Mohamed ET-TOLBA et Samir SAOUDI Département Signal & Communications Journées scientifiques des doctorants 16-17 novembre 2006 Transmission de données à haut débit pour la liaison descendante de l’UMTS Mohamed ET-TOLBA et Samir SAOUDI Département Signal & Communications mohamed.ettolba@enst-bretagne.fr 13/11/06

Plan Introduction Le système HSDPA Performances du système HSDPA Techniques de retransmission HARQ Résultats des simulations Conclusion et perspectives

Introduction Première génération Deuxième génération (2G) Troisième génération (3G) UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 2 Mbits/s  Applications multimédia Limitation des systèmes 3G Introduction du système HSDPA (High Speed Downlink Packet Access)  Débits supérieurs à 10 Mbits/s

Le système HSDPA Transmission en mode paquet CDMA Nouvelles technologies Modulation et codage adaptatifs Techniques de retransmission HARQ (Hybrid Automatic Repeat reQuest) Nouveaux canaux

Le système HSDPA - canaux HS-DSCH (High Speed Downlink Shared Channel) HS-DPCCH (High Speed Dedicated Physical Control Channel) HS- SCCH (High Speed Shared Control Channel) HS-DPCCH HS-PDSCH (données) HS-SCCH Station de base Station mobile

HSDPA - modulation et codage adaptatifs Adaptation de la modulation et le rendement du codage aux conditions du canal CQI (Channel Quality Indicator) QPSK ou 16-QAM Poinçonnage 0.3739 0.8883 1794.50 12791.00 16-QAM 5 15 3565 25582 16 30 0.6965 1671.50 QPSK 3319 0.1677 80.50 1 137 Rendement total Débit utile avec CRC (Kbits/s) Modulation Nombre de Codes Taille des paquets Valeur CQI

Le système HSDPA- transmission de données Ajout des bits CRC Segmentation Codage de canal Adaptation de débit PhCH #1 Agencement sur canaux physiques Réarrangement De constellation Entrelacement HSDPA Segmentation des canaux physiques PhCH #K Turbo code (R=1/3) Entrelacement sur 2 ms Arrangement sur la constellation pour 16-QAM

Le système HSDPA- structure des trames La trame HS-PDSCH Slot #2 Slot #1 Slot #0 Données SF =16 (fixe) Débit: 480-960 kbits/s Modulations: 16-QAM ou QPSK M=2 pour QPSK et M=4 pour 16-QAM

Performances – Probabilité d’erreur par paquet Connaissance parfaite du canal Max-Log-MAP 10 itérations

Performances – Débit D est le débit binaire d’information

Techniques de retransmission HARQ HARQ (Hybrid Automatic Repeat reQuest) Amélioration de la technique de modulation et codage adaptatifs Turbo code avec une stratégie de retransmission Échange d’information entre l’émetteur et le récepteur Protocole Stop-And-Wait

Hybrid ARQ- Stop And Wait + NACK ACK Soft Combining Pi,j :

Les algorithmes HARQ Algorithme de Chase Retransmissions identiques à la transmission originale Gain en termes de SNR Algorithme IR (Incremental Redundancy) Redondance supplémentaire Gain en SNR et Gain de codage

HARQ - Performances

HARQ- Performances

Conclusion et perspectives Impact du système HSDPA sur la couche physique de l'UMTS Nouvelles technologies et nouveaux canaux Bonnes performances Perspectives : Implémentations de récepteurs avancés