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Recherche & Développement 26 juin 2006 Écrêtage Inversible pour lAmplification Non-Linéaire des Signaux OFDM dans les Terminaux Mobiles Salvatore RAGUSA.

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1 Recherche & Développement 26 juin 2006 Écrêtage Inversible pour lAmplification Non-Linéaire des Signaux OFDM dans les Terminaux Mobiles Salvatore RAGUSA

2 Recherche & Développement 26 juin Contexte et Problématique LOFDM Principe, avantages et inconvénients Les Fluctuations dEnveloppe et le PAPR Les Non-Linéarités LACPR et le N_ACPR Rappels sur les Méthodes de Réduction du PAPR LÉcrêtage Classique plus Filtrage LÉcrêtage Inversible Performances de la Chaîne de Transmission Comparaison Écrêtage Classique et Inversible Résultats Finaux Conclusions et Perspectives Plan

3 Recherche & Développement 26 juin Plan Contexte et Problématique LOFDM Principe, avantages et inconvénients Les Fluctuations dEnveloppe et le PAPR Les Non-Linéarités LACPR et le N_ACPR Rappels sur les Méthodes de Réduction du PAPR LÉcrêtage Classique plus Filtrage LÉcrêtage Inversible Performances de la Chaîne de Transmission Comparaison Écrêtage Classique et Inversible Résultats Finaux Conclusions et Perspectives

4 Recherche & Développement 26 juin B3G + Wi-Fi, Wi-Max Évolution des Réseaux de Télécommunication Augmentation du débit de transfert pour un système universel intégrant les différents standards existants Contexte et Problématique qq Kbps # 100 Kbps # qq Mbps Débit Th. 1G2G3G Voix Voix + Données GSM, GPRS, EDGE Voix + Données + Vidéo + Internet UMTS, HSDPA

5 Recherche & Développement 26 juin Applications Haut-Débits Multimédia Large Bande Modulation à Efficacité Spectrale Élevée et Robuste aux Canaux Multitrajet Utilisation du Procédé de Modulation dit OFDM Modulation à Enveloppe non-constante avec Fortes Fluctuations en Amplitude Dynamique du PA en Émission Élevée Éloignement de sa Zone de Saturation Rendement Médiocre Augmentation de la Consommation Incompatibilité avec les Terminaux Mobiles Recherche de Rendement Optimal Contexte et Problématique

6 Recherche & Développement 26 juin Applications Haut-Débits Multimédia Large Bande Modulation à Efficacité Spectrale Élevée et Robuste aux Canaux Multitrajet Utilisation du Procédé de Modulation dit OFDM Modulation à Enveloppe non-constante avec Fortes Fluctuations en Amplitude Dynamique du PA en Émission Élevée Éloignement de sa Zone de Saturation Rendement Médiocre Augmentation de la Consommation Incompatibilité avec les Terminaux Mobiles Recherche de Rendement Optimal Contexte et Problématique

7 Recherche & Développement 26 juin Applications Haut-Débits Multimédia Large Bande Modulation à Efficacité Spectrale Élevée et Robuste aux Canaux Multitrajet Utilisation du Procédé de Modulation dit OFDM Modulation à Enveloppe non-constante avec Fortes Fluctuations en Amplitude Dynamique du PA en Émission Élevée Éloignement de sa Zone de Saturation Rendement Médiocre Augmentation de la Consommation Incompatibilité avec les Terminaux Mobiles Recherche de Rendement Optimal Contexte et Problématique

8 Recherche & Développement 26 juin Applications Haut-Débits Multimédia Large Bande Modulation à Efficacité Spectrale Élevée et Robuste aux Canaux Multitrajet Utilisation du Procédé de Modulation dit OFDM Modulation à Enveloppe non-constante avec Fortes Fluctuations en Amplitude Dynamique du PA en Émission Élevée Éloignement de sa Zone de Saturation Rendement Médiocre Augmentation de la Consommation Incompatibilité avec les Terminaux Mobiles Recherche de Rendement Optimal Contexte et Problématique

9 Recherche & Développement 26 juin Applications Haut-Débits Multimédia Large Bande Modulation à Efficacité Spectrale Élevée et Robuste aux Canaux Multitrajet Utilisation du Procédé de Modulation dit OFDM Modulation à Enveloppe non-constante avec Fortes Fluctuations en Amplitude Dynamique du PA en Émission Élevée Éloignement de sa Zone de Saturation Rendement Médiocre Augmentation de la Consommation Incompatibilité avec les Terminaux Mobiles Recherche de Rendement Optimal Contexte et Problématique

10 Recherche & Développement 26 juin Applications Haut-Débits Multimédia Large Bande Modulation à Efficacité Spectrale Élevée et Robuste aux Canaux Multitrajet Utilisation du Procédé de Modulation dit OFDM Modulation à Enveloppe non-constante avec Fortes Fluctuations en Amplitude Dynamique du PA en Émission Élevée Éloignement de sa Zone de Saturation Rendement Médiocre Augmentation de la Consommation Incompatibilité avec les Terminaux Mobiles Recherche de Rendement Optimal Contexte et Problématique

11 Recherche & Développement 26 juin Applications Haut-Débits Multimédia Large Bande Modulation à Efficacité Spectrale Élevée et Robuste aux Canaux Multitrajet Utilisation du Procédé de Modulation dit OFDM Modulation à Enveloppe non-constante avec Fortes Fluctuations en Amplitude Dynamique du PA en Émission Élevée Éloignement de sa Zone de Saturation Rendement Médiocre Augmentation de la Consommation Incompatibilité avec les Terminaux Mobiles Recherche de Rendement Optimal Contexte et Problématique

12 Recherche & Développement 26 juin Techniques Basées sur lÉlectronique (PA) ou sur le Traitement du Signal Techniques Appliquées sur le Signal dEntrée Objectif : Réduction des Fluctuations dEnveloppe Saturation du Signal dEntrée Choix de la Méthode dÉcrêtage plus Filtrage Contexte et Problématique

13 Recherche & Développement 26 juin Techniques Basées sur lÉlectronique (PA) ou sur le Traitement du Signal Techniques Appliquées sur le Signal dEntrée Objectif : Réduction des Fluctuations dEnveloppe Saturation du Signal dEntrée Choix de la Méthode dÉcrêtage plus Filtrage Contexte et Problématique

14 Recherche & Développement 26 juin Techniques Basées sur lÉlectronique (PA) ou sur le Traitement du Signal Techniques Appliquées sur le Signal dEntrée Objectif : Réduction des Fluctuations dEnveloppe Saturation du Signal dEntrée Choix de la Méthode dÉcrêtage plus Filtrage Contexte et Problématique

15 Recherche & Développement 26 juin Techniques Basées sur lÉlectronique (PA) ou sur le Traitement du Signal Techniques Appliquées sur le Signal dEntrée Objectif : Réduction des Fluctuations dEnveloppe Saturation du Signal dEntrée Choix de la Méthode dÉcrêtage plus Filtrage Contexte et Problématique

16 Recherche & Développement 26 juin Techniques Basées sur lÉlectronique (PA) ou sur le Traitement du Signal Techniques Appliquées sur le Signal dEntrée Objectif : Réduction des Fluctuations dEnveloppe Saturation du Signal dEntrée Choix de la Méthode dÉcrêtage plus Filtrage (Point de Départ) Contexte et Problématique

17 Recherche & Développement 26 juin Plan Contexte et Problématique LOFDM Principe, avantages et inconvénients Les Fluctuations dEnveloppe et le PAPR Les Non-Linéarités LACPR et le N_ACPR Rappels sur les Méthodes de Réduction du PAPR LÉcrêtage Classique plus Filtrage LÉcrêtage Inversible Performances de la Chaîne de Transmission Comparaison Écrêtage Classique et Inversible Résultats Finaux Conclusions et Perspectives

18 Recherche & Développement 26 juin Né dans les années 50-60, seulement dans les années 80 on prend conscience de son intérêt Évolution des technologies existantes : numérique, FFT, … Applications : DAB, DVB, HyperLAN II, a/g/n, Wi-Max, Wi-Media Un flux de données bas débit est parallélisé sur N sous-porteuses orthogonales entre elles LOFDM

19 Recherche & Développement 26 juin Équation du Signal OFDM émis : LOFDM Base Orthogonale en Fréquence :

20 Recherche & Développement 26 juin Le Principe : LOFDM b 0,b 1, … Éléments binaires T B B/Q-PSK M-QAM c 0,c 1, …, c k-1 Symboles numériques T C c0c0 c1c1 c k-1 ………………….. c1c1 c k-1 c0c0 ………………….. Table corresp. Tampon Symbole OFDM T U c1c1 c0c0 c k-1 …………………. Banc de N sous porteuses e 2 j f 0 t e 2 j( f 0 + 1/ T U )t e 2 j( f 0 + 1/ T U [N-1] )t IFFT

21 Recherche & Développement 26 juin Avantages Interférence Entre Symboles (IES) Faible Encombrement Spectral Optimal Canal Invariant Localement Codage LOFDM

22 Recherche & Développement 26 juin Avantages Interférence Entre Symboles (IES) Faible : Ajout d'un intervalle de garde Delta Robustesse du signal OFDM aux trajets multiples En réception IES acceptable [Ziemer-1997] LOFDM T si - 1 TUTU TUTU T si t

23 Recherche & Développement 26 juin Avantages Encombrement Spectral Optimal : Orthogonalité entre les sous-porteuses Chevauchement des spectres Optimisation de l'occupation spectrale [Chang-1966] LOFDM N sous-porteuses B1B1 B2B2

24 Recherche & Développement 26 juin Avantages Canal Invariant Localement : Bande passante de chaque sous-porteuses petite devant la totalité de la bande passante du signal OFDM Réponse fréquentielle du canal plate au niveau de chaque sous-porteuses : évanouissement lent LOFDM N sous-porteuses Bande passante OFDM Réponse du Canal

25 Recherche & Développement 26 juin Avantages Codage : Codage convolutif des bits transmis, Entrelacement temporel, Entrelacement fréquentiel OFDM Codé (COFDM) Indépendance du canal, Meilleure résistance au bruit LOFDM

26 Recherche & Développement 26 juin Inconvénients Sensibilité à la Désynchronisation Émetteur / Récepteur Fluctuations dEnveloppe Importantes LOFDM

27 Recherche & Développement 26 juin Inconvénients Sensibilité à la Désynchronisation Émetteur / Récepteur : Offsets en fréquence entre les Oscillateurs Locaux RF Translation fréquentielle perturbant l'orthogonalité des N sous-porteuses [Keller-2001] LOFDM

28 Recherche & Développement 26 juin Inconvénients Fluctuations dEnveloppe Importantes : Fortes fluctuations d'enveloppe [Dinur-2001] Grande linéarité du PA Rendement médiocre (linéarité et rendement divergent) Consommation Incompatibilité avec une application mobile LOFDM

29 Recherche & Développement 26 juin Plan Contexte et Problématique LOFDM Principe, avantages et inconvénients Les Fluctuations dEnveloppe et le PAPR Les Non-Linéarités LACPR et le N_ACPR Rappels sur les Méthodes de Réduction du PAPR LÉcrêtage Classique plus Filtrage LÉcrêtage Inversible Performances de la Chaîne de Transmission Comparaison Écrêtage Classique et Inversible Résultats Finaux Conclusions et Perspectives

30 Recherche & Développement 26 juin Les excursions en amplitude et donc en puissance, sont caractérisées par la métrique dite Peak-to- Average Power Ratio (PAPR) Le PAPR peut être défini en Bande de Base (BdB) ou en RadioFréquences (RF) De façon générale, le PAPR est défini comme le rapport entre la puissance maximale et la puissance moyenne du signal sur un intervalle de temps T Les Fluctuations dEnveloppe et le PAPR

31 Recherche & Développement 26 juin Les Fluctuations dEnveloppe et le PAPR Définition du PAPR en RF : avec

32 Recherche & Développement 26 juin Les Fluctuations dEnveloppe et le PAPR Définition du PAPR en BdB (cas OFDM) Supposons que T = N SYM x T S où N SYM et T S représentent le nombre de symboles OFDM et leur durée respectivement Dépendance du PAPR de N SYM : avec

33 Recherche & Développement 26 juin Les Fluctuations dEnveloppe et le PAPR Relation entre le PAPR en RF et le PAPR en BdB : Lidentité est atteinte lorsque les puissances instantanées RF et BdB ont le même MAX au même instant t. Dans les télécommunications cest souvent le cas car f c >> 1/T S

34 Recherche & Développement 26 juin Plan Contexte et Problématique LOFDM Principe, avantages et inconvénients Les Fluctuations dEnveloppe et le PAPR Les Non-Linéarités LACPR et le N_ACPR Rappels sur les Méthodes de Réduction du PAPR LÉcrêtage Classique plus Filtrage LÉcrêtage Inversible Performances de la Chaîne de Transmission Comparaison Écrêtage Classique et Inversible Résultats Finaux Conclusions et Perspectives

35 Recherche & Développement 26 juin Effets des Non-Linéarités sur le Signal de Sortie et Solutions Caractéristique non-linéaire polynomiale de transfert (Écrêtage, PA, …) : Les Non-Linéarités, lACPR et le N_ACPR Produits dIntermodulation (IMn)

36 Recherche & Développement 26 juin Adjacent Channel Power Ratio (ACPR) : Définition Rapport entre la puissance du canal adjacent P BA (lower ou upper) et la puissance du canal principal P BU Remontée spectrale due au IMn Les Non-Linéarités, lACPR et le N_ACPR

37 Recherche & Développement 26 juin Adjacent Channel Power Ratio (ACPR) : N = 2 Supposons que v e (t) soit un signal à 2 tons. Lamplitude réelle A est normalisée P BU = C, IMn f(N, A) IMn = f(N) Caractéristique non-linéaire polynomiale (sans mémoire) de 3 ème ordre impair : n pairs loin de la bande utile et n > 3 négligeables Lexpression de lACPR = f(a 1, a 3, A ) est la suivante : Les Non-Linéarités, lACPR et le N_ACPR

38 Recherche & Développement 26 juin Adjacent Channel Power Ratio (ACPR) : N quelconque Signal multiporteuse générique Caractéristique non-linéaire polynomiale (sans mémoire) de 3 ème ordre impair : n pairs loin de la bande utile et n > 3 négligeables Lexpression du signal de sortie est alors la suivante : Les Non-Linéarités, lACPR et le N_ACPR

39 Recherche & Développement 26 juin Adjacent Channel Power Ratio (ACPR) : N quelconque Puissance du canal principal Puissance du canal adjacent Calcul de lACPR = f(a 1, a 3, A, N) Les Non-Linéarités, lACPR et le N_ACPR

40 Recherche & Développement 26 juin Adjacent Channel Power Ratio (ACPR) : N quelconque Validation par simulation du modèle théorique : les deux résultats sont identiques Les Non-Linéarités, lACPR et le N_ACPR

41 Recherche & Développement 26 juin Adjacent Channel Power Ratio (ACPR) : N quelconque Formule dinversion pour un ACPR donné Déduction du rapport |a 1 /a 3 | Possibilité de limiter le choix parmi différents dispositifs (par ex. amplificateurs de puissance) Les Non-Linéarités, lACPR et le N_ACPR

42 Recherche & Développement 26 juin Le Nouveau Adjacent Channel Power Ratio (N_ACPR) La puissance du canal principal ne tient pas en compte les IMn qui peuvent devenir prépondérants sur le signal utile Le N_ACPR caractérise la remontée spectrale réelle Les Non-Linéarités, lACPR et le N_ACPR

43 Recherche & Développement 26 juin Le Nouveau Adjacent Channel Power Ratio (N_ACPR) Calcul du N_ACPR = f(a 1, a 3, A, N ) N = 2N quelconque Les Non-Linéarités, lACPR et le N_ACPR Validation par simulation du modèle théorique : les deux résultats sont identiques Formule dinversion

44 Recherche & Développement 26 juin Comparaison entre ACPR et N_ACPR Pour N 256 ACPR = N_ACPR N_ACPR > ACPR pour N qui croit Il prend mieux en compte la remontée spectrale due aux IMn Les Non-Linéarités, lACPR et le N_ACPR =0dB N=256 =1dB N=512 =3dB N=1000 =N_ACPR-ACPR

45 Recherche & Développement 26 juin Plan Contexte et Problématique LOFDM Principe, avantages et inconvénients Les Fluctuations dEnveloppe et le PAPR Les Non-Linéarités LACPR et le N_ACPR Rappels sur les Méthodes de Réduction du PAPR LÉcrêtage Classique plus Filtrage LÉcrêtage Inversible Performances de la Chaîne de Transmission Comparaison Écrêtage Classique et Inversible Résultats Finaux Conclusions et Perspectives

46 Recherche & Développement 26 juin Il existe différentes techniques : Selective Mapping Codage Reed-Muller Tone Reservation Écrêtage (Classique) plus Filtrage Rappels sur les Méthodes de Réduction du PAPR

47 Recherche & Développement 26 juin Il existe différentes techniques : Selective Mapping : Codage Reed-Muller Tone Reservation Écrêtage (Classique) plus Filtrage Rappels sur les Méthodes de Réduction du PAPR Choix du mapping à PAPR plus faible

48 Recherche & Développement 26 juin Il existe différentes techniques : Selective Mapping : Codage Reed-Muller : Tone Reservation Écrêtage (Classique) plus Filtrage Rappels sur les Méthodes de Réduction du PAPR Utilisation du codage pour fixer le PAPR à 3 dB Choix du mapping à PAPR plus faible

49 Recherche & Développement 26 juin Il existe différentes techniques : Selective Mapping : Codage Reed-Muller : Tone Reservation : Écrêtage (Classique) plus Filtrage Rappels sur les Méthodes de Réduction du PAPR Utilisation du codage pour fixer le PAPR à 3 dB Ajout de signal afin de diminuer son PAPR Choix du mapping à PAPR plus faible

50 Recherche & Développement 26 juin Il existe différentes techniques : Selective Mapping : Codage Reed-Muller : Tone Reservation : Écrêtage (Classique) plus Filtrage : Rappels sur les Méthodes de Réduction du PAPR Utilisation du codage pour fixer le PAPR à 3 dB Ajout de signal afin de diminuer son PAPR Saturation du signal Choix du mapping à PAPR plus faible

51 Recherche & Développement 26 juin Il existe différentes techniques : Selective Mapping : Codage Reed-Muller : Tone Reservation : Écrêtage (Classique) plus Filtrage : Critère de choix : pas de traitement supplémentaire du côté récepteur et simplicité à mettre en œuvre Écrêtage (Classique) plus Filtrage réalisé par le filtre de canal de la norme (IEEE a) Rappels sur les Méthodes de Réduction du PAPR Utilisation du codage pour fixer le PAPR à 3 dB Ajout de signal afin de diminuer son PAPR Saturation du signal Choix du mapping à PAPR plus faible

52 Recherche & Développement 26 juin Plan Contexte et Problématique LOFDM Principe, avantages et inconvénients Les Fluctuations dEnveloppe et le PAPR Les Non-Linéarités LACPR et le N_ACPR Rappels sur les Méthodes de Réduction du PAPR LÉcrêtage Classique plus Filtrage LÉcrêtage Inversible Performances de la Chaîne de Transmission Comparaison Écrêtage Classique et Inversible Résultats Finaux Conclusions et Perspectives

53 Recherche & Développement 26 juin Principe Saturation du signal selon la loi : LÉcrêtage Classique plus Filtrage Niveau décrêtage Valeur quadratique moyenne du signal OFDM avant écrêtage

54 Recherche & Développement 26 juin Principe Saturation du signal selon la loi : LÉcrêtage Classique plus Filtrage

55 Recherche & Développement 26 juin Avantages Simplicité de mise en œuvre. Si en bande de base Fonctions en numérique Système encore moins complexe Filtrage réalisé par le filtre de canal (Nyquist) de la norme (IEEE a) Inconvénients Génération de produits dintermodulation (IMn) Bruit dintermodulation (Bruit PI) Interférence Entre Symboles Non-Linéaire (IES NL) Point critique : Dégradation du BER Amélioration de la méthode par élimination de ces dégradations Techniques Itératives (Bruit PI) et dInversion (IES NL) LÉcrêtage Classique plus Filtrage

56 Recherche & Développement 26 juin Plan Contexte et Problématique LOFDM Principe, avantages et inconvénients Les Fluctuations dEnveloppe et le PAPR Les Non-Linéarités LACPR et le N_ACPR Rappels sur les Méthodes de Réduction du PAPR LÉcrêtage Classique plus Filtrage LÉcrêtage Inversible Performances de la Chaîne de Transmission Comparaison Écrêtage Classique et Inversible Résultats Finaux Conclusions et Perspectives

57 Recherche & Développement 26 juin Principe Le système décrêtage inversible se compose de 3 fonctions : -Fonction décrêtage soft y = f(x) saturant le signal à y sat pour x(t) = x sat -Fonction de filtrage pour un ACPR acceptable. Filtre de Nyquist de la norme IEEE a -Fonction dinversion f -1 (x) compensant les effets de lécrêtage soft (IES NL) LÉcrêtage Inversible

58 Recherche & Développement 26 juin Principe Cette méthode de Réduction du PAPR permet de masquer une non-linéarité (PA) par une autre plus forte. Linversion à la réception garantit une IES NL acceptable LÉcrêtage Inversible

59 Recherche & Développement 26 juin Principe Cette méthode de Réduction du PAPR permet de masquer une non-linéarité (PA) par une autre plus forte. Linversion à la réception garantit une IES NL acceptable LÉcrêtage Inversible

60 Recherche & Développement 26 juin Positionnement Lécrêtage inversible est réalisé en bande de base LÉcrêtage Inversible

61 Recherche & Développement 26 juin Fonction dÉcrêtage Lécrêtage soft est réalisé à laide dune fonction polynomiale LÉcrêtage Inversible Niveau de saturation Valeur quadratique moyenne du signal OFDM avant écrêtage

62 Recherche & Développement 26 juin Fonction dÉcrêtage Lécrêtage soft est réalisé à laide dune fonction polynomiale LÉcrêtage Inversible f(x) f -1 (x)

63 Recherche & Développement 26 juin Plan Contexte et Problématique LOFDM Principe, avantages et inconvénients Les Fluctuations dEnveloppe et le PAPR Les Non-Linéarités LACPR et le N_ACPR Rappels sur les Méthodes de Réduction du PAPR LÉcrêtage Classique plus Filtrage LÉcrêtage Inversible Performances de la Chaîne de Transmission Comparaison Écrêtage Classique et Inversible Résultats Finaux Conclusions et Perspectives

64 Recherche & Développement 26 juin Chaîne Simulée (ADS) et Conditions de Simulation Performances de la Chaîne de Transmission Filtre de Nyquist Roll-off = 0.35 BW = 20 MHz AM/AM Non AM/PM Non Effet mémoire P in sat = [-9:1:-4] dBm IBO = [0:1:5] dB P in 1dB = -12 dBm Eb/No = [0:2:14] dB

65 Recherche & Développement 26 juin Définition générale du Back-off du PA IBO/OBO = Recul en entrée/sortie de la puissance moyenne du signal à amplifier par rapport à la puissance de saturation du PA Performances de la Chaîne de Transmission

66 Recherche & Développement 26 juin Mesure par Simulation Deux principaux cas PA sans Canal bruité PA avec Canal bruité Masquage du PA, Gain dinversion, Effets du bruit Performances de la Chaîne de Transmission

67 Recherche & Développement 26 juin Mesure par Simulation Deux principaux cas PA sans Canal bruité PA avec Canal bruité Masquage du PA, Gain dinversion, Effets du bruit Performances de la Chaîne de Transmission

68 Recherche & Développement 26 juin Mesure par Simulation de lACPR, BER et EVM (PA sans Canal bruité) Points de mesure Performances de la Chaîne de Transmission

69 Recherche & Développement 26 juin Mesure par Simulation de lACPR, BER et EVM (PA sans Canal bruité) ACPR après PA vs (CR, IBO) Performances de la Chaîne de Transmission Forte écrêtage Indépendance du PA Faible écrêtage Impact du PA

70 Recherche & Développement 26 juin Mesure par Simulation de lACPR, BER et EVM (PA sans Canal bruité) BER avant et après Inversion vs (CR, IBO) Performances de la Chaîne de Transmission Forte écrêtage Gain dinversion Faible écrêtage Prédominance du PA dans les 2 cas

71 Recherche & Développement 26 juin Mesure par Simulation de lACPR, BER et EVM (PA sans Canal bruité) EVM avant et après Inversion vs (CR, IBO) Performances de la Chaîne de Transmission Forte écrêtage Gain dinversion Faible écrêtage Prédominance du PA dans les 2 cas

72 Recherche & Développement 26 juin Mesure par Simulation du BER et EVM (PA avec Canal bruité) Points de mesure Performances de la Chaîne de Transmission

73 Recherche & Développement 26 juin Mesure par Simulation du BER et EVM (PA avec Canal bruité) BER vs (IBO, Eb/No) Performances de la Chaîne de Transmission Faible bruit + IBO grand Bonnes performances Fort bruit + IBO petit Mauvaises performances

74 Recherche & Développement 26 juin Mesure par Simulation du BER et EVM (PA avec Canal bruité) EVM vs (IBO, Eb/No) Performances de la Chaîne de Transmission Faible bruit + IBO grand Bonnes performances Fort bruit + IBO petit Mauvaises performances

75 Recherche & Développement 26 juin Plan Contexte et Problématique LOFDM Principe, avantages et inconvénients Les Fluctuations dEnveloppe et le PAPR Les Non-Linéarités LACPR et le N_ACPR Rappels sur les Méthodes de Réduction du PAPR LÉcrêtage Classique plus Filtrage LÉcrêtage Inversible Performances de la Chaîne de Transmission Comparaison Écrêtage Classique et Inversible Résultats Finaux Conclusions et Perspectives

76 Recherche & Développement 26 juin CCDF(PAPR) = Prob(PAPR>papr) et BER Comparaison Écrêtage Classique et Inversible Soft 2 dB Classique 5 dB Effet de linversion lorsque le bruit diminue Même si le gain en PAPR du Classique est meilleur que lInversible, les performances en BER sont toujours améliorées par linversion

77 Recherche & Développement 26 juin ACPR après filtre Comparaison Écrêtage Classique et Inversible Linéarité croissante de la fonction décrêtage classique lorsque le CR augmente

78 Recherche & Développement 26 juin BER en fonction du CR Comparaison Écrêtage Classique et Inversible Meilleure performance de lécrêtage soft Écrêtage Inversible : bon compromis entre la réduction du PAPR, lACPR et la qualité du signal

79 Recherche & Développement 26 juin Plan Contexte et Problématique LOFDM Principe, avantages et inconvénients Les Fluctuations dEnveloppe et le PAPR Les Non-Linéarités LACPR et le N_ACPR Rappels sur les Méthodes de Réduction du PAPR LÉcrêtage Classique plus Filtrage LÉcrêtage Inversible Performances de la Chaîne de Transmission Comparaison Écrêtage Classique et Inversible Résultats Finaux Conclusions et Perspectives

80 Recherche & Développement 26 juin Deux Contextes Sans système décrêtage inversible + IBO = 6 dB Avec système décrêtage inversible + IBO = 5 dB Résultats Finaux IBO = 6 dB

81 Recherche & Développement 26 juin Deux Contextes Sans système décrêtage inversible + IBO = 6 dB Avec système décrêtage inversible + IBO = 5 dB Résultats Finaux IBO = 5 dB

82 Recherche & Développement 26 juin Mesure du BER dans les 2 Cas Résultats Identiques Gain Réel en IBO = 1 dB dû à lÉcrêtage Inversible Résultats Finaux

83 Recherche & Développement 26 juin Impact sur le Rendement du PA Résultats Finaux ΔIBO 1 dB P sat P mean IBO 6dB 5dB

84 Recherche & Développement 26 juin Impact sur le Rendement du PA Résultats Finaux Rendement

85 Recherche & Développement 26 juin Impact sur le Rendement du PA Réduction de la Consommation du PA Gain de Tx Résultats Finaux Rendement

86 Recherche & Développement 26 juin Plan Contexte et Problématique LOFDM Principe, avantages et inconvénients Les Fluctuations dEnveloppe et le PAPR Les Non-Linéarités LACPR et le N_ACPR Rappels sur les Méthodes de Réduction du PAPR LÉcrêtage Classique plus Filtrage LÉcrêtage Inversible Performances de la Chaîne de Transmission Comparaison Écrêtage Classique et Inversible Résultats Finaux Conclusions et Perspectives

87 Recherche & Développement 26 juin Système dÉcrêtage Inversible Réduction du PAPR ACPR acceptable sans complexité Filtre de la norme IEEE a Compensation de lIES NL par inversion à la réception Dynamique du signal moins importante Gain sur lIBO du PA Gain sur son Rendement et sur sa Consommation Tx ) pour le même BER Nouveau ACPR (N_ACPR) qui prend mieux en compte la remontée spectrale due aux IMn Déduction des expressions de lACPR et du N_ACPR en fonction de (a 1, a 3, A, N) Validation par simulation des modèles théoriques Formules dinversion Conclusions

88 Recherche & Développement 26 juin Étude sur le Bruit dIntermodulation Technique Itérative très prometteuse Performances du Système dÉcrêtage Inversible en présence dun canal multitrajet avec évanouissement et des signaux de blocage (« blockers ») en réception Expressions théoriques de lACPR et du N_ACPR dans le cas à phase aléatoire Validation des résultats de simulation à laide dun banc de mesure (système réel) Perspectives

89 Recherche & Développement 26 juin Adjacent Channel Power Ratio (ACPR) : N quelconque Puissance du canal principal Formule de récurrence : N = 2M (pair) Formule de récurrence : N = 2M-1 (impair) Les Non-Linéarités, LACPR et le N_ACPR

90 Recherche & Développement 26 juin Adjacent Channel Power Ratio (ACPR) : N quelconque Puissance du canal adjacent Les Non-Linéarités, LACPR et le N_ACPR

91 Recherche & Développement 26 juin Adjacent Channel Power Ratio (ACPR) : N quelconque Posons : Les Non-Linéarités, LACPR et le N_ACPR Formule dinversion pour un ACPR donné Possibilité de limiter le choix parmi différents dispositifs (par ex. amplificateurs de puissance)

92 Recherche & Développement 26 juin Équation du Signal OFDM émis avec GI : LOFDM Symbole OFDM GI

93 Recherche & Développement 26 juin Choix préalable du CR égal à 0.9 ACPR après Filtre : Cas Écrêtage Classique

94 Recherche & Développement 26 juin f(x) pour différents valeurs de CR Fonctions f(x) : Cas Écrêtage Inversible


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