Utilisation des codes de scrambling UMTS dans le contexte CDMA Ad Hoc

Transcription

1 NicolasMARECHAL CPELyon/2emeannéeMasterISSIINSALyon 2006 Utilisationdescodesde scramblingumtsdansle contextecdmaadhoc Encadrants:NikolaïLebedev,Jean MarieGorce 1

2 Plan 1. CouchephysiqueCDMApourAdHoc 2. Choixdesséquencesd'étalement 3. Evaluationdesperformances 2

3 CouchephysiqueCDMApourAdHoc Cadredel'étude: CadreAdHoc(asynchrone) RessourcecommuneBP<=>Tchipconstant PuissancelimitéePmax Pasdemobilité MultiplexageCDMA 3

4 CouchephysiqueCDMApourAdHoc Objectifs: Obtenirunecouchephysiquegénérique Utilisertoutelabandepassante S'affranchirdepolitiqued'allocationderessourcesau niveaumac:sélectionaléatoiredesséquencescdma Débitajustableparlalongueurdecode Problème:Quellefamilledeséquenceschoisir? 4

5 CouchephysiqueCDMApourAdHoc PrésentationduCDMA Techniquedemultiplexage Basésurl'orthogonalitédesuitesdesymboles Onétalelesignalenfréquence Facteurd'étalement:SF=T bit /Tchip DSP P DSPavantétalement DSPaprèsétalement P/N B f N.B 5

6 CouchephysiqueCDMApourAdHoc PrésentationduCDMA Al'émissiononenvoieS(t)=X(t)D(t) Alaréception,oneffectueunfiltrageadapté DSP DSP f f DSPavantetaprèsfiltrageadapté(etLPF) DSPdusignald'intérêt DSPdubruit 6

7 Choixdesséquencesd'étalement Propriétésrecherchées: Corrélationpériodique: N 1 x, y l = x i y i l i=0 ondésireavoir: x, x 0 grandet x, y l petit Grandnombredeséquencesdisponibles OnéliminelesséquencesdeWalsh Hadamard! 7

8 Codesutilisablesenallocationaléatoire Famillesclassiques:M séquences GénéréesparunLSFR(LinearFeedbackShiftRegister) z h1 h2 h3 hm 1 hm z 1 z 1 z 1 z 1 ai ai=ai 1hm ai m+1h1+ai mh0généréparh(x)=xm+hm 1Xm h0 Condition:H(X)irréductiblesurGF(2),primitifsurGF(2n) Laséquence(a)estdepériodeN=2n 1,oùn=deg(H) x,x l = 1 l 0, x, x 0 =N Faiblecardinalitédesous famillesdirectesintéressantes 8

9 Codesutilisablesenallocationaléatoire Famillesclassiques:EnsemblesdeGoldetdeKasami SoientlesopérateursTet [ ]: T k x =x i i k Gold: x [ k ] i = x ki 2 G u, v ={u, v, u v, u Tv, u T v,, U T N 1 v} avecuetvm séq.généréespardeheth'sansfacteurcommun Kasami: K u ={u, u w, u Tw, u T 2 w,, u T s n 3 w} S avecum séq.etw=u[s(n)],s(n)=1+2(n/2) Propriétés: Card G u, v =N 1=2 n Card K S u = N 1=2 n /2 n 1 /2 max { x, y l / x, y G u, v,0 l N 1} = t n =1 2 max { x, y l / x, y K S u, 0 l N 1} = s n =1 2 n/ 2 9

10 Codesutilisablesenallocationaléatoire ComparaisonGold/Kasami interférences multiutilisateurs 10

11 Codesutilisablesenallocationaléatoire CodesdescramblingUMTS Codesdespreading: étalementspectral+channelization suréchantillonnage:débitbit >débitchip Codesdescrambling: séparationdesutilisateurs pasdesuréchantillonnage:débitchip >débitchip 11

12 Codesutilisablesenallocationaléatoire CodesdescramblingUMTS 1seulgénérateurdecodesdegoldtrèslongs Codesbinairescomplexe(1+j,1 j, 1+j,...) Ondifférentielesutilisateursparl'initialisationduLFSR OnutilisedestronçonsdeSFbitsenguisedecodes Générateur x Données Re Cos(wct) Im Sin(wct) + S(t) Inconvénient:mauvaisesintercorrélations Avantage:lesperformancesintéressantes 12

13 Codesutilisablesenallocationaléatoire CodesUMTSvsGold/Kasami 13

14 Evaluationdesperformances 1)L'outil:NetSens DéveloppéparGuillaumeChellius Moteurévénementielmodulaireethautementconfigurable Outil de simulation destiné à la convergence des travaux sur les couches physiques et MAC/Réseaux pour les réseaux de capteurs/ad hoc Couche... Couche3 Couche2 Couche1 Noeuds Paquets Schéduleur(Core) 14

15 Evaluationdesperformances 2)Hypothèsessimplificatrices plan2dde100mx100m Nbderécepteursfixe(s)surunegrilledepas10mx10m émetteursdisposésaléatoirementsurleplan émissionencontinuenutilisantdescodesumts allocationaléatoiredescodes lesrécepteursconnaissenttouslescodes touteslesdonnéessontreçuesetanalyséespartouslesrx pasdebruitthermique(étudedel'impactdescodesseuls) QPSK 15

16 Evaluationdesperformances Rappels: Puissanced'émissionfixeetcommune TLMvoitTLMenl'absenced'interférence(signalsuffisammentfort) Récepteur Emetteur Pasdelagrille:10m Dimension:100mx100m 16

17 Evaluationdesperformances 3)Résultats Dégradationdesperformancesduesauxcodes?àl'affaiblissementcanal? 17

18 Conclusion BilansurlescodesdescramblingUMTS: candidatsàuneallocationaléatoire facileàimplémenterparrapportauxautresfamilles possibilitédefaireaisémentdescodesdelongueurvariable Ouvertures: Testerl'influencedel'affaiblissementcanal Trouverd'autresfamillesdecodes InterfaçagedecettecouchephysiquesurunecoucheMACCDMA 18

19 Mercidevotreattention 19