La technique de modulation FBMC

L‟OFDM présente quelques inconvénients majeurs comme l‟insertion de l‟intervalle
de garde, un niveau très élevé des lobes latéraux entrainant une fuite de puissance entre les différentes sous-porteuses. La technique OFDM va, alors, être moins utilisée au profit des techniques multi-porteuses à base de banc de filtres appelées FBMC (Filter Bank MultiCarrier) fait partie des candidats les plus prometteurs pour la futur 5G .Dans ce chapitre on va parler de la modulation FBMC en commençant par présenter les notions de base, puis en passant par décrire le signal et ,finalement, on s‟intéresse la modulation FBMC/OQAM.

Banc de filtre

Les bancs de filtres sont des outils du traitement de signal qui permet d‟obtenir une représentation particulière de l‟information contenue dans un signal ; la représentation donnée par les bancs de filtres reste du domaine temporel. L‟idée de base est d‟obtenir une série de signaux représentatifs d‟une bande de fréquences du signal original. Le signal est filtré par un ensemble de M filtres passe-bandes à supports disjoints , ce qui permet d‟obtenir M signaux correspondant chacun à une partie du spectre du signal original [30].

Variant de la technique FBMC

Il existe, également, des variantes et sous-catégories pour FBMC. OFDM / OQAM [11] (OQAM / OFDM, OFDM-OQAM, OQAM-OFDM) qui sont également connues sous le nom de La FBMC / OQAM [10] et identifiées comme les variantes les plus proches de la FBMC. Dans ces variantes, la QAM habituelle est remplacé par OQAM. Il n’y a pas de préfixes cycliques. Ceci permet une efficacité de bande passante plus élevée que l’OFDM standard. Dans OFDM-OQAM, l’orthogonalité entre les sous porteuses est obtenue en utilisant des impulsions rectangulaires, alors que dans OFDM-OQAM, il est réalisé en emploie des impulsions avec une localisation temps-fréquence meilleurs. La Propriété d’orthogonalité devient plus visible sous le canal idéal et ne peut pas être assurée dans des canaux de fading sélectifs en fréquence. Une égalisation compliquée est nécessaire pour atténuer l’effet des interférences entre canaux (ICI). Cependant, une égalisation de la sousporteuse à une seule prise est suffisante pour une réception de signal avec un niveau de qualité acceptable si l’espacement de la sous-porteuse est similaire au système OFDM correspondant. Tous les membres de la famille OFDM avec des filtres de sous-porteuse comme MB-OFDM [10] sont reconnus comme des variantes de FBMC.

Banc de filtres à modulation de cosinus (CMFB)

Banc de filtres à modulation de cosinus (CMFB) est un cas particulier de FBMC qui utilise des signaux de sous-bande de haut débit. Une analyse des égaliseurs employés pour compenser la déformation de canal dans les systèmes basés sur cosine-modulateur de transmultiplexeur où ceux du genre d’égaliseurs sont employés dans les systèmes multi porteuses de modulation avec le banc de filtres cosine-modulateur pour la modulation et la démodulation de signal. Des fonctions de transfert sont dérivées dans l’hypothèse que le nombre d’ondes sous-porteuses dans le système est assez grandpour que chaque onde sous-porteuse soit rapprochée par un gain complexe constant. Ces fonctions de transfert avec la réponse d’impulsion finie sont étroitement liées aux filtres dans des blocs d’analyse et de synthèse de CMFB.

Multiplexage de fréquence orthogonale a large bande (W-OFDM) 

WOFDM surmonte les problèmes de multi trajets en envoyant Symboles de traitement; les effets du canal défavorables peuvent alors être réduits par une division simple par la réponse en fréquence de canal. Elle utilise également un code correcteur d’erreurs, tel que Reed-Solomon, pour écarter les symboles au-dessus de beaucoup de fréquences qui convertissent le signal en étalement de spectre d’ordre direct avec la capacité de récupérer les symboles, même si quelques transporteurs sont totalement absents.

◆ Le codeur
Prépare les bits pour que le décodeur puisse corriger les erreurs qui peuvent se produire pendant la transmission. Les Bits entrant dans le codeur sont regroupés en blocs ; le codeur emploie l’algorithme de correction d’erreurs en avant de ReedSolomon pour produire un plus grand bloc de bits. Si des Données à 32 Mbit /s sont envoyées à l’encodeur Reed-Solomon qui prend en entrée 200 Octets et produit un mot de code de 216 octets.

◆ Le modulateur
Transforme le bloc codé de bits en un vecteur de valeurs complexes qui est le symbole WOFDM de domaine fréquentiel. Les groupes de bits sont mappés sur une modulations produisant une valeur complexe représentants une porteuse modulée.

◆ Le signal whitener
Réduit le pic à la puissance moyenne. Niveau qui doit traverser les amplificateurs radio et les convertisseurs A / N; il peut, également, fournir un niveau de sécurité. Le symbole WOFDM (vecteur de valeurs complexes) est multiplié par un vecteur de valeurs complexes, R, qui est connu à l’émetteur et au récepteur.

◆ Training Symbols (Symboles de formation)
Six symboles pilotes sont ajoutés au flux de données. Les cinq premiers symboles sont utilisés pour estimer la fonction transfert de canal et l’inverse est appliqué à chaque trame OFDM pour compenser le canal, tout comme l‟égalisation. Les estimations de canaux sont utilisées pour améliorer la correction d’erreurs du décodeur RS.

◆ Le bloc de traitement IFFT
Transforme le symbole WOFDM du domaine fréquentiel en domaine temporel. Il prépare, également, le symbole du domaine temporelles WOFDM pour la transmission. Le vecteur est mesuré pour le maximum SNR pendant la transmission. Le vecteur est cycliquement étendu pour réduire l‟interférence inter-symbole au récepteur.

◆ Le bloc de traitement FFT
Transforme le symbole WOFDM du domaine temps en domaine fréquentiel.

◆ La synchronisation
Le signal de spectre étalé de l’ordre direct (DS) est également utilisé pour le contrôle du gain.

La technique multitones à ondelettes discrètes (DWMT)

Son atténuation du lobe latéral est plus forte que celle de la modulation OFDM conduisant à des fuites de canal adjacentes beaucoup plus faibles, ce qui le rend approprié Pour les applications à spectre alloué dynamiquement. Le système DWMT est Réalisé en utilisant un banc de filtres à ondelettes de bande M. Le codeur utilise une modulation réalisée par une transformée inverse rapide en ondelettes (IFWT : Inverse Fast Wavelet Transform).

La démodulation est réalisée par une transformée rapide en ondelettes (FWT : Fast Wavelet Transform).DWMT est en cours de développement pour des diapositives à haut débit, symétriques ou asymétriques, de type VDSL.