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Partage de ressources
par codes CDMA pseudo-
aléatoires
pour les réseaux ad-hoc
Nicolas MARECHAL 2006
2ème année Master ISSI INSA Lyon
Encadrants : Jean-Marie Gorce, Nikolaï Lebedev
1Projet IRAMUS
Plan
1. Présentation du contexte
2. Couche physique CDMA pour Ad Hoc
3. Evaluation des performances
2
Etude préliminaire
Cadre de l'étude :
Contexte Ad Hoc ( pas de centralisation )
Ressource commune: Bande Passante
Mobilité
Puissance limitée Pmax
3
Objectifs :
Obtenir une couche physique générique
Utiliser toute la bande passante
S'affranchir de politique d'allocation de ressources au
niveau MAC : sélection aléatoire des séquences CDMA
Débit ajustable par la longueur de code
Problème : Quelle famille de séquences choisir ?
4
Etude préliminaire
Couche physique CDMA pour Ad Hoc
Présentation du CDMA
Technique de multiplexage
Souvent basé sur l'orthogonalité de suites de symboles
On étale le signal en fréquence
Facteur d'étalement : SF = Tbit
/Tchip
5f
DSP
P
P/NB
N.B
DSP avant étalement
DSP après étalement
Couche physique CDMA pour Ad Hoc
Présentation du CDMA
A l'émission on envoie S(t) = X(t)D(t)
A la réception, on effectue un filtrage adapté
6
f
DSP
DSP du signal d'intérêt DSP du bruitf
DSP
DSP avant et après filtrage adapté (et LPF)
f
Couche physique CDMA pour Ad Hoc
Multiplexage de la voix montante de la norme UMTS
Codes de séparation de canaux ( channelization ) : étalement spectral suréchantillonnage : débit bit -> débit chip
Codes d'embrouillages ( scrambling ) : étalement spectral séparation des utilisateurs pas de suréchantillonnage : débit chip -> débit chip
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Couche physique CDMA pour Ad Hoc
Codes de scrambling UMTS
1 seul générateur de codes de Gold très longs
Codes quaternaires (1+j, 1-j, -1+j, -1-j)
On différentie les utilisateurs par l'initialisation du LFSR
On utilise des tronçons de longueur SF en guise de codes
Inconvénient : mauvaises intercorrélations
Avantage : performances intéressantes8
Codes
Données
xRe
Im
Cos(wct)
Sin(wct)
+ S(t)
Evaluation des performances
1) L'outil : NetSens
Développé par Guillaume Chelius (CITI – INSA Lyon / INRIA)
Moteur événementiel modulaire et hautement configurable
Outil de simulation destiné à la convergence des travaux sur les
couches physiques et MAC/Réseau pour les réseaux de
capteurs/ad-hoc
9Couche 1 Ordonnanceur (Core)
Noeuds
Couche 3
Couche 2
Couche ...
Paquets
Evaluation des performances
2) Hypothèses simplificatrices
• Plan 2D de 100m x 100m
• Nb de récepteurs fixe(s) sur une grille de pas 10m x 10m
• Emetteurs disposés aléatoirement sur le plan
• Emission en continu en utilisant des codes UMTS
• Allocation aléatoire des codes
• Les récepteurs connaissent tous les codes
• Toutes les données sont reçues et analysées par tous les récepteurs
• Pas de bruit thermique (étude de l'impact des codes seuls)
• Modulation QPSK10
Evaluation des performances
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Rappels :
Puissance d'émission fixe et commune
Chaque récepteur voit chaque émetteur en l'absence d'interférence
Récepteur
Emetteur
Pas de la grille : 10m
Dimension : 100m x 100m
Evaluation des performances
3) Résultats
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Efficacité d’un lien :
Efficacité globale :
Efficacité moyenne
d’un émetteur :
Evaluation des performances
4) Analyse des résultats (1)
Approximation du BER :
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Evaluation des performances
4) Analyse des résultats (2)
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Adaptation
locale des
facteurs
d’étalement
nécessaire
Evaluation des performances
4) Analyse des résultats (3) :
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Facteur
d'étalement
optimal adapté
sur chaque lien
en fonction du SIR
au niveau
du récepteur
Conclusion
Bilan
Couche physique CDMA basée sur les codes d'embrouillages UMTS
Possibilité d'allocation aléatoire de ressources
Amélioration satisfaisante de l'efficacité globale du réseaux
Ouvertures :
Poursuite de l'analyse des performances et de l'influence des
paramètres importants (affaiblissement canal, correction d'erreur, ...)
Interfaçage de cette couche physique avec une couche MAC CDMA
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Merci de votre attention
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