Dissertations / Theses on the topic 'Systèmes d'accès multiple'

La majeure partie de cette thèse s'inscrit dans le cadre du projet RNRT IDILE. Nous avons conçu un modem dédié à la transmission de données sur le réseau électrique basse tension dans son intégralité (synchronisation, accès, etc. ). Une architecture complète de réseau point-multipoint lui est associée. Nous nous sommes ensuite attardés sur le calcul des bornes de Cramér-Rao (CRB) pour l'estimation conjointe du résidu de fréquence d'échantillonnage et du canal. Cette étude théorique nous montre que les CRB décroissent en O(1/N^3) et O(1/N) respectivement, où N est la longueur de la séquence d'apprentissage. De plus, nous observons en comparant ses performances à la CRB, que notre estimateur présente un très bon compromis performance/complexité. Les expressions de la CRB obtenues en régime asymptotique, plus facilement interprétables, nous donnent quant à elles des indications précieuses pour la conception des séquences d'apprentissage. La dernière partie de la thèse traite du problème de l'attribution des ressources et de la puissance dans un contexte OFDMA radiomobile multi-cellulaire sous la contrainte de satisfaire des requêtes de débits et de minimiser la puissance totale émise en lien descendant. On utilise des canaux de Rayleigh et la station de base ne connaît que les rapports gain-à-bruit moyens de chaque utilisateur. Ce problème d'optimisation est résolu par la méthode des multiplieurs de Lagrange. Le débit moyen requis dans la cellule apparaît comme un paramètre central dans les expressions obtenues. Enfin, un résultat majeur indique que dans le cas multi-cellulaire, l'algorithme d'attribution converge si ce débit moyen est inférieur à un certain seuil<br>This work is part of the French RNRT project IDILE. We have entirely conceived a modem dedicated to data transmission over the low voltage network (network protocol, synchronization, access, etc. ). An overall point-multipoint network architecture is also presented. We have derived Cramér-Rao Bounds associated with the joint estimation of the clock frequency offset and the channel. This theoretical study shows that the CRBs decrease in the order of O(1/N^3) and O(1/N) respectively, where N is the training sequence length. Moreover, the asymptotic expressions give guidelines for training sequence design. And if we compare its performance with the CRB, our clock frequency offset estimator makes a good compromise between performance and complexity. The last part of this thesis deals with resource and power attribution in a wireless multi-cell OFDMA context, and the constraint is to both satisfy the bitrates requests and minimize the total emitted power in the downlink. We use Rayleigh channels and the base station only knows the mean gain-to-noise ratios of each user. This optimization problem is solved using Lagrange multipliers. The mean rate required in the cell appears as a central parameter in the obtained expressions. Finally, the major result is that in the multi-cell context, the attribution algorithm converges if this mean required rate is below a given threshold

Le travail de recherche présenté dans cette thèse est basé sur l’étude du protocole de communication par satellite appelé « Enhanced Spread Spectrum Aloha » (E-SSA) et créé par l’Agence Spatiale Européenne (ESA) en 2009. Il s’agit d’une technique qui permet à un terminal d’envoyer des messages courts par satellite de manière totalement asynchrone. L’intérêt est de maximiser l’efficacité spectrale tout en gardant une complexité minimale du terminal grâce aux techniques d’étalement de spectre et d’annulation d’interférences (SIC). Alors qu’au départ le protocole E-SSA avait pour but d’apporter un support physique pour des applications destinées à des terminaux mobiles en bande S, les développements se sont récemment étendus à une gamme de terminaux fixes dans des bandes de fréquence différentes (C, Ku ou Ka). À partir de ces deux modèles d’utilisation de l’E-SSA, ce travail de recherche se concentre sur la mise en place de solutions techniques permettant d’augmenter significativement la capacité globale du système. Cela est possible à travers une optimisation des différents paramètres du protocole et la conception d’algorithmes de gestion des puissances des terminaux<br>The work presented in this thesis focuses on the satellite communication protocol named “Enhanced Spread Spectrum Aloha” (E-SSA) and developed in 2009 by the European Space Agency (ESA). The E-SSA structure, based on fully asynchronous random access, perfectly copes with low-duty cycle bursty transmissions adapted to satellite messaging. High performance in terms of spectral efficiency is possible by exploiting iterative successive interference cancellation (SIC) while keeping minimal complexity at the terminal side. If the first exploitation of the protocol concerned mobile applications in S-band, it has been extended to fleets of fixed terminals in other frequency bandwidths (C, Ku or Ka). Starting from these two scenarios, this thesis proposes different innovations to further boost the E-SSA global system capacity. These technical solutions particularly include a fine optimization of protocol parameters and new power control algorithms

La technique CDMA (Code Division Multiple Access ou Accès Multiple par Répartition de Codes) est largement utilisée dans le domaine radiofréquence (3G) et suscite un intérêt croissant pour tirer parti de la largeur de bande offerte par la fibre optique. Associée au DWDM (Dense Wavelength Digital Multplexing), cette technique permettrait en effet un accroissement important du nombre d’utilisateurs au niveau local sans accroître les besoins en nombre de fibres du réseau de transport. Elle s’accompagnerait donc d’une diminution évidente du coût du bit/km. Ce type d’étude est gouverné par des contraintes liées au traitement du signal et aux performances des composants. Les recherches rapportées dans ce mémoire consistent en une étude exploratoire par la simulation système des contraintes imposées par les composants et fonctions optoélectroniques qui pourraient répondre aux besoins d’architectures de réseaux locaux optiques basés sur l’application du CDMA. Les limitations dues aux composants des fonctions émission et réception ont été particulièrement étudiées (laser + modulateur, photodiodes, électronique large bande associée,…. ). De plus, les propriétés de la fibre optique (dispersion, atténuation,…. ) sont prises en compte dans le cas spécifique des réseaux locaux<br>The CDMA technique (Code Division Multiple Access) is widely used in the radio cellular networks (3G). In the recent years, there has been a tendency towards the use of this technique in fibre-optic multiple access networks. This is mainly because of the large available bandwidth of the optical fibre. Associated with DWDM, this technique would indeed allow a significant increase in the number of users in the local area network without increasing in the number of fibres in the core network. It would be accompanied by a drastic cost decrease of the bit/km. This type of study is governed by the constraints bound to signal processing and the component performances. The research reported in this thesis, consists in an investigation through system simulations including the imposed constrains of the components and optoelectronic functions in response of the needs in local optical network architectures using CDMA applications. The limitations due to emission and reception blocks have been specially studied (laser + modulator, photodiodes, associated high speed electronics,…). In addition, the specific properties of optical fibre (dispersion, attenuation) has been considered in the particular case of optical access local network

L'objectif de ce travail est d'étudier les performances d'un système radio impulsionnel à bande ultra large transposé dans la bande millimétrique pour des réseaux ad hoc. Les contraintes imposées sont la simplicité des architectures, la souplesse d'utilisation et l'asynchronisme des utilisateurs. Dans un premier temps, nous procédons à une modélisation statistique du canal à partir de mesures effectuées à l'IEMN dans la bande 57-59 GHz. L'étude du canal se décompose en deux parties. La première concerne l'étude de la puissance reçue en environnement ad hoc. La deuxième se focalise sur l'effet des trajets réfléchis. Nous proposons ensuite un algorithme de simulation du canal et du système UWB choisi afin de déterminer les performances du système en terme de taux d'erreurs binaires et de probabilité d'erreur par paquet. Un des facteurs limitant les performances est l'interférence d'accès multiples (MAI). Nous effectuons une étude sur la nature de ces interférences. Trois techniques d'estimation sont proposées pour modéliser leur densité de probabilité. La première est une estimation non paramétrique par la méthode du noyau. La seconde est la distribution gaussienne généralisée et la dernière est la distribution a-stable. Les performances des trois approches ainsi que l'impact des conditions matérielles et réseaux sur le MAI sont présentées. Ensuite, en utilisant une démonstration analytique, nous montrons que la modélisation du MAI par la distribution a-stable dans le cas des réseaux ad hoc est tout à fait adaptée. Enfin, nous concluons que le récepteur gaussien n'est pas optimal. S'il est difficile d'envisager la mise en œuvre d'un récepteur optimal car nous n'avons pas d'expression analytique exacte pour la densité de probabilité du MAI, un récepteur Cauchy s'avère nettement plus performant que le récepteur gaussien.

Cette thèse s'inscrit dans le cadre des systèmes de radiocommunications numériques cellulaires à accès multiple à répartition par codes, CDMA, basé sur la technique d'étalement de spectre. Les ordres de grandeur sont ceux de la liaison descendante du prochain système de 3ème génération de téléphonie mobile, UMTS, dans sa version TDD. Après une description détaillée du contexte, nous dérivons les traitements linéaires optimaux "théoriques" de réception multi-capteur multi-utilisateur opérant symbole par symbole sur le mobile, pour des canaux sélectifs. Ceci à partir d'une représentation en fréquence proposée, et en insistant sur les aspects interprétations. L'application au calcul de performances pour divers modèles d'environnement de l'UMTS mesure l'apport d'une réception sur 2 ou 3 éléments pour lutter efficacement contre les phénomènes duaux d'interférence et d'évanouissement apportés par le canal, de même que le bénéfi ce de la détection conjointe "multi-utilisateur". La dernière partie, plus pragmatique, étudie les structures numériques de réalisation pour essayer de trouve les bons compromis performances/complexité. Nous comparons d'abord la structure linéaire "libre" avec une structure imposée approximant à durée finie la solution linéaire "théorique", et dégageons les caractéristiques souhaitables pour de nouvelles structures "intermédiaires" que nous proposons et étudions à la suite. Enfin nous illustrons le comportement adaptatif de ces structures en environnement "véhicule".

Nous avons étudié des détecteurs sous-optimaux multi-utilisateurs pour les systèmes AMRC-SD asynchrones sur les canaux de propagation multitrajets sélectifs en fréquence, dans deux axes principaux. 1- Détecteurs linéaires en blocs. Le décorrélateur est souvent envisagé du fait de sa simplicité et de sa résistance près-loin optimale. On a étudié ses réalisations pratiques à l' aide des méthodes de correction de bords et on a montré comment sa structure sur canal de Gauss pouvait se généraliser aux cas des canaux de Rayleigh. Pour les facteurs d' étalement modérés (31), la borne simple utilisateur est atteinte à moins de 3dB à forts SNRs. Enfin on montre comment les détecteurs à annulation successive d'interférences permettent d'obtenir des performances semblables à celles des décorrélateurs avec une complexité moindre. 2- Détecteurs itératifs utilisant le codage de canal (turbo-détecteur, turbo-annuleur). Dans le contexte des services à faibles facteurs d' étalement les performances du dé́corrélateur doivent être améliorées. C' est pourquoi on s' est orienté vers des solutions originales de type turbo qui permettent d'atteindre la borne simple utilisateur à moins de 1dB à forts SNR. Nous avons développé, à partir de la définition du système synchrone équivalent, un modèle de récepteur capable de fonctionner sur canal de Rayleigh multitrajets<br>We have studied suboptimal multiuser detectors for the DS-CDMA asynchronous systems on multipaths frequency-selective channels, in two principal axes. 1- Linear Detectors in blocks: The decorrelator is often envisaged for his simplicity and his optimal near-far resistance. We have studied his practical realization by means of the edge correction method and we have showed how his structure on channel Gaussian could be generalized in the case of the Raleigh channel. For the moderate spreading factor (31), the single user bound is reached within less than 3dB for high SNRs. Eventually we show how the detectors with successive cancellation interference allow to obtain similar performances to ones of decorrelators with a lower complexity. 2- Iterative detectors using channel coding( turbo-detection, turbo-cancellation). In the context of services with small spreading factors the decorrelator performances must be improved. That's why we choose original turbo-type solutions which allow to reach the single user bound within less than 1dB for high SNRs. We have developed, based on the equivalent synchronous model, a new receiver model which exhibits outstanding performances even on multipath Rayleigh fading channel

Ce travail s'inscrit dans le cadre des réseaux optiques haut débit où la bande passante de la fibre est partagée entre plusieurs utilisateurs. Ce type de réseau conduit à s'intéresser aux techniques d'accès multiple déjà bien connues en communication radiofréquences pour le partage des ressources. L'accès multiple par répartition de code est considéré aujourd'hui dans ce contexte comme une solution attractive. Dans cette thèse, nous étudions l'encodage et le décodage temporels "tout-optique" pour l'accès multiple utilisant des réseaux de Bragg. En particulier, nous analysons en détail les performances d'un système OCDMA cohérent temporel à réseaux de Bragg superstructurés. Nous spécifions tout d'abord, les codeurs et décodeurs à réseaux de Bragg superstructurés que nous fabriquons ensuite par les méthodes de photo-inscription à "masque de phase" et à "interféromètre de Lloyd". Les réponses des codeurs et des décodeurs sont mesurées expérimentalement, comparées aux résultats de simulations et analysées. Nous caractérisons les réseaux de Bragg superstructurés par la méthode de réflectométrie à faible cohérence et interprétons la courbe de cinétique de croissance observée lors de leur photo-inscription. L'impact de la désadaptation entre les paramètres des codeurs et des décodeurs est évalué, montrant que les sources de bruits d'un système OCDMA ne sont pas seules en cause dans la dégradation de ses performances. Nous étudions ensuite, l'impact du temps de cohérence du laser sur la génération des codes, sur la construction de la fonction d'autocorrélation, et par conséquent, sur les performances du système OCDMA. Nous montrons que l'implémentation de codes à structure apériodique améliore considérablement la robustesse du système aux perturbations interférométriques et que le système se révèle également plus robuste face aux interférences entre symboles et aux bruits de battements. Nous analysons l'impact de la durée d'intégration du photo-détecteur sur les performances en taux d'erreurs binaires du système et montrons qu'il est possible de relâcher la contrainte

Les réseaux de télécommunication doivent être fiables et robustes pour garantir la haute disponibilité des services. Les opérateurs cherchent actuellement à automatiser autant que possible les opérations complexes de gestion des réseaux, telles que le diagnostic de pannes.Dans cette thèse nous nous sommes intéressés au diagnostic automatique de pannes dans les réseaux d'accès optiques de l'opérateur Orange. L'outil de diagnostic utilisé jusqu'à présent, nommé DELC, est un système expert à base de règles de décision. Ce système est performant mais difficile à maintenir en raison, en particulier, du très grand volume d'informations à analyser. Il est également impossible de disposer d'une règle pour chaque configuration possible de panne, de sorte que certaines pannes ne sont actuellement pas diagnostiquées.Dans cette thèse nous avons proposé une nouvelle approche. Dans notre approche, le diagnostic des causes racines des anomalies et alarmes observées s'appuie sur une modélisation probabiliste, de type réseau bayésien, des relations de dépendance entre les différentes alarmes, compteurs, pannes intermédiaires et causes racines au niveau des différents équipements de réseau. Ce modèle probabiliste a été conçu de manière modulaire, de façon à pouvoir évoluer en cas de modification de l'architecture physique du réseau.Le diagnostic des causes racines des anomalies est effectué par inférence, dans le réseau bayésien, de l'état des noeuds non observés au vu des observations (compteurs, alarmes intermédiaires, etc...) récoltées sur le réseau de l'opérateur. La structure du réseau bayésien, ainsi que l'ordre de grandeur des paramètres probabilistes de ce modèle, ont été déterminés en intégrant dans le modèle les connaissances des experts spécialistes du diagnostic sur ce segment de réseau. L'analyse de milliers de cas de diagnostic de pannes a ensuite permis de calibrer finement les paramètres probabilistes du modèle grâce à un algorithme EM (Expectation Maximization).Les performances de l'outil développé, nommé PANDA, ont été évaluées sur deux mois de diagnostic de panne dans le réseau GPON-FTTH d'Orange en juillet-août 2015. Dans la plupart des cas, le nouveau système, PANDA, et le système en production, DELC, font un diagnostic identique. Cependant un certain nombre de cas sont non diagnostiqués par DELC mais ils sont correctement diagnostiqués par PANDA. Les cas pour lesquels les deux systèmes émettent des diagnostics différents ont été évalués manuellement, ce qui a permis de démontrer dans chacun de ces cas la pertinence des décisions prises par PANDA<br>Telecommunication networks must be reliable and robust to ensure high availability of services. Operators are currently searching to automate as much as possible, complex network management operations such as fault diagnosis.In this thesis we are focused on self-diagnosis of failures in the optical access networks of the operator Orange. The diagnostic tool used up to now, called DELC, is an expert system based on decision rules. This system is efficient but difficult to maintain due in particular to the very large volume of information to analyze. It is also impossible to have a rule for each possible fault configuration, so that some faults are currently not diagnosed.We proposed in this thesis a new approach. In our approach, the diagnosis of the root causes of malfunctions and alarms is based on a Bayesian network probabilistic model of dependency relationships between the different alarms, counters, intermediate faults and root causes at the level of the various network component. This probabilistic model has been designed in a modular way, so as to be able to evolve in case of modification of the physical architecture of the network. Self-diagnosis of the root causes of malfunctions and alarms is made by inference in the Bayesian network model of the state of the nodes not observed in view of observations (counters, alarms, etc.) collected on the operator's network. The structure of the Bayesian network, as well as the order of magnitude of the probabilistic parameters of this model, were determined by integrating in the model the expert knowledge of the diagnostic experts on this segment of the network. The analysis of thousands of cases of fault diagnosis allowed to fine-tune the probabilistic parameters of the model thanks to an Expectation Maximization algorithm. The performance of the developed probabilistic tool, named PANDA, was evaluated over two months of fault diagnosis in Orange's GPON-FTTH network in July-August 2015. In most cases, the new system, PANDA, and the system in production, DELC, make an identical diagnosis. However, a number of cases are not diagnosed by DELC but are correctly diagnosed by PANDA. The cases for which self-diagnosis results of the two systems are different were evaluated manually, which made it possible to demonstrate in each of these cases the relevance of the decisions taken by PANDA

Les systèmes de localisations existants présentent des insuffisances au niveau desapplications en environnement indoor. Ces insuffisances se traduisent soit par la non-disponibilité des signaux (le GPS) dans ce type d'environnement, soit par leur manque de précision quand ils sont prévus à cet effet. Ces limites ont motivé la recherche de nouvelles techniques. Les transmissions Ultra-Large Bande (ULB) de par leur singularité en matière de précision et de faible puissance d'émission, s'avèrent être la meilleure réponse à la problématique ci-dessus. Nous avons donc choisi cette technique pour mettre au point un procédé de localisation endogène permettant d'assurer, avec précision, la continuité des services de localisation dans les environnements indoor. Ce procédé s'appuie sur la localisation en trois dimensions (3-D). Il utilise la technique temporelle de différenciation du temps d'arrivée (TDOA). Cette technique permet de mieux tirer profit de la bonne résolution temporelle de l'ULB et de pallier au problème de synchronisation entre l'émetteur et le récepteur. Deux techniques de transmission ULB ont été étudiées : la technique d'accès multiples par séquence directe (DS-CDMA) et la technique d'accès multiples par sauts temporels (TH-CDMA). Une autre étape importante de notre étude a été de développer un algorithme non-itératif de localisation en 3-D pour réduire le temps de calcul. En effet, l'utilisation d'un algorithme non-itératif permet d'optimiser les performances du système en termes de temps de calcul voire de coûts de consommation énergétique. Après l'étude théorique des différents blocs du système, le système a été tout d'abord simulé dans le canal Gaussien (AWGN) et les canaux IEEE.802.15.4a indoor. Il a été ensuite testé dans différents environnements réels de types laboratoires. Les résultats obtenus démontrent que l'utilisation des techniques de transmission basées sur la technologie radio impulsionnelle ULB permet d'obtenir un système de localisation en 3-D avec une précision centimétrique pour les applications indoor.