On the System Level Performance of MC-CDMA Systems in the Downlink - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2006

On the System Level Performance of MC-CDMA Systems in the Downlink

Performance des systèmes MC-CDMA sur la liaison descendante

Résumé

The MC-CDMA multi-carrier spread spectrum scheme is a potential candidate for the air interfaces of future mobile radio systems. This scheme benefits from the robustness of OFDM multi-carrier transmission to multi-path propagation on one hand and on the other hand from the flexibility of CDMA code division multiple access technique. This thesis investigates the system level performance of MC-CDMA scheme in the downlink. The goal is to validate at the system level the concepts and algorithms of MC-CDMA physical layer.
The thesis addresses two connected themes. The first theme concerns the abstraction of the physical layer at the system level. This theme is also referred to as the link to system level interfacing. The main objective of the physical layer abstraction is to define an adequate measure that allows to predict the transmission quality at the system level. In this thesis, we consider the physical layer abstraction with respect to two time scales. The first time scale is macroscopic and averages the transmission of several data frames experiencing independent channel fading realizations. The second time scale is microscopic and includes only one data frame experiencing a particular channel fading realization. The macroscopic abstraction is appropriate for evaluating the system level performance through static system level simulations, whereas the microscopic abstraction is more appropriate for more accurate evaluation of the system level performance and for proper investigation of link adaptation algorithms through dynamic system level simulations. In our study, we analyze the problems raised by the two types of abstraction and propose novel and appropriate solutions.
The second theme concerns the evaluation of the cellular capacity performances of the MC-CDMA physical layer for different algorithms and configurations. Using the macroscopic abstraction, we develop a semi-analytical methodology for evaluating the cellular capacity. The capacity is evaluated at both the link level through a novel capacity indicator and at the system level through Monte Carlo static system simulations. The methodology developed here is a pragmatic and efficient tool to identify the physical layer configurations that are best suited for a given environment.

Keywords - MC-CDMA, interference modelling, link to system interface, cellular capacity, system level simulations.
La technique de transmission multi-porteuse à étalement de spectre, MC-CDMA, est un candidat potentiel pour les interfaces radio des futurs systèmes radio mobiles. Cette technique bénéficie d'une part de la robustesse de la transmission multi-porteuse OFDM face à la propagation multi-trajets et d'autre part de la flexibilité de l'accès multiple à répartition par codes CDMA. Cette thèse s'intéresse à l'étude des performances systèmes de la technique MC-CDMA en voie descendante. L'objectif est de valider au niveau système les concepts et algorithmes de la couche physique MC-CDMA.
La thèse s'articule autour de deux thématiques qui sont liées. La première thématique concerne l'abstraction de la couche physique au niveau système. Cette thématique est aussi connue sous le nom d'interfaçage entre les niveaux lien physique et système. L'abstraction de la couche physique a pour principal objectif de définir une mesure adéquate pour prédire la qualité de transmission au niveau système. Dans cette thèse, nous étudions l'abstraction de la couche physique suivant deux échelles de temps. La première échelle est macroscopique et porte sur la transmission de plusieurs trames de données subissant des évanouissements de canal indépendants. La deuxième échelle est dite microscopique et porte sur la transmission d'une seule trame de données subissant un évanouissement particulier du canal. L'abstraction macroscopique est appropriée pour une évaluation des performances systèmes par des simulations systèmes statiques alors que l'abstraction microscopique est plus appropriée pour une évaluation plus précise des performances systèmes ainsi que pour étudier les algorithmes d'adaptation de lien par des simulations systèmes dynamiques. Dans notre étude, nous analysons les problèmes soulevés par les deux types d'abstraction et proposons des nouvelles solutions appropriées.
La deuxième thématique concerne l'évaluation de la capacité cellulaire des algorithmes et configurations de la couche physique MC-CDMA. En utilisant l'abstraction macroscopique, nous développons une méthodologie semi analytique d'évaluation de la capacité cellulaire. L'évaluation de la capacité est faite aussi bien au niveau lien à travers un nouvel indicateur de capacité qu'au niveau système à travers un simulateur statique de type Monte Carlo. La méthodologie développée ici est un outil simple et efficace pour identifier les algorithmes et configurations de couche physique les mieux adaptés pour un environnement donné.

Mots clefs - MC-CDMA, modélisation d'interférence, interfaçage lien système, capacité cellulaire, simulations systèmes.
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Dates et versions

tel-00089123 , version 1 (10-08-2006)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00089123 , version 1

Citer

Abdel-Majid Mourad. On the System Level Performance of MC-CDMA Systems in the Downlink. Signal and Image Processing. Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications de Bretagne - ENSTB, 2006. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00089123⟩

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