Conception d'un corrélateur du récepteur RAKE
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Conception d'un corrélateur du
récepteur RAKE
GEN1433
Projet de fin d’études
sous la supervision de
Dr. Larbi Talbi
Université du Québec à Hull
MODULE DE L'INGÉNIERIE - Hiver 2002
Génie Informatique
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Plan de la présentation
Historique Evolution 1G - 3GUMTS Universal Mobile Telecomunnication SystemWCDMA Wide Band Code Division Multiple AccessModèle OSIContexte TechnologiquePartage des canaux de communicationLE RÉCEPTEUR RAKEDOIGTS ( FINGERS) DU RÉCEPTEUR RAKEConclusionQuestions
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Historique
1er téléphone sans fil wireless ( Bell System )
1er cellulaire analogue AMPS ( Chicago USA)
1er cellulaire Numérique RITA ( France - armée)
1er cellulaire analogue français, Radiocom 2000
GSM ( Europe )
DCS 1800 permettant le transfert de données ou de fax ( Europe )
UMTS à travers le monde ???
1940
1978
1981
1985
1993
1996
2002
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Evolution
900MHzVoix
1G
900MHz1800MHz
Voix
2G
900-1800-1900MHzSmart Phone
Internet
3G
2000
900-1800MHzVoix
Mini Internet
2.5G
From:To:Mess
12kb/s
170
1000
Data Rate
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UMTS annoncé - réalité
10
100
1000
1996 2000 20021998 2004
GSM
GPRS
UMTS
GPRS
UMTS
UMTS
Annoncé
Réalité
Année2006
Largeur de bande (Bandwidth) (kb/s)
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UMTS Universal Mobile Telecomunnication System
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UMTS application
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Le partage du canal
FréquenceTempsCodeGéographique
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Environnement Multitrajet
Réflexion double
Diffraction
Trajet direct
Réflexion simple
Récepteur
Transmetteur
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Multitrajet (MP)
1
4
35
1
35
2
1
4
35
2
1
52
3
h(t;)
1
53 4
h(t;)
1
523 4
h(t;)
Trajets distincts
Trajets superposés
Trajets superposés et trajets corrélés
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Physique
Liaison de données
Réseaux
Transport
Session
Présentation
Application
Controle de puissanceUtilisateurs / cellule
Récepteur RAKE
Annulation des interférences
entre les utilisateurs
Diminution de l’effet d’éblouissement
Modulation
Entrelacement
Codage du canal
Modèle OSI (ISO)
• Étalement• Brouillage• Corrélation
f0 2 GHz
B0 5 MHz fw
fréquence
K voies // de symboles
QPSK
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Contexte Technologique
The goal of 3Gto provide a wide variety of communication
services and high speed data access.
The increasing demand of high
capacity
WCDMAradio access technology for 3G
To provide high capacity
Spreading Smart antenna RAKE receiver Multiuser detection
Simulation
technique
tool
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Contexte Technologique
Objectifs de 3G.Services Personnalisée
Parole, vidéo et le multimédia différents débits d'information
Demande croissante de largeur de
bande
WCDMAInterface radio pour la technology 3G
Accroître le débit
Étalement
Antennes adaptatives
Récepteur RAKE
Détection accès multiple
Simulation
technique
outil
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Simulation avec SystemView
Complete WCDMA with distortion-true RF Modeling
1. Baseband Transmitter
1. Baseband Transmitter
2. RF Transmitter
2. RF Transmitter
3. Wireless Channel
3. Wireless Channel
6.BER Measure6.BER
Measure
4. RF Receiver4. RF
Receiver
5. BaseBandReceiver
5. BaseBandReceiver
7. BaseBand Benchmark Transceiver without RF7. BaseBand Benchmark Transceiver without RF
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I & Q
Downlink - Time multiplexed control and dataDownlink - Time multiplexed control and data
Pilot PC RI Data
DPCCH DPDCH
Service 1 Service 2 Service 3
Uplink - I/Q Code multiplexed control and dataUplink - I/Q Code multiplexed control and data
DPCCH
I & Q
DPDCH DataService 1 Service 2 Service 3
Pilot PC RI
I
Q
1 2 3 4 5 16
10 ms Frame
...
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Étalement dans WCDMA
bit rate chip rate
P(t)
Channelization codes (Walsh/OVSF)
(Cd )DPDCH
j
Channelization codes
(Walsh/OVSF) (Cc)
DPCCH
Scramblingcodes
(Csc)
P(t)
cos ( ωt)
sin ( ωt)
(Gold)
chip rate
WCDMAan interference limited system
Selecting codes high autocorrelation low cross correlation
Suppressing interference
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Étalement CDMA
InputSignal
PN Generator
Modulator Demodulator
PNGenerator
RegeneratedSignal
Wireless Link
ΣC1
S1
S2
C2
C1
C2
S2
S1C1C1 + S2C1C2
S1C1C2 + S2C2C2
S1
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Étalement
t
Message
1
0
-1
1
t
Suite de deux Codes
Message étalé
t
1
-1
A chaque bit du message sera assigné un code déterminé
fw
Spectre après étalement
Spectre original
fw
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Étalement code Walsh-Hadamard & code Gold
C 1,1 = ( 1 )
C 2,2 = ( 1 , 1 )
C 2,1 = ( 1 , 1 )
C 4, 2 = ( 1 , 1 , -1 , -1 )
C 4,1 = ( 1 , 1 , 1 , 1 )
C 4, 3 = ( 1 , -1 , 1 , -1 )
C 4,4 = ( 1 , -1, -1, 1 )
SF=1 SF=2 SF=4
• Walsh-Hadamard code Application ? Utilisation Purpose: spreading Generation: code tree
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Étalement code séquences M
Long Code Seed
XORLong Code 4.096 Mcps
1 x x2 x32
0 1 2 3 4 5 6
ClockOUTPUT
Flip Flops
7
Période de N = 2n – 1
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Code Gold
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Code Gold
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Corrélation
125
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MP
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Synchronisation sur le code
Corrélation
Retard
Retard
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Récepteur RAKE
S[n-3]S[n-2]
2nd
S[n-1]
R[n]
Z-1Z-1
0th1st
R[n]
C*1 C*3
S[n]
Ul
C*0
Z-1Z-1
3rd
R[n]
Z-1Z-1
R[n]
C*2
ΣΣ ΣΣ ΣΣ ΣΣ
One finger
I
Q
I
Q
Correlator
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Récepteur RAKE « un doigt »
“I” PN Code (+1 / - 1)
ΣΣ
I
Q
? bits
DD
DD
“Q” PN Code (+1 / - 1)
CorrelatorCorrelatorTiming
Adj.
Timing
Adj.
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Exemple d ’un récepteur
despreadpath
components
10^-3 BERservices
othercode
channels
uncodedservices
10^-6 BERservices
nb powerAFC commandSIR
ref.osc.adj.RX gain ctrl.
wb power
delays Reed-Solomondecoder
Symb.comb.
Deinter-leaver2
Deinter-leaver1
Viterbidecoder
Multipathcombiner
Rakefingerbank
Delay estimationunit
pow.meas.
RXfilter
ADCRX RF
IchnQchn
chn2
chn1Inb_in
Qnb_in
-
Inb_out
Qnb_out
Iwb_in
Router
SelectCombiner
Complexchannel
estimator
Finger 1
Qwb_in
+
+
PN code generators
Finger 2
Finger 3
Finger 4
Finger N
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Code Gold
![Page 31: Conception d'un corrélateur du récepteur RAKE](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062801/56814404550346895db0971e/html5/thumbnails/31.jpg)
Corrélation
![Page 32: Conception d'un corrélateur du récepteur RAKE](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062801/56814404550346895db0971e/html5/thumbnails/32.jpg)
Conclusion
Objectifs atteints :
• Familiarisation avec les techniques d’accès multiple • Synchroniser en utilisant les concepts de corrélation• Conception des composantes du récepteur Rake
Objectifs fixés :• Conception du récepteur Rake.• Familiarisation avec les techniques d’accès multiple. • Application des concepts du traitements du signal.
Difficultés rencontrés :• Matlab 6.1 Toolbox CDMA.• Outils de simulation, SystemView.• Les librairies, COSSAP et CDMA pour Synopsys.• Le cours de transmission analogue avant numérique.• Support technique et informatique. • Manque de temps.
Amélioration possibles :• L’implementation et la simulation du récepteur Rake. • Simulation temporelle.• Le placement et routage dans Cadence.
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Questions