Etude comparative des performances des liaisons SCM-VDSL (Single Carrier Modulation- Very high bit-rate Digital Subscriber Line) et DMT-VDSL (Discrete MultiTone) en présence de bruits impulsifs.

Comparative study of the performance of SCM-VDSL and DMT-VDSL transmissions in an Impulse Noise environment

• Auteur / Autrice : Meryem Ouzzif
• Direction : Ghaïs El Zein
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Rennes, INSA

Mots clés

Mots clés libres

Vdsl

Bruit Impulsif

Dmt

Scm

Egalisation

Codage Reed-Solomon

Entelacement

Puits de puissance

Bandes radio-amateurs

Résumé

La technologie VDSL succède aux systèmes ADSL pour délivrer de l'information à des débits plus élevés (dizaines de Mbps) en utilisant également la paire téléphonique comme support de transmission. Sur le plan normatif, cette technologie donne lieu actuellement à une compétition entre deux types de modulation, monoporteuse SCM et multiporteuse DMT. Les performances des transmissions VDSL dépendent, en plus des caractéristiques de l'environnement de transmission, de la modulation mise en oeuvre. En particulier, les bruits impulsifs qui se couplent sur la ligne de transmission affectent différemment les systèmes SCM-VDSL et DMT-VDSL. Ce travail de thèse aborde l'étude comparative de l'impact des bruits impulsifs sur ces deux types de systèmes. La première partie décrit les caractéristiques de l'environnement de Transmission, à savoir la fonction de transfert du canal ainsi que les bruits stationnaires, Radio-Fréquences et impulsifs susceptibles de dégrader les performances de la liaison VDSL. Elle met en évidence également les fonctionnalités des systèmes SCM-VDSL et DMT-VDSL. La deuxième partie traite de l'impact du bruit impulsif sur le système monoporteuse SCM-VDSL qui nécessite l'implémentation d'une égalisation temporelle pour pallier les interférences entre symboles (IES). Pour évaluer l'effet du bruit impulsif sur la liaison SCM-VDSL, la chaîne de transmission dans sa globalité a été modélisée avec la fonction d'égalisation. La confrontation des résultats de simulations et expérimentaux obtenus par l'injection de bruits impulsifs a permis de valider le modèle développé. La modélisation de l'impact du bruit impulsif sur le système DMT-VDSL fait l'objet de la troisième partie. Elle repose sur les caractéristiques de la modulation DMT qui rendent l'égalisation triviale. La simulation s'affranchit donc de sa mise en oeuvre et s'effectue ainsi complètement dans le domaine fréquentiel. La méthode que nous proposons a été validée en comparant les résultats obtenus à ceux fournis par une approche de modélisation classique. La dernière partie présente une étude paramétrique ayant pour objet la comparaison de l'impact du bruit impulsif sur les deux systèmes monoporteuse et multiporteuse, pour différentes configurations des paramètres propres aux systèmes (débit, paramètres du codage Reed-Solomon et de l'entrelacement), et des paramètres liés aux caractéristiques du bruit impulsif. La comparaison est effectuée également pour les deux systèmes quand des puits de puissance sont implémentés dans les bandes radio-amateurs. Les résultats obtenus permettent d'évaluer leurs performances en terme de portée et de débit d'une part, et enterme de délai requis pour la correction des erreurs occasionnéespar la présence de bruit impulsif d'autre part.

The latest DSL technology, called Very-high Digital Subscriber Line (VDSL), is intended to convey bit-rates up to 50 Mbps on the ordinary telephone access network. The standardization process is witnessing a competition between two modulation schemes: a single carrier modulation (SCM) and a multicarrier modulation (DMT). The VDSL transmissions performance depends on the electromagnetic environment as well as the implemented modulation. In particular, Impulse Noise, which is coupled on the copper lines, affects differently the SCM-VDSL and DMT-VDSL systems. The purpose of this thesis is to carry out a comparative study of the two systems in an Impulse Noise environment. First, the transmission environment characteristics are presented. The channel impulse response and the different noises liable to impair the VDSL transmission are detailed. The common transmission blocs to the two VDSL systems are explained. A second part is intended to the SCM-VDSL transmission modelling. The receiver of this system requires the implementation of an equalization structure to reduce the ISI. The consideration of Impulse Noise is carried out in the time domain. The developed simulation tool is validated through comparison with measurement results. A third part deals with the modelling of the Impulse Noise impact on DMT-VDSL transmissions. The modelling approach uses the characteristics of the DMT modulation and is led in the frequency domain. This method is simple to carry out since no equalization is needed. The two simulation tools are used in the last part to compare the two systems. First, the performance in terms of bit-rate of SCM-VDSL and DMT-VDSL is investigated for different line configurations (line length and presence of bridge taps) and for different transmission masks (with and without notches). The impact of Impulse Noise is examined for the two systems by considering the different parameters needed to optimize the robustness of the VDSL systems to this noise category.