Motorola confidential proprietary, SR project, r0.1 MOTOROLA and the Stylized M Logo are registered in the US Patent & Trademark Office. All other product.

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1 Motorola confidential proprietary, SR project, r0.1 MOTOROLA and the Stylized M Logo are registered in the US Patent & Trademark Office. All other product or service names are the property of their respective owners. © Motorola, Inc. 2005 1 Retransmission et Turbo- égalisation

2 Motorola confidential proprietary, SR project, r0.1 MOTOROLA and the Stylized M Logo are registered in the US Patent & Trademark Office. All other product or service names are the property of their respective owners. © Motorola, Inc. 2005 2 Plan Introduction. –Turbo-égalisation. –Protocoles ARQ Hybride. Modèle du système HARQ avec Turbo-égalisation intégrée. Bornes sur les performances du récepteur ML. Performances théoriques limites. Perspectives…

3 Motorola confidential proprietary, SR project, r0.1 MOTOROLA and the Stylized M Logo are registered in the US Patent & Trademark Office. All other product or service names are the property of their respective owners. © Motorola, Inc. 2005 3 Introduction Contexte : transmission fiable de données sur canaux sélectif en fréquence à évanouissement par bloc (ex: canaux radiomobile). Détection : (physical layer) –Inter-Symbol Interference (ISI) : égalisation. –fading : les techniques de diversité. Contrôle derreur : (la sous couche MAC* de la couche de liaison) –Automatic Repeat request protocols (ARQ). –Code correcteurs derreurs (FEC). objectifs : optimisation conjointe de la détection et le décodage de canal pour maximiser le débit utile dans le système.

4 Motorola confidential proprietary, SR project, r0.1 MOTOROLA and the Stylized M Logo are registered in the US Patent & Trademark Office. All other product or service names are the property of their respective owners. © Motorola, Inc. 2005 4 Turbo-égalisation Principe: traitement conjoint de légalisation et du décodage de canal dune façon itérative. Égaliseurs à entrée souple et à sortie souples SISO (Soft-Input Soft-Output) –Égaliseur Maximum a posteriori (MAP) : optimal mais trop complexe. –Égaliseur MMSE par bloc : sous optimal et moins complexe. –Égaliseur MMSE linéaire: sous optimal mais plus simple. Performances: gain considérable par rapport à la détection disjointe.

5 Motorola confidential proprietary, SR project, r0.1 MOTOROLA and the Stylized M Logo are registered in the US Patent & Trademark Office. All other product or service names are the property of their respective owners. © Motorola, Inc. 2005 5 Gain de la turbo-égalisation

6 Motorola confidential proprietary, SR project, r0.1 MOTOROLA and the Stylized M Logo are registered in the US Patent & Trademark Office. All other product or service names are the property of their respective owners. © Motorola, Inc. 2005 6 Protocoles ARQ hybrides (HARQ) Principe: combiner les protocoles ARQ avec les codes correcteurs derreurs HARQ Type-I: chaque transmission est décodée séparément (les paquets erronés précédents sont écartés). HARQ Type-II: les transmissions multiples sont combinées avant le décodage. Il y a deux méthodes de combinaison: –Chase Combining (CC): retransmission du même mot de code. Avantages : robuste à lévanouissement (chaque transmission peut être décodée sans avoir besoin des autres transmissions). Inconvénients : non optimale en débit utile à cause de la retransmission de la totalité du mot de code. –Incremental Redundancy (IC): retransmission des versions codées différentes. Avantages : débit utile plus élevé. Inconvénients : non robuste à lévanouissement ( la première transmission subit un évanouissement profond). HARQ Type-III: combiner les deux méthodes CC et IC pour obtenir un compromis entre les deux.

7 Motorola confidential proprietary, SR project, r0.1 MOTOROLA and the Stylized M Logo are registered in the US Patent & Trademark Office. All other product or service names are the property of their respective owners. © Motorola, Inc. 2005 7 HARQ avec turbo-égalisation intégrée Codes convolutif (7,5)

8 Motorola confidential proprietary, SR project, r0.1 MOTOROLA and the Stylized M Logo are registered in the US Patent & Trademark Office. All other product or service names are the property of their respective owners. © Motorola, Inc. 2005 8 Turbo-égaliseur MMSE conjoint LLR decoder LLR to Symboles Blocs reçus à chaque transmission

9 Motorola confidential proprietary, SR project, r0.1 MOTOROLA and the Stylized M Logo are registered in the US Patent & Trademark Office. All other product or service names are the property of their respective owners. © Motorola, Inc. 2005 9 Modèle du canal Réponse impulsionnelle du canal : h=[h 0,…,h L-1 ] Les coefficients (h i) sont des variables aléatoires gaussiennes de moyenne nulle et de variance 1/L. Distribution du rapport signal sur bruit suit le modèle de Nakagami-m le plus utilisé dans les systèmes de communications radio-mobile. Rayleigh pour M=1 Rice pour M>1

10 Motorola confidential proprietary, SR project, r0.1 MOTOROLA and the Stylized M Logo are registered in the US Patent & Trademark Office. All other product or service names are the property of their respective owners. © Motorola, Inc. 2005 10 Résultats de simulations Comparaison des performances des turbo-égaliseurs MAP et MMSE sur un canal de Nakagami (L=5) Gain de légalisation conjointe dans le système HARQ type-II par rapport au type-I en utilisant Chase combining.

11 Motorola confidential proprietary, SR project, r0.1 MOTOROLA and the Stylized M Logo are registered in the US Patent & Trademark Office. All other product or service names are the property of their respective owners. © Motorola, Inc. 2005 11 Récepteur à maximum de vraisemblance La distance euclidienne à la sortie du canal en fonction de la distance de Hamming à lentrée du canal: Critère ML: h + n x codeur cdc Pour modulation BPSK :

12 Motorola confidential proprietary, SR project, r0.1 MOTOROLA and the Stylized M Logo are registered in the US Patent & Trademark Office. All other product or service names are the property of their respective owners. © Motorola, Inc. 2005 12 Performances du récepteur ML Performances des codes convolutifs : les performances sont déterminées par la borne supérieure sur lunion (Union Bound) qui nécessite la connaissance de la distribution de distances du code. Ad : Les coefficients énumérateurs de poids. (Le nombre des mots de code à la distance d du mot de code transmis). Ad pour le Code convolutif (7,5) N=1024 Probabilité derreur paquet

13 Motorola confidential proprietary, SR project, r0.1 MOTOROLA and the Stylized M Logo are registered in the US Patent & Trademark Office. All other product or service names are the property of their respective owners. © Motorola, Inc. 2005 13 Spectre de distances du canal La distance euclidienne à la sortie du canal entre deux mots de codes de distance de Hamming d, dépend de la configuration de la séquence derreur entre les deux mots.

14 Motorola confidential proprietary, SR project, r0.1 MOTOROLA and the Stylized M Logo are registered in the US Patent & Trademark Office. All other product or service names are the property of their respective owners. © Motorola, Inc. 2005 14 Système concaténé Performances : déterminées à partir de la distribution de distances du système concaténé: le code convolutif et le canal.

15 Motorola confidential proprietary, SR project, r0.1 MOTOROLA and the Stylized M Logo are registered in the US Patent & Trademark Office. All other product or service names are the property of their respective owners. © Motorola, Inc. 2005 15 Probabilité derreur paquet Les bornes supérieures et inférieures sont très proches des performances réelles du système pour le taux derreur paquet. Bornes supérieure et inférieure sur BER pour le canal AWGN et le canal nakagami (L=5) Bornes supérieure et inférieure sur FER pour le canal AWGN et le canal nakagami (L=5)

16 Motorola confidential proprietary, SR project, r0.1 MOTOROLA and the Stylized M Logo are registered in the US Patent & Trademark Office. All other product or service names are the property of their respective owners. © Motorola, Inc. 2005 16 Performances HARQ avec Chase combining

17 Motorola confidential proprietary, SR project, r0.1 MOTOROLA and the Stylized M Logo are registered in the US Patent & Trademark Office. All other product or service names are the property of their respective owners. © Motorola, Inc. 2005 17 Conclusion les performances du récepteur ML sur un canal sélectif en fréquence sont peu dégradées par rapport aux performances sur un canal sans interférence. Cest grâce à lentrelaceur qui permet de conserver la distances euclidienne des mots de codes de poids faibles. les performances dun turbo-égaliseur MMSE en terme de probabilité derreur paquet, sur un canal sélectif en fréquence à évanouissement par bloc, sont très proches des performances du récepteur ML.

18 Motorola confidential proprietary, SR project, r0.1 MOTOROLA and the Stylized M Logo are registered in the US Patent & Trademark Office. All other product or service names are the property of their respective owners. © Motorola, Inc. 2005 18 Performances Limites Objectif : étudier les performances du système avec des codes parfaits sur un canal non sélectif en fréquence. HARQ Type-III (ou Partial Incremental Redundancy PIR) : Chaque bloc b=1,...,B peut être transmis Mb fois, et le récepteur utilise MRC pour combiner les copies reçues.

19 Motorola confidential proprietary, SR project, r0.1 MOTOROLA and the Stylized M Logo are registered in the US Patent & Trademark Office. All other product or service names are the property of their respective owners. © Motorola, Inc. 2005 19 Capacité de coupure Capacité ergodique : si on suppose que lévanouissement est indépendant dun symbole à lautre. Capacité de coupure : exprime le comportement aléatoire de la capacité instantanée, à cause du nombre limité de réalisations du canal. Elle est définit pour une valeur donnée de Pout (souvent 10%). Probabilité de coupure :

20 Motorola confidential proprietary, SR project, r0.1 MOTOROLA and the Stylized M Logo are registered in the US Patent & Trademark Office. All other product or service names are the property of their respective owners. © Motorola, Inc. 2005 20 Probabilité de coupure Cas CC: B=1, M 1 =F, N 1 =L Cas IC : M b =1, B=F, N b =L

21 Motorola confidential proprietary, SR project, r0.1 MOTOROLA and the Stylized M Logo are registered in the US Patent & Trademark Office. All other product or service names are the property of their respective owners. © Motorola, Inc. 2005 21 Comparaison des performances obtenues par rapport aux performances limites

22 Motorola confidential proprietary, SR project, r0.1 MOTOROLA and the Stylized M Logo are registered in the US Patent & Trademark Office. All other product or service names are the property of their respective owners. © Motorola, Inc. 2005 22 Débit utile F : variable aléatoire qui représente de nombre de transmissions F=1,…,Fmax La fonction de masse (pmf) de F

23 Motorola confidential proprietary, SR project, r0.1 MOTOROLA and the Stylized M Logo are registered in the US Patent & Trademark Office. All other product or service names are the property of their respective owners. © Motorola, Inc. 2005 23 Perspectives-1 Généralisation : On peut généraliser létude de performances précédente pour le cas avec diversité où chaque mot de codes est transmis à travers plusieurs blocs. Stratégie de retransmission sous blocs: Les performances de système avec diversité dans le cas de chase-combining peuvent être améliorées par une stratégie qui consiste à retransmettre des sous-blocs choisis par un critère basé sur la qualité des blocs déjà reçus.

24 Motorola confidential proprietary, SR project, r0.1 MOTOROLA and the Stylized M Logo are registered in the US Patent & Trademark Office. All other product or service names are the property of their respective owners. © Motorola, Inc. 2005 24 Perspectives-2 * Evaluer le gain de IC par rapport au CC en fonction du rendement initial. * Optimiser les stratégies HARQ pour maximiser le débit utile dans les deux cas suivants: 1 - Avec information de retour plus consistant sur la qualité de réception (et non seulement ACK/NACK) 2 - Connaissance des statistiques du canal par lémetteur. -... Fin