Partage de ressources par codes CDMA pseudo- aléatoires pour les réseaux ad-hoc Nicolas MARECHAL 2006 2ème année Master ISSI INSA Lyon Encadrants : Jean-Marie.

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1 Partage de ressources par codes CDMA pseudo- aléatoires pour les réseaux ad-hoc Nicolas MARECHAL 2006 2ème année Master ISSI INSA Lyon Encadrants : Jean-Marie Gorce, Nikolaï Lebedev 1 Projet IRAMUS

2 Plan 1. Présentation du contexte 2.Couche physique CDMA pour Ad Hoc 3.Evaluation des performances 2

3 Etude préliminaire Cadre de l'étude : Contexte Ad Hoc ( pas de centralisation ) Ressource commune: Bande Passante Mobilité Puissance limitée P max 3

4 Objectifs : Obtenir une couche physique générique Utiliser toute la bande passante S'affranchir de politique d'allocation de ressources au niveau MAC : sélection aléatoire des séquences CDMA Débit ajustable par la longueur de code Problème : Quelle famille de séquences choisir ? 4 Etude préliminaire

5 Couche physique CDMA pour Ad Hoc Présentation du CDMA Technique de multiplexage Souvent basé sur l'orthogonalité de suites de symboles On étale le signal en fréquence Facteur d'étalement : SF = T bit /T chip 5 f DSP P P/N B N.B DSP avant étalement DSP après étalement

6 Couche physique CDMA pour Ad Hoc Présentation du CDMA A l'émission on envoie S(t) = X(t)D(t) A la réception, on effectue un filtrage adapté 6 f DSP DSP du signal d'intérêt DSP du bruit f DSP DSP avant et après filtrage adapté (et LPF) f

7 Couche physique CDMA pour Ad Hoc Multiplexage de la voix montante de la norme UMTS Codes de séparation de canaux ( channelization ) : étalement spectral suréchantillonnage : débit bit -> débit chip Codes d'embrouillages ( scrambling ) : étalement spectral séparation des utilisateurs pas de suréchantillonnage : débit chip -> débit chip 7

8 Couche physique CDMA pour Ad Hoc Codes de scrambling UMTS 1 seul générateur de codes de Gold très longs Codes quaternaires (1+j, 1-j, -1+j, -1-j) On différentie les utilisateurs par l'initialisation du LFSR On utilise des tronçons de longueur SF en guise de codes Inconvénient : mauvaises intercorrélations Avantage : performances intéressantes 8 Codes Données x Re Im Cos(w c t) Sin(w c t) + S(t)

9 Evaluation des performances 1) L'outil : NetSens Développé par Guillaume Chelius (CITI – INSA Lyon / INRIA) Moteur événementiel modulaire et hautement configurable Outil de simulation destiné à la convergence des travaux sur les couches physiques et MAC/Réseau pour les réseaux de capteurs/ad-hoc 9 Couche 1 Ordonnanceur (Core) Noeuds Couche 3 Couche 2 Couche... Paquets

10 Evaluation des performances 2) Hypothèses simplificatrices Plan 2D de 100m x 100m Nb de récepteurs fixe(s) sur une grille de pas 10m x 10m Emetteurs disposés aléatoirement sur le plan Emission en continu en utilisant des codes UMTS Allocation aléatoire des codes Les récepteurs connaissent tous les codes Toutes les données sont reçues et analysées par tous les récepteurs Pas de bruit thermique (étude de l'impact des codes seuls) Modulation QPSK 10

11 Evaluation des performances 11 Rappels : Puissance d'émission fixe et commune Chaque récepteur voit chaque émetteur en l'absence d'interférence Récepteur Emetteur Pas de la grille : 10m Dimension : 100m x 100m

12 Evaluation des performances 3) Résultats 12 Efficacité dun lien : Efficacité globale : Efficacité moyenne dun émetteur :

13 Evaluation des performances 4) Analyse des résultats (1) Approximation du BER : 13

14 Evaluation des performances 4) Analyse des résultats (2) 14 Adaptation locale des facteurs détalement nécessaire

15 Evaluation des performances 4) Analyse des résultats (3) : 15 Facteur d'étalement optimal adapté sur chaque lien en fonction du SIR au niveau du récepteur

16 Conclusion Bilan Couche physique CDMA basée sur les codes d'embrouillages UMTS Possibilité d'allocation aléatoire de ressources Amélioration satisfaisante de l'efficacité globale du réseaux Ouvertures : Poursuite de l'analyse des performances et de l'influence des paramètres importants (affaiblissement canal, correction d'erreur,...) Interfaçage de cette couche physique avec une couche MAC CDMA 16

17 Merci de votre attention 17