Prototypage d’un système MIMO-MC-CDMA sur plateforme hétérogène

by Christophe Le Guellaut

Doctoral thesis in Électronique

Under the supervision of Fabienne Uzel-Nouvel.

defended on 2009

in Rennes, INSA , under the authority of École doctorale Mathématiques, télécommunications, informatique, signal, systèmes, électronique (Rennes) .

Thesis committee members: Ghaïs El Zein.

Alternative Title

Prototyping of a MIMO-MC-CDMA system on an heterogeneous platform

Abstract

This thesis deals with the implementation of communication systems into a SUNDANCE heterogeneous latform, composed of DSPs and FPGAs in the context of convergence of local area networks and cellular networks. The hysical layer of our system is based on MIMO-MC-CDMA with two transmit antennas and two receive antennas. IMO-MCCDMA combines spectrum spreading, OFDM, and Alamouti space-time coding, so that it benefits from frequency diversity and spatial diversity. Our work leads to the implementation of the baseband transmitter, including start of frame detection and channel estimation. Studies concerning the radiofrequency stages are presented. Our baseband implementation raises the question of the hardware requirements for next generation wireless networks. To this end, we have proposed a very efficient transmitting scheme for MIMO-OFDM systems. Besides, a new application has been designed to promote our platform.

keywords

• Multiplexage -- Accès multiple par différence de code -- Réseaux logiques programmables par l'utilisateur -- Communications par étalement du spectre -- Multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence -- Antennes-réseaux

Abstract

Les travaux de ce mémoire de thèse portent sur la mise en œuvre d’un prototype de système de communications sur une plateforme hétérogène SUNDANCE combinant DSP et FPGA dans le contexte de la convergence des réseaux locaux et cellulaires. La couche physique du système repose sur la technique MIMO-MC-CDMA avec deux antennes d’émission et deux antennes de réception. La technique MIMO-MC-CDMA combine l’étalement de spectre, l’OFDM et le codage temps-espace d’Alamouti, profitant de la diversité fréquentielle et de la diversité spatiale. Les travaux menés dans cette thèse ont permis de développer la partie numérique du modem, synchronisation et estimation de canal incluses. Des études complémentaires sur la partie analogique sont également présentées. Les résultats d’implantation de la partie numérique pose la question du dimensionnement adéquat de la plateforme pour les futurs systèmes de communications. Ces travaux ont également permis de proposer un nouveau schéma de transmission particulièrement économe en ressources matérielles pour les applications MIMO-OFDM à plus de deux antennes d’émission. En outre, la plateforme s’est enrichie d’une nouvelle application pour valoriser le prototype obtenu.