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 ?

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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

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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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