Détection multi-utilisateurs pour l'UMTS

• Auteur / Autrice : Mahmoud Ammar
• Direction : Alain Glavieux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Brest

Mots clés

Mots clés contrôlés

Détection du signal

Systèmes de télécommunications

UMTS (norme)

Résumé

Cette thèse traite de la détection multi-utilisateurs pour la liaison montante du système radio-mobiles de troisième génération (UMTS). Le détecteur multi-utilisateurs tente d'utiliser au mieux les caractéristiques du signal reçu et les informations dont il dispose sur le canal et les signaux émis (signatures) pour trouver la séquence d'information initialement émise par chaque utilisateur. Les limitations de la détection conventionnelle nous ont amenés à envisager des techniques de détection multi-utilisateurs. Parmi celles-ci les techniques de suppression des interférences (Subtactive Interference Cancellation) sont les plus adaptées à une implémentation pratique. On distingue deux types de détecteurs à soustraction d'interférence : le détecteur à soustraction parallèle d'interférences PIC (Parellel Interference Cancellation) et le détecteur à soustraction successive d'interférences SIC (Successice Interference Cancellation). Nous nous sommes plus particulièrement intéressés au contexte de la liaison montante du système UMTS-FDD, pour laquelle toutes les signatures des utilisateurs sont connues du récepteur. Dans ce contexte, nous avons proposé une nouvelle stratégie basée sur une implémentation itérative de la suppression d'interférences qui permet de traiter ce problème dans le cas d'une transmission asynchrone sur des canaux à trajets multiples. Nous avons proposé deux méthodes de détection multi-utilisateurs. La première est basée sur la structure SIC (SIC/RAKE) et la deuxième utilise la structure PIC (PIC/RAKE). Une comparaison des performances des deux détecteurs proposés dans le contexte UMTS-FDD montre que la convergence du détecteur SIC/RAKE est plus rapide que celle du PIC/RAKE et que la structure PIC/RAKE diverge dans certaine situations. Pour compléter cette étude, nous avons proposé une nouvelle méthode d'estimation multi-utilisateurs des canaux multi-trajets. Cette méthode utilise des algorithmes d'estimation simples et conventionnels (mono-utilisateur) dans une structure de soustraction itérative d'interférences. Nous avons ainsi pu mettre en évidence les potentialités de la structure SIC/RAKE que nous avons proposée tant en terme de performances qu'en terme de robustesse vis-à-vis des erreurs d'estimation du canal.

This thesis deals with multiuser detection for the uplink transmissions of third generation radio mobile systems (UMTS). The performance of the conventional detector is limited and it can be significantly degraded by MAI and the near-far effect. These problems can, however, be combatted with multiuser detection. The multiuser detector studied in this thesis is the Subtractive Interference Canceller, chosen because of its relatively low complexity and suitability for hardware implementation. There are two main categories of cancellers: the Parellel Interference canceller (PIC) and the Successive Interference canceller (SIC). We are more particularly interested in the problem of the uplink transmissins of the UMTS-FDD system, for which all the signatures of the users are known by the receiver. In this context, we have proposed a new strategy based on an iterative implementation of the suppression of interferences which makes it possible to deal with this problem in the case of asynchronous transmission on multipath channels. We have proposed two multi-user detectors. The first one is based on the SIC structure (SIC/RAKE) and the second one uses the PIC structure (PIC/RAKE). A comparison of the performances of the two detectors proposed in a UMTS-FDD context shows that the convergence of the SIC/RAKE detector is faster than that of the PIC/RAKE and the PIC/RAKE detector diverges in certain cases. To complete this study, we have proposed a new multi-user method of multipath channel estimation. This method uses conventionel channel estimation algorithms in an iterative interference cancellation structure. We could thus highlight the potentialities of the proposed SIC/RAKE structure in terms of performances as well as in terms of robustness with respect to the errors in the channel estimation.