Solutions MIMO pour le standard IEEE802.16e

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Solutions MIMO pour le standard IEEE802.16e

• Doctorante Patricia ARMANDO

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Sommaire

• Présentation du standard IEEE802.16
• Evolution du standard IEEE802.16
• Techniques OFDM et MIMO
• Applications au standard IEEE802.16e
• Performances
• Conclusions et perspectives

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Standard IEEE802.16 (2001)

• MAN (Metropolitan Areas Network)
• Interface air pour des systèmes daccès radio
  large bande
• 10 à 66 GHz (LOS)
• 2 à 11 GHZ (NLOS)
• Mono-porteuse ou SC (Single carrier)
• Multi-porteuses ou OFDM (Orthogonal Frequency
  Division Multiplex)
• OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple
  Access)

LOS Line-of-Sight NLOS Non-Line-Of-Sight
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Standard IEEE802.16

• Evolution

Norme Débit max Mbps Fréquence GHz Portée Km Domaine dutilisation
802.16-2001 75 LOS 10-66 5 fixe
802.16ab 75 NLOS 2-11 5 fixe
802.16-2004 75 LOS 10-66 NLOS 2-11 5 fixe
802.16e 75 LOS 10-66 NLOS 2-11 5 mobile
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Standard IEEE802.16e

• Spécification des couches physiques et MAC pour
  des terminaux fixe et mobile en bandes régulées.
• Permet la mobilité des terminaux pour des
  vitesses atteignant 120 km/h.
• WiMax commercialisé
• Bande de fréquences située entre 2 à 6 GHz.
• Débit jusquà 30 Mb/s.
• Couverture de 3,5 Km.

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Technique Multi-porteuses (OFDM)

• Multi-trajets
• Pas Interférence Entre Symbole (IES) sur chaque
  sous-porteuse

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Technique Multi-porteuses (OFDM)

• P sous-porteuses
• Temps symbole OFDM P Temps symboles de la
  modulation

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Technique MIMO (Multiple-Input Multiple-Output)

• MIMO (Optionnel de le standard IEEE802.16e)
• Multiplexage spatial (Augmenter le débit utile de
  la transmission)
• Code Espace-Temps (Augmenter la diversité du
  canal de transmission la robustesse du récepteur)

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Systèmes MIMO avec codage espace-temps (STBC)

• Codage Espace-Temps dAlamouti (STBC)
• Codage Espace-Temps par Bloc dAlamouti
  orthogonaux en fréquence (STBCB)

Canal invariant sur deux durées symbole
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Insertion du Préfixe Cyclique (PC)
T
v
2T-1
T-1
0
2Tv-1
0
Tv-1

• Convolution circulaire temporelle Produit
  scalaire en fréquence
• Pas dIES sur chaque sous-porteuse
• Longueur de v supérieure ou égale à lordre dIES

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Standard IEEE802.16e

• Mono-Porteuse (SC Single carrier)
• Multi-Porteuses (OFDM)

Source Binaire
Codeur convolutif
CBS
?
Canal
bruit
Détecteur MAP
Décodeur LOG-MAP
Données Binaires
?-1
CSB
Codeur convolutif
Source Binaire
CBS
?
IFFT
PC
Canal
bruit
Décodeur LOG-MAP
Données Binaires
Détecteur MAP
?-1
CSB
FFT
PC-1
CBS convertisseur Bit/Symbole, CSB
convertisseur Symbole/Bit
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SC-MIMO
CBS convertisseur Bit/Symbole, CSB
convertisseur Symbole/Bit
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OFDM-MIMO
CBS convertisseur Bit/Symbole, CSB
convertisseur Symbole/Bit
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Performances

• Paramètres de simulation
• MDP-4
• CC(13,15), Rc1/2
• ?512
• P256
• STBCB Alamouti
• R1/2
• Tx 2 Rx1

h1(2-0,4j) (1,51,8j) 1 (1,2-1,3j)
(0,81,6j) h21 1 1
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Conclusions

• La multi-porteuses permet déliminer
  lInterférence Entre Symbole sur chaque
  sous-porteuse.
• La performance de la multi-porteuses est
  équivalente a celle dune mono-porteuse sur un
  système SISO sans IES.
• Légaliseur en mono-porteuse utilise
  linformation contenue dans lIES.
• Le système MIMO augmente la diversité du canal de
  transmission ce qui se répercute sur les
  performances des deux techniques de transmission
  utilisées.

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Perspectives

• Études des techniques de turbo-égalisation.
• Étude du diagramme EXIT pour la convergence des
  techniques de turbo-égalisation.
• Recherche de code pour lintroduction dIES dans
  le cas de lOFDM.
• Influence de la synchronisation et de
  lestimation de canal sur les performances.