Système de transmission WCDMA 

Système de transmission WCDMA 

Description d’un système WCDMA l’UMTS est basée sur une technique d’accès multiple par répartition en code (AMRC) large bande ou W-CDMA (“Wideband Code Division Multiple Access”). Cette technique permet de multiplexer par code sur une bande de 5 Mhz les canaux logiques, voix, données ou services. Une partie importante dans le W-CDMA est la chaîne de transmission des données qui sera réalisée à l’aide des composants analogiques et numériques. 

Emetteur WCDMA

Le synoptique de l’émetteur devant être implémenté au niveau du terminal mobile est donné sur la figure A.1. Figure. A.1. – Diagramme en blocs des traitements en bande de base de l’UMTS. Modulation RRC Filter RRC Filter NCO Baseband Transmitter Filter DAC CRC FEC Encoder Convolutional Encoder Turbo Encoder Block Interleaver Cahnnalization code (OVSF) Scrambling Code Incoming Data bits RF Unit 150 Au début et pour chaque bloc de transport (TB) qui est l’unité de base de données, on ajoute des bits CRC (Cyclic Redundancy Check). Ensuite, le bloc codage de canal (de type code convolution ou turbo code) va ajouter de la redondance dont le but de protéger les informations. Après le codage de canal, nous avons un premier entrelacement qui agit au niveau bit et renforce les signaux contre les interférences. On ajoute à la séquence de bits entrelacés des bites pilotes pour l’estimation de canal et des bits pour le contrôle de puissance. Un étalement, utilisant un code approprié (Code OVSF), permet d’atteindre les 3,84 MegaChips par seconde requis en émission, puis un deuxième code dit le code de brouillage est utilisé pour améliorer les propriétés statistiques des codes de canalisation et aussi pour différencier les utilisateurs présents dans une même cellule. Le mapping (modulation) permet de moduler le signal en QPSK ou autre type de modulation. Le signal numérique résultant est converti en un signal analogique à la fréquence intermédiaire IF par un convertisseur D/A. Les signaux IF est ensuite transposé en signaux RF à 2 GHz, amplifié par un amplificateur de puissance et envoyé par une antenne [9]. 

Récepteur WCDMA

Le synoptique d’un récepteur WCDMA est représenté sur la figure A.2. Figure. A.2. Les blocs fonctionnels de l’architecture du récepteur RAKE 151 Dans la partie RF, le signal reçu après filtrage par un filtre RF est amplifié par un amplificateur faible bruit (LNA), ensuite le signal est translaté en bande de base (si il s’agit d’un récepteur hétérodyne le signal est transposé ver un signal de fréquence intermédiaire IF puis vers le bande de base). Le processus de conversion analogiquevers-numérique produit un signal sur lequel travaille la partie bande de base. Ensuite, les différents copies d’un même signal qui proviennent de différents trajets multiple subissent un désétalement par un composant très important dans le récepteur WCDMA; le récepteur Rake (voir section A.3). À la sorte du récepteur Rake, les séquences de données qui en résultent sont désentrelacés (L’opération de désentrelacement est l’inverse de l’opération d’entrelacement faite par l’émetteur) et subissent un décodage de canal. En général, le décodage est basé sur l’algorithme de Viterbi. Ce dernier est basé sur des diagrammes en treillis qui nécessitent un calcul intensif. La séquence est ensuite récupérée par un block de décision binaire, qui est ensuite soumis à un bloque de détection d’erreur et enfin transmis à la couche supérieure.

Récepteur en râteau (Rake)

Dans les systèmes de radiocommunication CDMA (Code Division Multiple Access), le signal reçu est composé de plusieurs répliques du signal émis, liées à la présence de multiples chemins de propagation de l’onde radioélectrique entre l’émetteur et le récepteur. Chaque trajet est caractérisé par un retard et une amplitude complexe. Puisque l’émetteur ou le récepteur n’est pas fixe, le nombre de trajets, leurs amplitudes et retards varient au cours du temps. Ainsi le canal multi-trajets peut être modélisé par un filtre linéaire dont la réponse impulsionnelle varie au cours du temps: ℎ(߬, ݐ ∑ = (ℎ௜ ௜߬ − ݐ)ߜ(ݐ) ((ݐ) ௅ ௜ୀଵ A.1 hi(t) et τi(t) sont respectivement l’amplitude complexe et le retard du i ème trajet, et L désigne le nombre de trajets emprunté par le signal. Dans un système CDMA, la propriété de trajets multiples est considérée comme un avantage, car un récepteur spécifique nommé récepteur RAKE détecte le plus grand nombre de chemins pour les combiner. Par conséquent, le signal final est renforcée ce qui conduit à une amélioration du rendement. Comme il est présenté à la figure A.3, le récepteur Rake est composé d’un banc de corrélateurs représentant les doigts (Finger) de celui-ci, d’un estimateur de canal et d’un combineur. Chaque doigt permet de désétaler un trajet multiple du signal reçu, pris en compte par le détecteur de trajets. Le signal reçu est corrélé avec le code d’étalement sur une période correspondante au facteur d’étalement. Chaque doigt contient une unité très important qui est le corrélateur ou l’unité de désétalement. Le nombre de corrélateurs 152 dans le récepteur RAKE dépend du nombre de doigts (c’est-à-dire du nombre de trajets multiples traités) et du nombre de codes par utilisateur; dans le cas conventionnel nous utilisons un corrélateur pour chaque doigt et un corrélateur pour chaque code de canal (code par utilisateur).