les composants programmables de type DSP et les composants configurables de type FPGA.

Evolutions et performances des processeurs DSP : L’architecture des processeurs DSP repose le plus souvent sur une architecture Harvard. Celle-ci dispose d’un bus de donnees´ et d’un bus de programme, et utilise une unite´ de calculs adaptee´ pour le traitement numerique´ du signal. Elle permet gen´eralement´ l’execution´ de multiplications et d’additions en un seul cycle d’horloge. Differentes´ familles de DSP existent. Elles sont differenci´ees´ selon le format de representation,´ en virgule fixe ou flottante, et selon la taille, typiquement 16 ou 32 bits, des donn ees´ manipulees´. Les DSP offrent egalement´ une capacite´ d’adressage importante aussi bien en memoire´ interne qu’en memoire´ externe. L’organisation de ces memoires´ autorise un acces` simultane´ a` differents´ emplacements.

L’evolution´ des DSP peut s’effectuer au regard de l’architecture de l’unite´ de traitements et de la capacite´ memoire´. De nombreuses optimisations visant les unites´ de traitements ont et´e´ realis´ees´ : la parallelisation´ des unites´ au sein d’un memeˆ DSP 2, la manipulation des donnees´ avec la naissance d’instruction optimisees´ SIMD, pour Single Instruction on Multiple Data3. En-fin l’extension de la capacit e´ d’adressage et du nombre de periph´eriques´ disponibles permet l’uti-lisation de ces processeurs pour un champ d’applications de plus en plus vaste. Le tableau (1.3) recapitule´ les principales caracteristiques´ de differentes´ familles de DSP [32].

Convergence necessaire´ vers une methodologie´ de conception coherente´

Les contraintes imposees´ par la Radio Logicielle impliquent l’accroissement de l’het´erog´en´eit´e´ des architectures mais egalement´ la diversite´ des applications. Des` lors, l’emploi de methodologies´ de conception doit conduire a` optimiser le flot de d eveloppement´ en repondant´ aux contraintes imposees´ dans un tel contexte.
– Faciliter l’exploration architecturale : la distribution et l’ordonnancement des fonctions sur les architectures, ainsi que la synthese` automatique des interfaces de communications doivent etreˆ guides´ par la methodologie´ de conception utilisee´. Ainsi, le concepteur pourra profiter de l’h et´erog´en´eit´e´ des architectures het´erog´enes`.
– Faciliter la reutilisation´ des developpements´ existants : l’emergence´ des fonctions IP de traitements ou de communications, que ce soit pour des implantations sur DSP ou sur FPGA, permet d’envisager des developpements´ rapides et fiables. La m ethodologie´ employee´ doit donc autoriser l’insertion de ces fonctions, ce qui induit une necessaire´ compatibilite´ entre langages de description.
– Limiter les coutsˆ de developpement´ : les erreurs du code doivent etreˆ detect´ees´ le plus haut possible dans le flot de d eveloppement´. La reutilisabilit´e´ maximum du code lors des etapes´ de conception doit etreˆ maximale. Ainsi, l’emploi de methodologies´ de conception permettra la validation et la reutilisabilit´e´ de chaque etape´ du flot de conception.
– Reunir´ les competences´ : les differentes´ etapes´ de conception etant´ realis´ees´ par plusieurs equipes,´ issues de differents´ domaines, la methodologie´ de conception doit simplifier et fiabiliser l’interaction entre ces diff erentes´ equipes´.

La propagation par trajets multiples

Les phenom´enes` prec´edemment´ present´es´ modifient le signal transmis. De nombreuses r e´-pliques du signal transmis sont ainsi cre´ees´. Celles-ci sont plus ou moins retardees´ selon les longueurs des trajets effectues´. Des` lors, elles sont plus ou moins attenu´ees´ selon la distance parcourue et selon les phenom´enes` de base rencontres´. A la reception,´ ces repliques´ se combinent de fac¸on constructive ou destructive donnant naissance a` des evanouissements,´ represent´es´ sur la figure ( 2.5). Dans le cas du canal radiomobile, en supposant que les diffuseurs sont uniformement´ repartis´ sur [0; 2…[, ces evanouissements´ apparaissent statistiquement en moyenne tous les ‚=2.
Les systemes` de radiocommunications mobiles, que ce soit a` l’interieur´ ou a` l’exterieur´ des batiments,ˆ sont ainsi soumis aux distorsions induites par les trajets multiples. Cependant dans le cas NLOS, les trajets multiples evitent´ l’interruption de la liaison entre l’emetteur´ et le recepteur´.

Les pertes moyennes hors espace libre

Nous avons vu dans le paragraphe 2.1.1 que les pertes en espace libre peuvent s’exprimer suivant le rapport de puissance entre l’emission´ et la reception´ dans le cas ideal´. En pratique, c’est a` dire hors espace libre, ce modele` n’est plus exploitable. Ceci est duˆ aux irregularit´es´ de transmission prec´edemment´ citees´. Il est donc necessaire´ d’evaluer´ les pertes moyennes de puissance en tenant compte des caracteristiques´ de l’environnement de propagation. Cependant, les nombreux parametres` affectant le signal impliquent qu’aucune relation theorique´ ne permet d’estimer la puissance lors d’une communication. En revanche, a` partir de campagnes de mesures, une relation empirique, deduite´ de l’equation´ (2.2) et qui permet d’estimer les pertes moyennes de puissance hors espace libre, a et´e´ elabor´ee´ [62] : L0 = 32:44 + 20: log10 (f) ¡ 10: log10 (GSGR) + 10:fi: log10 (d) ; (2.3)

ou` f est la frequence´ de l’onde emise´ en MHz et d la distance entre les deux antennes exprimee´ en km.

Cette equation´ 2.3 met en exergue le fait que les pertes moyennes de puissance ne sont plus proportionnelles a` d2 mais a` dfi ou` fi est une variable dependante´ de l’environnement. Le ta-bleau (2.1) liste les differentes´ valeurs de fi en fonction du type d’environnement.

Le bruit radioelectrique´

Le bruit radioelectrique´ regroupe l’ensemble des signaux qui ne transportent pas d’informa-tion utile et qui viennent perturber le signal desir´e,´ il est donc independant´ du signal emis´. Il s’agit d’une perturbation aleatoire´ dont le milieu de propagation (bruit externe) et les dispositifs electroniques´ utilises´ dans l’emetteur´ et le recepteur´ (bruit interne) sont a` l’origine [63, 66]. Les sources de bruits externes peuvent etreˆ de nature extra-terrestre ou terrestre. Elles re-groupent les bruits et les parasites atmospheriques,´ les rayonnements divers captes´ par l’an-tenne, les interferences´ eventuelles´ entre les utilisateurs du milieu de transmission ou encore les bruits d’origine industrielle. Le bruit interne a pour origine le mouvement brownien des electrons´ presents´ dans les composants electroniques´ du recepteur´. Ces electrons´ etant´ presents´ dans la matiere` en tres` grand nombre et evoluant´ independamment´ les uns des autres tout en suivant une memeˆ loi, le bruit interne peut alors etreˆ modelis´e,´ d’apres` le theor´eme` de la limite centrale [67], par un processus gaussien.

Dans notre approche, toutes les contributions du bruit interne et externe seront prises en compte dans une source unique de bruit n(t) situee´ en amont du recepteur´. Neanmoins,´ le bruit interne est en gen´eral´ celui qui est prepond´erant´ dans les systemes` de radiocommunications. Les bruits qui composent le bruit interne, bruit prepond´erant´ ici, sont dits « blancs » car, par analo-gie au spectre chromatique, leurs composantes frequentielles´ sont d’egales´ amplitudes dans une gamme de frequences´ s’etendant´ jusqu’a` 1013 Hz. Le bruit modelis´e´ par un processus aleatoire´gaussien, a` moyenne nulle, stationnaire a donc une densite´ spectrale de puissance bilaterale´ °n(f) uniforme qui est egale´ a` : °n(f) = N0 8 f • 1013Hz ; (2.4) ou` N0 est la densite´ spectrale de puissance monolaterale´ du bruit.

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Table des matières

1 Contexte de l’etude
1.1 Evolutions et pr ´ esentation g ´ en ´ erale des syst ´ emes de radiocommunications num ` e- ´ riques
1.1.1 Evolutions des normes de radiocommunications
1.1.2 Presentation g ´ en ´ erale des syst ´ emes de radiocommunications num ` eriques
1.1.2.1 Description d’une chaˆıne de traitement
1.1.2.2 Le concept MIMO
1.1.2.3 Les differentes structures des syst ´ emes ` MIMO
1.1.3 Vers l’emergence d’une Radio Logicielle ´
1.1.3.1 Structures actuelles de realisation ´
1.1.3.2 Contexte de developpement ´
1.1.3.3 Contraintes de realisation ´
1.2 Les architectures de traitements numeriques : introduction aux plate-formes de ´ prototypage .
1.2.1 Evolution et caracteristiques des architectures de traitements num ´ eriques ´ 16
1.2.1.1 Elements de classification dans le contexte de la Radio Logicielle ´ 16
1.2.1.2 Conception des systemes temps r ` eel embarqu ´ es sur des architectures het ´ erog ´ enes
1.2.2 Une solution intermediaire : les plate-formes de prototypage ´
1.2.2.1 Un peu d’histoire
1.2.2.2 Qu’est-ce que le prototypage ?
1.2.2.3 Classification de plates-formes de prototypage
1.3 Convergence necessaire vers une m ´ ethodologie de conception coh ´ erente ´
1.4 Contexte de developpement pour la future quatri ´ eme g ` en ´ eration ´
2 Canal de propagation radioelectrique
2.1 La propagation des ondes
2.1.1 La propagation en espace libre
2.1.2 La propagation hors espace libre
2.1.2.1 Les phenom ´ enes de base en propagation `
2.1.2.2 La propagation par trajets multiples
2.1.2.3 Les pertes moyennes hors espace libre
2.1.3 Le bruit radioelectrique ´
2.1.4 Modelisation statistique du canal de propagation ´
2.1.5 Parametres des canaux ` WSSUS
2.1.5.1 Les dispersions temporelles
2.1.5.2 Les dispersions frequentielles ´
2.1.6 Influences sur les systemes de radiocommunications `
2.1.6.1 La notion de selectivit ´ e´
2.1.6.2 La notion de diversite´
2.2 Modeles de simulation ` SISO
2.2.1 Description des canaux theoriques ´
2.2.2 Description des canaux realistes ´
2.3 Modeles de simulation ` MIMO
2.3.1 Modes propres du canal
2.3.2 Passage du modele classique au mod ` ele ` equivalent ´
2.3.3 Modele de Rayleigh ` MIMO theorique ´
2.4 Conclusion
3 L’etalement de spectre, les modulations ´ a porteuses multiples et les codes temps- ` espaces : application aux futurs reseaux cellulaires
3.1 Presentation des techniques de traitement du signal utilis ´ ees ´
3.1.1 L’etalement de spectre et les techniques d’acc ´ es multiples `
3.1.1.1 Principe de l’etalement de spectre ´
3.1.1.2 L’acces multiple `
3.1.1.3 Applications et realisations ´
3.1.2 Les modulations a porteuses multiples `
3.1.2.1 Un peu d’histoire
3.1.2.2 Principes des modulations a porteuses multiples `
3.1.2.3 Applications et realisations ´
3.1.3 Les codes temps-espaces codes en blocs ´
3.1.3.1 Apports de la dimension spatiale
3.1.3.2 Les codes OSTBC
3.2 Les systemes ` a porteuses multiples et ` a acc ` es multiple par r ` epartition de codes
3.2.1 Principes du systeme ` AMRC a porteuses multiples ou ` MC-CDMA
3.2.2 Techniques d’egalisation appliqu ´ ees aux syst ´ emes ` MC-CDMA
3.2.2.1 Modelisation du syst ´ eme ` MC-CDMA dans le cas d’une liaison descendante .
3.2.2.2 Les detecteurs mono-utilisateurs ´
3.2.3 Performances du systeme ` MC-CDMA sur canaux radiomobiles
3.2.4 Methode de dimensionnement des syst ´ emes ` MC-CDMA
3.2.5 Vers l’emergence des syst ´ emes ` MC-CDMA
3.3 Combinaison des techniques temps-espace en blocs et des systemes ` MC-CDMA : les systemes ` OSTBC/MC-CDMA
3.3.1 Expression du signal emis ´
3.3.2 Expression du signal rec¸u
3.3.3 Techniques de combinaison et d’egalisation appliqu ´ ees aux syst ´ emes ` OSTBC/ MC-CDMA .
3.3.3.1 Combinaison des signaux rec¸us
3.3.3.2 Les techniques de detection mono-utilisateurs dans le cas ´ MIMO
3.3.4 Dimensionnement du systeme ` OSTBC/MC-CDMA
3.3.5 Performances des systemes ` OSTBC/MC-CDMA
3.4 Conclusion
4 Etude des contraintes d’implantation des systemes consideres
4.1 Prerequis pour l’ ´ etude du format des donn ´ ees ´
4.1.1 Representation des donn ´ ees ´
4.1.1.1 Codage en virgule flottante
4.1.1.2 Codage en virgule fixe
4.1.2 Definition des r ´ egles de l’arithm ` etique virgule fixe ´
4.1.2.1 Addition
4.1.2.2 Multiplication
4.1.3 Processus de codage
4.1.3.1 Lois de depassement ´
4.1.3.2 Lois de quantification
4.1.4 Modelisation du processus de quantification ´
4.2 Etude de complexite, de format de donn ´ ees et optimisations des fonctions ´
4.2.1 El ´ ements de complexit ´ e et ´ etude du format de donn ´ ees des fonctions ´ mises en œuvre
4.2.1.1 Les fonctions de codages binaires a symboles `
4.2.1.2 L’etalement de spectre ´
4.2.1.3 L’entrelacement
4.2.1.4 Le zero-padding
4.2.1.5 Le codeur OSTBC
4.2.1.6 La modulation OFDM
4.2.1.7 L’insertion de l’intervalle de garde
4.2.1.8 La transposition en frequence interm ´ ediaire ´
4.2.1.9 L’estimation de canal
4.2.1.10 L’egalisation dans le cas ´ SISO
4.2.1.11 La combinaison et l’egalisation dans le cas ´ MIMO
4.2.1.12 Determination du format de donn ´ ees appliqu ´ e´ a l’op ` eration ´ d’egalisation ´
4.2.2 Complexite globale des syst ´ emes ` MC-CDMA et OSTBC/MC-CDMA etudies
4.3 Conclusion
5 Methodologie de conception applique eaux systemes etudies
5.1 La Methodologie pour la Conception des Syst ´ emes ` Electroniques ( ´ MCSE)
5.1.1 Principes de MCSE
5.1.2 Outil associe´ a la m ` ethodologie ´
5.2 Analyse et conception des systemes ` etudi ´ es selon l’approche ´ MCSE
5.2.1 Modelisation des syst ´ emes de radiocommunications ` etudi ´ es selon l’ap- ´ proche MCSE .
5.2.1.1 Modele structurel `
5.2.1.2 Modele comportemental `
5.2.1.3 Description algorithmique en virgule flottante
5.2.1.4 Description algorithmique en virgule fixe
5.2.2 Exploration architecturale des systemes de radiocommunications ` etudi ´ es ´ selon l’approche MCSE
5.2.3 Modelisation de l’architecture de prototypage ´
5.2.4 Analyse et resultats de la phase de conception architecturale ´
5.2.4.1 Analyse de la conception architecturale
5.2.4.2 Evaluation des performances d’implantation ´
5.2.5 Bilan de l’utilisation de la methode ´ MCSE pour l’analyse de systemes de ` radiocommunications
5.3 Analyse et resultats de la phase de g ´ en ´ eration de code ´
5.3.1 Modifications apportees par l’outil CoFluent Studio sur le mod ´ ele structurel pour une gen ´ eration de code sur ´ FPGA
5.3.2 Regles de conception du mod ` ele comportemental induite par le mod ` ele ` de traduction VHDL utilise par l’outil ´
5.3.3 Resultats de g ´ en ´ eration et d’implantation du syst ´ eme ` MC-CDMA
5.3.3.1 Gen ´ eration automatique et implantation de l’ ´ emetteur ´ MC-CDMA174
5.3.3.2 Gen ´ eration automatique des op ´ erations de l’ ´ emetteur ´ MC-CDMA 175
5.3.4 Bilan de l’utilisation de la methode ´ MCSE pour la gen ´ eration automatique ´ de code VHDL
5.4 Conclusion
6 Resultats d’implantation des syst ´ emes ` MC-CDMA et OSTBC/MC-CDMA 179
6.1 Description gen ´ erale de la plate-forme de prototypage ´
6.1.1 Caracteristiques de la cartemere `
6.1.2 Environnement logiciel
6.1.3 Caracteristiques des differents m ´ edias de communications ´
6.1.3.1 L’interface PCI
6.1.3.2 Les interfaces de communications CP et SDB
6.1.4 Caracteristiques des cartes filles ´
6.1.4.1 Cartes filles comprenant un DSP
6.1.4.2 Cartes filles comprenant un FPGA
6.1.4.3 Cartes filles comprenant un CNA ou un CAN
6.1.4.4 Caracteristiques du module ´ CNA
6.1.4.5 Caracteristiques du module ´ CAN
6.2 Communications, controle et gestion des param ˆ etres des syst ` emes `
6.2.1 Gestion du flux de donnees entre le PC h ´ ote et la plate-forme de prototypage
6.2.2 Gestion du flux de donnees entre le module ´ DSP et le module FPG integrant l’emetteur ´ MC-CDMA ou OSTBC/MC-CDMA
6.2.3 Description des parametres des syst ` emes `
6.2.4 Machine d’etat exerc¸ant le contr ´ ole des syst ˆ emes `
6.3 Description et resultats de l’implantation du syst ´ eme ` MC-CDMA
6.3.1 Description de l’emetteur ´ MC-CDMA implante´
6.3.2 Description du recepteur ´ MC-CDMA implante´
6.3.3 Configuration implantee ´
6.3.4 Complexite du syst ´ eme ` MC-CDMA
6.3.5 Debits mesur ´ es du syst ´ eme ` MC-CDMA
6.4 Description et resultats de l’implantation du syst ´ eme ` OSTBC/MC-CDMA
6.4.1 Description de l’emetteur ´ OSTBC/MC-CDMA implante´
6.4.2 Description du recepteur ´ OSTBC/MC-CDMA implante´
6.4.3 Complexite du syst ´ eme ` OSTBC/MC-CDMA
6.4.4 Debits mesur ´ es du syst ´ eme ` OSTBC/MC-CDMA
6.5 Conclusion
Conclusion gen ´ erale et perspectives
A Annexes
A Exemples de calcul de combinaison et egalisation pour un syst ´ eme ` MIMO 2 £ 2 reposant sur un schema d’Alamouti ´
A.I Exemple 1 : Combinaison et egalisation ´ MRC
A.II Exemple 2 : Combinaison et egalisation ´ ORC
B Annexes
B La librairie sc fixed du langage SystemC
Acronymes & Abreviations
Notations mathematiques
Liste des tableaux
Liste des figures
Bibliographie