Proposition de thèse - 2006

Brossier Et Siclet

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• Publié par: Fupip
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• Langue: Français

Extrait

Proposition de thèse en « Signal et Communications numériques », rentrée 2007

Égalisation et estimation de canal pour les modulations multiporteuses de type BFDM/QAM

suéranchtillonnées et BFDM/OQAM

Directeur de thèse : Jean-Marc Brossier ([e-mail])

Co-encadrant : Cyrille Siclet ([e-mail])

GIPSA-lab – Département Images et Signal, domaine universitaire, BP46, 38402 St-Martin-d’Hères Cédex

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Financement : BOURSE DU MINISTERE

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Thème : Traitement du signal et communication numériques

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Mot-clés : modulations multiporteuses, OFDM, OFDM/QAM, OFDM/OQAM, BFDM/QAM, BFDM/OQAM, estimation

de canal, égalisation, synchronisation.

Sujet

Les modulations mutliporteuses sont maintenant utilisées dans diverses applications à haut débit, que ce soit en

bande de base sur paire torsadée [1](ADSL) ou sur onde porteuse pour les transmissions sans fil [2](Télévision

Numérique Terrestre, radio numérique, IEEE802.11a/g, …). Toutes ces applications sont basées sur la même

modulation, l’OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex), même si on emploie plutôt le terme DMT

(Discrete Multitone) pour désigner la version en bande de base de cette modulation. Grâce à l’adjonction d’un

intervalle de garde [3](on parle aussi de préfixe cyclique), il est possible sous certaines conditions simplifier

considérablement l’égalisation, ce qui en fait une modulation particulièrement performante. En outre, l'OFDM a

aussi récemment été considérée dans le cadre de communications acoustiques sous-marines : ce type de canal est

en effet particulièrement sélectif, ce qui fait de l'OFDM une solution potentiellement intéressante [4].

Malgré ses avantages, l'OFDM présente aussi un certain nombre d'inconvénients : l'intervalle de garde induit une

perte d’efficacité spectrale, et, de plus, la forme d’onde utilisée sur chaque porteuse est rectangulaire, donc mal

localisée en fréquence. Enfin, le signal modulé a une dynamique qui peut être très grande ce qui est peu propice à

de l’amplification linéaire.

Des approches alternatives ont été proposées pour palier ces inconvénients, parmi lesquelles les modulations

OFDM/QAM suréchantillonnées [5] et les modulations OFDM/OQAM [6], ainsi que leurs extensions

biorthogonales (BFDM) [7]. Pour chacune de ces familles de modulation, il est possible d’utiliser une forme

d’onde non rectangulaire optimisée par rapport à un critère donné (localisation temps-fréquence, localisation

fréquentielle…).

Elles paraissent donc prometteuses et donnent plus de liberté de conception que l’OFDM

classique, même si l’égalisation est plus complexe (dans le cas OQAM) et leur implémentation plus coûteuse (en

terme de complexité opératoire).

L’objectif de cette thèse est d'étudier ces systèmes de modulation multiporteuses avancées (OFDM/QAM

suréchantillonnées et OFDM/OQAM ainsi que leurs extensions biorthogonales) et de déterminer les récepteurs

correspondant, adaptés à aux canaux de transmission radio-mobile, mais aussi acoustique sous-marin. Il s'agit donc

de dév une chaîne de communication complète utilisant et comparant ces différentes modulations à l'OFDM avec

préfixe cyclique, après adaptation des modulations. Les problèmes posés sont donc multiples : estimation de canal,

égalisation, synchronisation, non linéarités des convertisseurs numérique/analogique et analogique/numérique, …

Une partie de la thèse pourra rentrer dans le cadre du projet CONNECT financé par l'ANR.

[1] « Emetteurs-récepteurs de ligne d'abonné numérique asymétrique », IUT-T G.992.1, juin 1999

[2] « Transmission techniques for digital terrestrial TV broadcasting », Sari, H. Karam, G. , Jeanclaude, I. ,

IEEE Communication Magazine, février 1995, volume 33, issue 2, pp 100-109

[3] « Frequency domain data transmission using reduced computational complexity algorithms », Peled, A. Ruiz,

A. ,ICASSP'80, avril 1980, volume 5, pp 964-967

[4] « Parameter study of OFDM underwater communications system », Byung-Chul Kim; I-Tai Lu

OCEANS 2000, volume 2, pp 1251-1255

[5] « Analysis and design of OFDM/QAM and BFDM/QAM oversampled orthogonal and biorthogonal

multicarrier modulations », Siclet, C. Siohan, P. Pinchon, D. , ICASSP'02

[6] « An Analysis of Automatic Equalizers for Orthogonally Multiplexed QAM Systems », Hirosaki, B. , IEEE

Transactions on Communications, janvier 1980, volume 28, issue 1, pp 73-83

[7] « Application de la théorie des bancs de filtres à l'analyse et à la conception de modulations multiporteuses

orthogonales et biorthogonales », C. Siclet, thèse de doctorat de l'Université de Rennes 1, novembre 2002.