Techniques de surcharge en utilisateurs d'un canal à accès multiple

Overloading techniques on a multiple access channel

• Auteur / Autrice : Florence Nadal
• Direction : Antoine Olivier Berthet, Hikmet Sari
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés libres

Annulation d'interférences

Codage multi-niveaux

Détection multi-utilisateurs

Surchage de canal

Résumé

Cette thèse est consacrée au concept de surcharge du canal de transmission, qui intervient lorsqu’un système admet un nombre d’utilisateurs supérieur à ce que permet l’utilisation de signaux orthogonaux. Nous avons mis en évidence l’existence de deux grandes familles de constructions à l’émission autorisant un gain en efficacité spectrale par l’augmentation du nombre d’utilisateurs. La première famille de techniques mise à jour englobe les schémas utilisant des combinaisons de CDMA orthogonal et éventuellement de TDMA, et une construction proposée dans la littérature par Ross et Taylor. Nous avons examiné et comparé les performances fournies par différentes méthodes de détection multi-utilisateurs fondées sur l’annulation itérative d’interférences pouvant être appliquées à ces schémas en l’absence de codage, sur canal gaussien ou éventuellement sur canal de Rayleigh non sélectif. Nous nous sommes ensuite intéressés à des schémas relevant de la deuxième famille de construction : d’une part un schéma proposé à la suite d’une interprétation des schémas précédents en tant que codage multi-niveaux d’une constellation étendue, et d’autre part l’IDMA (Interleave-Division Multiple Access), dont les performances ont été étudiées sur canal gaussien en l’absence de codage, et comparées aux autres techniques de surcharge vues précédemment. Enfin, nous avons présenté dans un formalisme matriciel général des techniques itératives adaptées à des schémas incluant du codage canal, et pouvant être mises en œuvre sur canal gaussien ou sur canal de Rayleigh multitrajets. Plusieurs récepteurs adaptés à chaque type de schémas (CDMA ou IDMA) ont ainsi été proposés.

This thesis is dedicated to the channel overloading concept, which refers to the situation in which a system accommodates a greater number of users than allowed by the use of orthogonal signal waveforms. We showed the existence of two families of construction at the transmitter side allowing a spectral efficiency gain by the increase of the number of users. The first family of techniques includes the schemes making use of combinations of orthogonal CDMA and possibly of TDMA, and a construction proposed in the literature by Ross and Taylor. We investigated and compared the performance given by different methods of multiuser detection based on an iterative interference cancellation principle, which can be applied to these schemes in the absence of coding, on a Gaussian channel or on a non-selective Rayleigh fading channel. We next considered schemes from the second family of construction: on the one hand a scheme proposed following the interpretation of the above mentioned schemes as multilevel coding, and on the other hand IDMA (Interleave-Division Multiple Access), whose performance was studied on a Gaussian channel without coding, and compared to the other channel overloading techniques. Finally, we presented through a general matrix formalism some iterative techniques adapted to schemes with channel coding, and which can be used on a Gaussian or a Rayleigh multipath channel. Thus, several receiver structures adapted to each scheme (CDMA or IDMA) were proposed.