ETUDE D’UN SYSTÈME ULTRA LARGE BANDE SOUS

MATLAB

Présentée par Ambani Olga et Carlos FOFE

I. Généralité sur l’ UWB (Ultra Wide Band)II. Le CDMA 1. definition

2. CDMA dans le contexte UWBIII. La chaine de transmission

1. chaine d ’émission2. le canal3. Chaine de reception

IV. simulation

PLAN

La technologie à bande ultra large (UWB) a attiré beaucoup d’intérêt dans les dernières années, particulièrement depuis la révision en février 2002 de la réglementation « part 15 » de la Federal Communications Commission (FCC) des États-Unis, qui permet l’utilisation de la technologie UWB en tant que système superposé dans la plage de fréquences de 3.1 à 10.6 GHz. Les principaux attraits de la technologie sont d’importants taux de transmission, un faible coût et une faible consommation de puissance.

De par sa nature, la technologie UWB opèrera nécessairement en présence d’interférents relativement puissant. L’accès multiple par répartition en code à séquence directe (DS-CDMA), qui est très e cace pour combattre l’interférence à bande à étroite, est une ffitechnique qui peut potentiellement exploiter les principaux avantages de la technologie UWB.

I. GENERALITE SUR L’UWB

DEFINITION

Le CDMA (Code Division Multiple Access) ou AMRC (Accès Multiple à Répartition de Code) est une Technique de multiplexage par code un peu complexe. Les utilisateurs se partagent toute la bande passante de façon continue, et un code ou une signature est attribué à chaque utilisateur afin qu’il soit identifier au niveau du récepteur.

Le CDMA est fondé sur la technique d’étalement de spectre, et se développe actuellement pour la téléphonie mobile et/ou le wireless. CDMA est utilisé aussi bien dans les systèmes UWB que dans la téléphonie de troisième génération (UMTS), le GPS (Global Positioning System), les réseaux sans fil.

II. LE CDMA

Séquences pseudo-aléatoires de Gold

Les séquences de Gold sont des codes à inter-corrélation et auto corrélation bornées, obtenus en additionnant (modulo 2) deux m-séquences appariées. Les codes de Gold sont utilisés dans les systèmes CDMA asynchrones. Les séquences de Gold permettent la construction de séquences longue avec trois valeurs d’auto-corrélation.

  L’utilisation de séquence de Gold permet que la transmission

soit asynchrone. Le récepteur peut synchroniser en utilisant la propriété d’auto-corrélation de la séquence de Gold.

Les avantages du CDMA : protection (sécurité) des communications, qualité, faible consommation, flexibilité de l’allocation…

Les systèmes UWB basés sur le CDMA sont bien sûr régis par les mêmes principes que les systèmes à spectre étalés traditionnels, mais ils comportent toutefois certaines particularités dont voici les principales :

La di érence fondamentale entre les systèmes UWB et les systèmes à ffspectre étalés réside dans le fait que les signaux à spectre étalé sont modulés par une porteuse sinusoïdale, ce qui implique qu’on transmet une onde sinusoïdale, alors que les signaux à ultra large bande sont des trains d’impulsions qui ne sont pas des ondes continues et qui sont sans porteuse.

La largeur de bande des signaux à spectre étalé se situe habituellement entre 1 % et 25 % de la fréquence centrale alors qu’elle est supérieure à 20 % de la fréquence centrale pour les signaux à ultra large bande. Pour fins de comparaison, mentionnons que les signaux à bande étroite ont généralement une largeur de bande inférieure à 1 % de leur fréquence centrale.

LE CDMA DANS LE CONTEXE UWB

Contrairement aux systèmes à spectre étalé, l’utilisation d’un code PN dans les systèmes utilisant

l’UWB ne sert pas à augmenter la largeur de bande des signaux, car les signaux à bande ultra

large ont fondamentalement une largeur de bande très grande due à la forme des impulsions.

Les signaux à ultra large bande peuvent potentiellement être utilisés dans les mêmes bandes de

fréquences que les signaux d’autres systèmes de transmission, car leur puissance moyenne est

très faible. Au contraire, les fournisseurs de services des systèmes à spectre étalé possèdent leur

propre bande de fréquences d’opération. De nombreuses autres di érences peuvent découler de ff

celles présentées. Quoique les signaux à spectre étalé et les signaux à bande ultra large soient

fondamentalement di érents, les systèmes utilisant l’UWB se basent sur les mêmes concepts ff

pour la transmission et la réception que ceux utilisés pour les systèmes à spectre étalé sauf pour

la génération des formes d’ondes en soi.

1.EMISSION a - Chaîne d’émission La chaîne d’émission ‘TransChain()’, est composée de quatre éléments : le générateur d’impulsions le modulateur, l’amplificateur le filtre l’antenne. De plus, elle traite les données bit par bit.

LA CHAINE DE TRANSMISSION

Entrées :

Data : Donnée à envoyer (1 bit) Pulse : motif a moduler avec la donnée (vecteur)

Paramètre : demod : démodulation ou non

Sorties :

Wave : Onde en sortie d'antenne pour le bit "Data" (vecteur) PRP : Pulse Repetition Period (période du motif en ns)

Elle possède deux structures : l’une autorise la démodulation alors que l’autre permet seulement de simuler l’émission et le canal.

Le générateur d’impulsions, ‘impulsiongen()’, reçoit en entrée les paramètres suivants :

- Amplitude du signal (en Volts) - Paramètre σ de l’impulsion (en nanosecondes) - Durée totale du motif ou PRP (en nanosecondes) - Fréquence du cosinus (en GHz) - Fréquence d’échantillonnage ou résolution (en Picosecondes)

En sortie nous avons - Une impulsion modulée par un cosinus qui permet de recréer l’effet d’une

dérivation (sous la forme d’un vecteur colonne) - La densité spectrale d’énergie Le générateur d’impulsions crée une impulsion Gaussienne modulée par un cosinus

comme suit :

Impulsion à la sortie du générateur d'impulsion

2. Assemblage de la chaîne d’émission et du canal de réception

Entrée : Datain : Donnée (mots X bits en vecteur) Paramètre : demod : démodulation ou non Sorties : Wave : Onde en sortie d'antenne Waveoutnoise : Onde en sortie de canal Cette fonction permet de traiter les données, bit à bit, à envoyer au

travers de la chaîne d’émission et du canal. Elle permet aussi d’afficher certains signaux tels que : onde en sortie d’antenne d’émission, onde en sortie du canal de S-V, onde en sortie du modèle des pertes, onde en entrée d’antenne de réception (avec le bruit), DSP (Densité Spectrale de Puissance) en entrée du canal et DSP en sortie de canal.