WO2009013432A1 - Method for transmitting a multicarrier signal using a multiple access technique by code distribution, and corresponding device, computer program product and signal - Google Patents

Method for transmitting a multicarrier signal using a multiple access technique by code distribution, and corresponding device, computer program product and signal Download PDF

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WO2009013432A1
WO2009013432A1 PCT/FR2008/051329 FR2008051329W WO2009013432A1 WO 2009013432 A1 WO2009013432 A1 WO 2009013432A1 FR 2008051329 W FR2008051329 W FR 2008051329W WO 2009013432 A1 WO2009013432 A1 WO 2009013432A1
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WO
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user
symbol
data
data symbols
phase
Prior art date
Application number
PCT/FR2008/051329
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French (fr)
Inventor
Laurent Cariou
Maryline Helard
Original Assignee
France Telecom
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/0001Arrangements for dividing the transmission path
    • H04L5/0014Three-dimensional division
    • H04L5/0016Time-frequency-code
    • H04L5/0021Time-frequency-code in which codes are applied as a frequency-domain sequences, e.g. MC-CDMA
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2614Peak power aspects
    • H04L27/2621Reduction thereof using phase offsets between subcarriers

Definitions

  • the field of the invention is that of the transmission and broadcasting of digital information, in particular at a high bit rate, over a limited frequency band.
  • the invention relates to the transmission of a multicarrier signal implementing a code division multiple access technique in a mobile or fixed context.
  • the technique according to the invention finds particular applications in point-to-multipoint systems, for transmissions from a base station to a set of terminals for example, in downlink or multipoint-to-point, for transmissions of data.
  • a set of terminals to a base station for example, in uplink The invention is particularly suitable for transmissions in mono or multi-cellular networks
  • the OFDM modulation may be associated with CDMA type code division multiple access techniques.
  • the data of the different users are spread over a set of subcarriers before applying the OFDM modulation, during an inverse Fou ⁇ er transform step.
  • the spreading sequence is thus applied. in the frequency domain, which makes it possible to take advantage of the frequency diversity of the channel
  • an MC-CDMA transmission system implementing block frequency interleaving.
  • a multi-user system comprising NU users, at least one data symbol being associated with each user.
  • x. . the j data symbol associated with the user we denote x. . the j data symbol associated with the user, with
  • N is the length of the spreading codes.
  • the chip C 1 j of the spreading code associated with the user 1 is applied to the first replica of the data symbol, V 1 j , the chip C 7 ⁇ is applied to the second replica of the data symbol x,, and the chip c N , is applied to the replica / v of the data symbol X 1 j .
  • the chip c, w of the spreading code associated with the user Nw is applied to the first replica of the data symbol x ⁇ j
  • the chip c 2 N ⁇ is applied to the second replica of the data symbol x N
  • each spreading symbol carrying a replica of each data symbol associated with a spreading chip.
  • the spread symbol X door the first replica of the data symbol X 1 , associated with the chip C 1 j , the first replica of the data symbol ⁇ * 2 J associated with the chip C 1 2 , and the first replica of the data symbol x Nu ⁇ associated with the chip c ⁇ Nude
  • the spread symbol X N ⁇ carries the replica AT of the data symbol .v 1 j associated with the chip C ⁇ 1 , the replicate ⁇ T of the data symbol X 1 ⁇ associated with the chip c N 2 , and the replicate Tv of the data symbol x ⁇ j associated with the chip c NN .
  • a distribution step 12 also called “mapping” is then implemented. This step makes it possible to distribute the spread symbols in the frequency domain over the set M of the available subcarriers. Each subcarrier M then carries a symbol X 1 , X 2 , or X M , called "mapped symbol”.
  • the MC-CDMA symbol from the mapping step 12 may be represented in the frequency domain or in the time domain.
  • Figures 2A and 2B respectively show a representation of the symbol MC-CDMA in the frequency domain and in the time domain.
  • an MC-CDMA symbol is represented in the frequency domain on the available M subcarriers, as well as in the dimension of the N codes.
  • the symbol MC-CDMA is formed of the mapped symbols X 1 , X 1 -, • - -, X M • More precisely, the mapped symbol X ⁇ represents the symbol transmitted on the subcarrier 1, and the mapped symbol X M represents the symbol transmitted on the subcarrier M.
  • the mapped symbol X corresponds to the sum of the spread symbols transmitted on the subcarrier 1 with different spreading codes.
  • Figure 2B shows the symbol MC-CDMA of duration Ts in the time domain.
  • Such an MC-CDMA symbol is formed of M temporal samples 21 1, 212, ..., 21 M, each having a duration Tc, transmitted simultaneously. If we consider the transmission system of Figure 1, each time sample 21 W , with l ⁇ m ⁇ M, is composed of a sum of out of phase mapped symbols, denoted xf "', X ⁇ ⁇ , ..., X ⁇ 1 .
  • a time sample may comprise a single data symbol or a sum of several data symbols. It may be noted that when these samples each comprise a single data symbol, the PAPR (Peak to Average Power Ratio) report, characterizing the fluctuations of the instantaneous power of a signal with respect to its average power, is again the fluctuations of the complex envelope of the signal are small and equivalent to that of a single-carrier transmission.
  • PAPR Peak to Average Power Ratio
  • the MC-CDMA symbols resulting from the mapping step 12 then undergo an OFDM-type multi-carrier modulation implementing an inverse Fourier transform step 13 (from the frequency domain to the time domain). followed by an insertion step 14 of a guard interval of size Tg, in the time domain.
  • the transmission system of FIG. 1 then provides a multi-carrier, code division multiple access signal.
  • This MC-CDMA transmission technique has good performance since it makes it possible to exploit the frequency diversity related to the total band, that is to say to all the sub-carriers available, as illustrated in FIG. 2A. .
  • this technique also has drawbacks, particularly related to the use of an OFDM multi-carrier modulation.
  • each temporal sample 2 ⁇ m of an MC-CDMA symbol is composed of a sum of the out of phase mapped symbols Xf m , X ⁇ '",. .., X ⁇ .
  • the first time sample 21 j of length Tc is therefore equal to 2 M ⁇ X • >
  • the temporal samples of the symbol MC-CDMA are constituted, as in OFDM, by a sum of the M map symbols transmitted on the M subcarriers, the envelope of the MC-CDMA signal 15 undergoes strong fluctuations, corresponding to at a high PAPR
  • the MC-CDMA technique also has a relatively high emission numerical complexity, because of the spreading operations (implementing, for example, a Hadamard transform) and OFDM modulation operations (for example implementing a reverse Fou ⁇ er transformation). ).
  • Other transmission techniques have been proposed to obtain a multicarrier signal having a PAPR close to that obtained for a single carrier signal, also called single carrier signal.
  • the invention proposes a new solution which does not have all of these disadvantages of the prior art, in the form of a method for transmitting a multicarrier signal implementing a multiple access distribution technique. of codes.
  • a method for transmitting a multicarrier signal implementing a multiple access distribution technique. of codes.
  • such a method comprises the following steps, implemented for at least one user repeating at least one data symbol representative of a source data signal to be transmitted, associated with said user; applying a specific phase shift to each of said symbols of data after repetition, so as to distnbute the data symbols out of phase on a set of subcarriers forming said multi-carrier signal, said phase shift taking into account at least one spreading code associated with said user
  • the invention thus proposes a new transmission technique based on code division multiple access.
  • the transmission method according to the invention makes it possible to generate a multicarrier signal having a low PAPR (that is to say a signal whose envelope is substantially constant), which leads to a reduction in the consumption an issuer implementing such a process
  • the transmission method according to the invention implements steps of repetition and phase shift of the data symbol or symbols associated with the different users, making it possible to perform code division multiple access.
  • This multiple access allows each user to transmit data symbols on all available subcarriers forming the multicarrier signal. This makes optimal use of the frequency diversity.
  • the code division multiple access technique according to the invention offers advantages in terms of performance, since each user can transmit information on all the subcarriers available, and in terms of robustness to the 'interference
  • frequency structure of the multi-carrier signal obtained allows a high robustness to multipath, and reception by a low complexity receiver.
  • this new FI-CDMA transmission technique is called. frequency mterleaved code division multiple access ", in French” code division multiple access with interleaving Irequentiel ")
  • the phase shift also takes account of a frequency shift depending on said data symbol.
  • the phase shift applied to each of the data symbols after repetition changes according to the data symbol considered, and / or to the user with which this symbol is associated.
  • This frequency offset corresponds to a number of sub-carriers.
  • the multi-carrier signal in the time domain is thus constructed by data repetition and phase shift operations.
  • the invention according to this embodiment has a reduced number of transmission complexity, close to that obtained for the transmission of data.
  • the invention makes it possible to dispense with the implementation of an inverse Fou ⁇ er transform step for the OFDM multicarrier modulation, thanks to the repetition step
  • the steps of repetition and application of a phase shift are implemented in the frequency domain
  • the method comprises a step of mathematical transformation of the frequency domain to the time domain of a signal obtained at the output of the step of applying a phase shift
  • the repetition step is implemented in the form of a step of spreading the data
  • the transmission method according to the invention comprises a preceding step of cyclic rotation of the data symbols associated with a user, the order of said rotation depending on said user.
  • This rotation makes it possible to perform the multiple access, that is to say to distribute the data symbols to assign them a spreading code.
  • an identical spreading code is assigned to each of the data symbols associated with a user.
  • a so-called FI-CDMA grouped technique is defined.
  • a separate spreading code is assigned to each of the data symbols associated with a user.
  • each of the time samples of said discretized multi-carrier signal comprises a sum of at most Q possibly out of phase data symbols, with Q ⁇ M, where Q is the maximum number of data symbols associated with a user, among all users, and M corresponds to the number of subcarriers of said set.
  • each of the time samples of said discrete carrier signal comprises a single data symbol, possibly out of phase.
  • the transmission method comprises a step of inserting a guard interval.
  • This guard interval can be any, or implemented as a cyclic prefix.
  • the insertion of a guard interval allows, in reception, to achieve a simple equalization in the frequency domain.
  • This step of inserting a guard interval is of course optional.
  • the transmission method according to the invention can in particular be implemented in a cellular network comprising a single cell, or a plurality of cells.
  • Another aspect of the invention relates to a program product computer downloadable from a communication network and / or records on a computer readable medium and / or executable by a processor, comprising program code instructions for implementing the transmission method dec ⁇ t previously
  • the invention relates to a device for transmitting a multicarrier signal implementing a code division multiple access technique.
  • such a device comprises : means for repeating at least one data symbol representative of a source data signal to be transmitted, associated with a user, means for applying a specific phase shift to each said data symbols after repetition, so as to separate the out-of-phase data symbols on a set of subcarriers forming said multi-carrier signal, said phase shift taking account of at least one spreading code associated with said user
  • Such a transmission device is particularly suitable for implementing the transmission method described above.
  • This is for example a base station, or a terminal type radiotelephone, laptop, personal assistant type PDA (in English "Personal Digital Assistant") It is recalled in fact that the invention finds applications for uplink or downlink transmissions
  • Another aspect of the invention relates to a multi-carrier, code division multiple access signal.
  • Such a signal is formed of a set of subcarriers each carrying a symbol of out-of-phase data, said corresponding out-of-phase data symbols, for at least one user, having repetitive data symbols to which a specific phase shift is applied, said phase shift being at least one spreading code associated with said user, said data symbols being representative of a source data signal a transmit associated with said user.
  • Such a signal can in particular be transmitted by the transmission method described above.
  • This signal can of course include the various characteristics relating to the transmission method according to the invention.
  • this signal has a substantially constant PAPR, and comparable to that of a single-carrier signal
  • FIG. 1 described in relation with the prior art, presents a transmission system of the MC-CDMA type according to the prior art
  • FIGS. 2A and 2B also presented in relation with the prior art, provide a representation of an MC-CDMA symbol in the frequency and time domains
  • Figure 3 shows the main steps of the transmission method according to the invention
  • FIGS. 4A to 4C illustrate a first example of implementation of the technique according to the invention, and the representation of a FI-CDMA symbol obtained in the frequency and time domain
  • FIGS. 1 described in relation with the prior art, presents a transmission system of the MC-CDMA type according to the prior art
  • FIGS. 2A and 2B also presented in relation with the prior art, provide a representation of an MC-CDMA symbol in the frequency and time domains
  • Figure 3 shows the main steps of the transmission method according to the invention
  • FIGS. 4A to 4C illustrate a first example of implementation of the technique according to the invention, and the representation of a FI-CDMA symbol obtained in the frequency
  • FIGS. 5A to 5C illustrate a second example of implementation of the technique according to the invention
  • FIGS. 6A to 6C illustrate a third example of implementation of the technique according to the invention
  • FIGS. 7A to 7C illustrate a fourth example of implementation of the technique according to the invention
  • Figure 8 shows the performance of the invention compared to the MC-CDMA technique
  • Figure 9 shows the structure of a transmission device implementing a transmission technique according to a particular embodiment of the invention.
  • the general principle of the invention is based on the construction and transmission of a multicarrier signal implementing a code division multiple access, such that: in the frequency domain, the data associated with each user is distributed over the set of available sub-carriers M forming the multicarrier signal, and in the time domain, a time sample of the discretized multicarrier signal comprises a sum of at most Q data symbols possibly out of phase, with Q ⁇ M.
  • transmission technique is noted FI-CDMA.
  • At least one source data signal 31 to be transmitted is associated with a user.
  • a single source data signal associated for example with a base station
  • several source data signals each associated with a distinct user are considered.
  • the transmission method comprises the following steps: a step 32 of repeating at least one data symbol from the source data signal associated with the user; a step 33 of applying a specific phase shift to each of the data symbols after repetition, so as to distribute the data symbols on a set of subcarriers forming the multicarrier signal, the phase shift taking into account at least one spreading code associated with said user.
  • the following is a first embodiment of the invention in which the steps of repetition and application of a phase shift are implemented in the time domain. This generates the multi-carrier signal in the time domain.
  • the FI-CDMA transmission technique then consists in applying to each data symbol: a repetition of order Q; and a phase shift relative to the order of the spreading code used as well as to a frequency offset / (in number of subcarriers).
  • a conventional insertion step of a cyclic prefix, or any guard interval, can then be implemented. This step is of course optional.
  • grouped FI-CDMA is the technique of assigning an identical spreading code on the Q data symbols transmitted by a user
  • dis ⁇ ted FI-CDMA or FI Distributed CDMA, the technique of attenuating a different spreading code on each of the Q data symbols transmitted by a user
  • va ⁇ antes allow a code division multiple access in the frequency domain (since the time samples of the discretized multiple carrier signal are distributed over different subcarriers), the distributing the data symbols associated with each user on all the sub-carriers available in the frequency domain, and constructing a FI-CDMA symbol transmitted in the time domain by data repetition and phase shift operations.
  • FI-CDMA FI-CDMA
  • a time sample (of duration Tc) of a symbol FI-CDMA (of duration Ts) consists only of a single data symbol, possibly out of phase.
  • the PAPR of the multicarrier signal is therefore substantially constant, and identical to that of a single carrier signal.
  • the invention according to this embodiment makes it possible to dispense with the implementation of an inverse Fourier transform step for the OFDM multicarrier modulation, thanks to the repetition step.
  • the invention according to this first embodiment thus proposes a clever distribution of the data symbols to be transmitted.
  • FIG. 4A illustrates a first example of implementation of the invention, for uplink communication of the terminals of the different users to a base station.
  • the data of all users are therefore transmitted from separate attachment points.
  • the data symbols x 1, x 2 and x 3 representative of a source data signal to be transmitted associated with the user i are considered.
  • the vector V 1 is repeated Q times.
  • a vector F 1 represented by the elements (X 1 15 X j 2 , ..., X 1 12) in the tetragonal domain.
  • This arrangement of the data may also be effected by a user-specific cyclical rotation stage performed on the given Q vectors in the repetition stage.
  • each of the elements of the Q vectors generated at the repetition stage is multiplied by a phase shift coefficient ⁇ equal to:
  • Vf Qc 1 , 0.0, 0, X 1 , 0.0, 0, X 1 , 0.0, 0)
  • Ff 1 X 3, 0,0, 0, x 3/3, 0,0,0, x 3/3, 0,0,0.
  • a step 43 the three out-of-phase vectors vf, vf and vf of length M are ultimately termed.
  • an IF-CDMA symbol represented by the time samples X 1 , is thus obtained. .., X 12 .
  • FI-CDMA grouped it is recalled that an identical spreading code is assigned to the Q data symbols transmitted by a user. More precisely, the element X 1 represents the symbol transmitted on the sub-carrier 1, and the element X 12 represents the symbol transmitted on the subcarrier 12
  • the elements X j , X 4 , X j and X ⁇ Q bear the same symbol possibly out of phase, corresponding to the data symbol Y.
  • FIG. 4C proposes a representation in the time domain of the symbol FI-CDMA.
  • Such a symbol FI-CDMA is constituted of 12 time samples of duration Tc transmitted simultaneously. These 12 samples are equal to
  • each time sample is composed of at most a sum of
  • this example of implementation offers a reduction of the complexity of the transmitter compared to the MC-CDMA technique, while preserving the advantages of the MC-CDMA technique.
  • FIG. 5A illustrates a second exemplary implementation of the invention, for uplink communication of the terminals of the different users to a base station
  • the initial vector v can undergo a cyclic rotation 51 of an order specific to each user in order to perform the multiple access.
  • each of the elements of the vector V at the output of the repetition step 52 is multiplied by a phase shift coefficient ⁇ . equal to :
  • the first element of vector V is not out of phase
  • FI-CDMA distributed it is recalled that a separate spreading code is assigned to each of the Q data symbols transmitted by a user.
  • the element X 1 represents the symbol transmitted on the sub-carrier 1
  • the element X 12 represents the symbol transmitted on the subcarrier 12.
  • the elements X 1 , X 4 , X 7 and X 10 bear the same symbol possibly out of phase, corresponding to the data symbol X 1 .
  • the elements X 2 , X 5 , X 8 and X n in vertical hatch, bear the same symbol possibly out of phase, corresponding to the data symbol Jt 2 -
  • the elements X 3 , X 6 , X 9 and X 12 in horizontal hatchings , bear the same symbol possibly out of phase, corresponding to the data symbol X 3 .
  • Figure 5C provides a time-domain representation of the FI-CDMA symbol.
  • Such an IF-CDMA symbol consists of 12 time samples of duration Tc transmitted simultaneously. These 12 samples are equal to f j ⁇ j2 ⁇ j5 ⁇ j3 ⁇ j ⁇ O ⁇ ⁇ x h x 2 e 6 , x 3 e 3 , 0, x b x 2 e 6 , x 3 , 0, x h x 2 e 2 , x 3 e 3 , 0
  • each time sample is composed of a single data symbol, possibly out of phase.
  • the complex envelope of the multi-carrier signal obtained is therefore constant, and equal to 1 (after normalization).
  • this example of implementation offers a reduction of the complexity of the transmitter compared to the MC-CDMA technique, while preserving the advantages of the MC-CDMA technique.
  • this technique allows a maximum reduction of the PAPR since each time sample of a FI-CDMA symbol corresponds to a single data symbol possibly out of phase.
  • a first repetition step 61] takes as input a vector V 1 consisting of a data symbol of each of the
  • V 1 (x j ⁇ x ⁇ x ⁇ O).
  • the vector v is repeated Q times.
  • V x (X 1 1 5 X 215 X 315 O 1 X 115 X 215 X 31 5 O 5 X 1 1 , r 2 b ⁇ 31 > °) > represented by the elements (X 1 [ , I 1 2 ,, X 1 ⁇ 2 J in the frequency domain
  • the index of the data symbol in the vectors vj, vj and V3 entering the repetition stage is specific to each user, in order to perform the multiple access
  • each element of the Q vectors generated at the repetition stage is multiplied by a phase shift coefficient ⁇ equal to:
  • the frequency shift index of the repeated data symbol (equal in this example to the index of the data symbol), and m -
  • the elements of the vector V are not out of phase because the frequency offset is equal to 0 for the first data symbols of each
  • Vf v l 3 ' ⁇ 2 3 e ' 3 ⁇ 3 3 e 3 ⁇ 1 3 e 3 > * 2,3 e 3 ⁇ 3 3 ' 0 ' ⁇ l 3 e 3 ⁇ 2 3 ⁇ 3 > °
  • FIG. 6B shows a frequency-domain representation of the FI-CDMA symbol, the available M-12 subcarriers, and the size of the spreading codes (c).
  • FI-CDMA grouped it is recalled that an identical spreading code is assigned to the Q data symbols transmitted by the same user. More precisely, the element X ⁇ represents the symbol transmitted on the subcarrier 1, and the element
  • X 12 represents the symbol transmitted on the subcarrier 12.
  • the subcarrier 1 carries the first phase shift data symbol associated with the user 1, noted, vf ,, with the spreading code associated with the user 1, the first out of phase data symbol associated with user 2, denoted by ⁇ , ,, with the spreading code associated with user 2, and the first out of phase data symbol associated with user 3, noted xf ,, with the spreading code associated with the user 3.
  • Figure 6C provides a representation in the time domain of the FI-CDMA symbol.
  • Such an IF-CDMA symbol consists of 12 time samples of duration Tc transmitted simultaneously. These 12 samples are defined by the term-term sum of the three phase-shifted vectors Vf, Vf and Vf.
  • each time sample is composed of a sum of at most Q out of phase data symbols. It is recalled that according to the prior art, the temporal samples of the symbols MC-CDMA were composed of a sum of M independent symbols. The ratio between the two sums is therefore equal to
  • Combined FI-CDMA denoted x m for m - ⁇ , ..., M - ⁇ , then expresses itself in the following form:
  • this implementation example allows a reduction significant of the PAPR since the temporal samples of the IF-CDMA symbols are constituted by a sum of Q independent symbols, with Q ⁇ M.
  • Figure 7A illustrates a fourth example of implementation of the invention for downlink communication from a base station to the terminals of the different users.
  • N - Q null symbols a second initial vector vj, and x 3 x , X 32 and X 3 3 associated with the user 3, forming with N - Q null symbols a third initial vector V3
  • These initial vectors can undergo a cyclic rotation 71 j, 7I3, of an order specific to each user in order to perform the multiple access. It is possible in particular to use the index / of the user as order of rotation.
  • a vector F 1 - 3> ⁇ represented by the elements (X 1 ⁇ , X 1 2 , ..., X j 12 ) in the frequency domain.
  • each of the elements of the Q vectors generated in the repetition step is multiplied by a phase shift coefficient ⁇ equal to:
  • the first element of the vector F 1 is not out of phase
  • step 74 one-to-one amount the three-phase V ⁇ vectors F e t V $ 2, of length M. In the time domain, thus obtaining an IF-CDMA symbol.
  • FI-CDMA it is recalled that a separate spreading code is assigned to each of the Q data symbols transmitted by the same user.
  • the element X 1 represents the symbol transmitted on the sub-carrier 1
  • the element X ⁇ 2 represents the symbol transmitted on the subcarrier 12.
  • the subcarrier 1 carries the first symbol of shift data associated with the user 1, noted xf h with the spreading code associated with the first symbol and the user 1, the first phase shift data symbol associated with the user 2, note X 2 I ' with I e spreading code associated with the first symbol and the user 2, and the first out of phase data symbol associated with the user 3, denoted X j 1 , with the spreading code associated with the first symbol and the user 3
  • Figure 7C provides a time-domain representation of the FI-CDMA symbol.
  • Such an IF-CDMA symbol consists of 12 time samples of duration Tc transmitted simultaneously. These 12 samples are defined by the term-term sum of the three phase-shifted vectors fy, Vj and Vf.
  • each time sample is composed of a sum of at most Q data symbols possibly out of phase (non-zero symbols).
  • the temporal samples of the symbols MC-CDMA were composed of a sum of M independent symbols. The relationship between two sums is therefore equal to N. It may also be noted that the lower the value of Q, the smaller the PAPR associated with the multicarrier signal at the output of the transmission system.
  • this implementation example allows a significant reduction of the PAPR since the time samples of the IF-CDMA symbols consist of a sum of Q symbols. non-zero independent, with Q ⁇ M.
  • a user can transmit more than Q data symbols (possibly out of phase) per IF-CDMA symbol. Under these conditions, the maximum number of users Nu is reduced.
  • the FI-CDMA technique according to the invention takes advantage, without additional processing at the reception, a gain of spreading to fight against intercellular interference.
  • the steps of repetition and application of a phase shift are implemented in the frequency domain.
  • the transmission method according to the invention comprises a step of mathematical transformation of the frequency domain to the time domain of the signal obtained at the output of the step of applying a phase shift.
  • this mathematical transformation is a transform of
  • PAPR of a transmitted FI-CDMA or MC-CDMA symbol is evaluated. Its calculation, for a PAPR value set at PAPR O, is the probability that the PAPR calculated on each FI-CDMA or MC-CDMA symbol is greater than PAPR O:
  • the main parameters used for the uplink simulations are:
  • N 32;
  • FIG. 8 shows the CCDF of the FI-CDMA techniques dist ⁇ buee according to the invention and MC-CDMA in uplink mode with 16QAM modulation.
  • the gain obtained with the FI-CDMA technique distnbuée compared to the technique MC-CDMA is 21 dB for a CCDF of 10 " , and to 19
  • the technique according to the invention has many advantages in these different embodiments, such as the maximum reduction of the fluctuations of the envelope of the multicarrier signal, which can be identical to that of a single carrier signal; significantly reducing the complexity of the transmitter without increasing the complexity of the receiver compared to a conventional OFDM modulation, because of the suppression of the spreading operations (implemented in the form of a transform of
  • FIG. 9 the simplified structure of a transmission device implementing a transmission technique according to one of the embodiments described above is presented.
  • This is for example a communication terminal or a base station.
  • Such a device comprises a memory 91 consisting of a buffer memory, a processing unit 92, equipped for example with a microprocessor ⁇ P, and driven by the computer program 93, implementing the transmission method according to the invention. .
  • the code instructions of the computer program 93 are for example loaded into a RAM memory before being executed by the processor of the processing unit 92.
  • the processing unit 92 receives as input at least a data symbol X 1 j associated with a user.
  • the microprocessor of the processing unit 92 implements the steps of the transmission method described above, according to the instructions of the computer program 93, to innovatively distribute the data symbols.
  • the transmission device comprises, in addition to the buffer memory 91, means for repeating the data symbols and means for applying a specific phase shift to each of the data symbols after repetition. These means are controlled by the microprocessor of the processing unit 92.
  • the processing unit 92 outputs a multicarrier signal, the data symbols being distributed over the set of subcarriers forming the multicarrier signal.

Abstract

The invention relates to a method for transmitting a multicarrier signal using a multiple access technique by code distribution. According to the invention, such a method comprises the following steps, for at least one user: repetition (32) of at least one data symbol representing a source data signal which is to be transmitted and is associated with the user; and application (33) of a specific dephasing to each data symbol following the repetition, in such a way as to distribute the data symbols over a set of sub-carriers forming said multiple carrier signal, the dephasing taking into account at least one allocation code associated with the user.

Description

Procédé de transmission d'un signal à porteuses multiples mettant en œuvre une technique d'accès multiple par répartition de codes, dispositif, produit programme d'ordinateur et signal correspondants. A method of transmitting a multicarrier signal implementing a code division multiple access technique, device, computer program product and corresponding signal.
1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui de la transmission et de la diffusion d'informations numériques, notamment a haut débit, sur une bande de fréquence limitéeFIELD OF THE DISCLOSURE The field of the invention is that of the transmission and broadcasting of digital information, in particular at a high bit rate, over a limited frequency band.
Plus précisément, l'invention concerne la transmission d'un signal a porteuses multiples mettant en œuvre une technique d'accès multiple par répartition de codes, dans un contexte mobile ou fixeMore specifically, the invention relates to the transmission of a multicarrier signal implementing a code division multiple access technique in a mobile or fixed context.
La technique selon l'invention trouve notamment des applications dans des systèmes point-a-multipoint, pour les transmissions d'une station de base vers un ensemble de terminaux par exemple, en voie descendante ou multipoint-a-point, pour les transmissions d'un ensemble de terminaux vers une station de base par exemple, en voie montante L'invention est notamment adaptée aux transmissions dans des reseaux mono ou multi-cellulairesThe technique according to the invention finds particular applications in point-to-multipoint systems, for transmissions from a base station to a set of terminals for example, in downlink or multipoint-to-point, for transmissions of data. A set of terminals to a base station for example, in uplink The invention is particularly suitable for transmissions in mono or multi-cellular networks
2. Art antérieur2. Prior Art
Dans les applications ou les ressources spectrales doivent être partagées entre plusieurs utilisateurs, encore appelés usagers, au sein d'une bande de transmission, la modulation OFDM peut être associée a une techniques d'accès multiple par répartition de codes de type CDMA (en anglais « Coded DivisionIn the applications where the spectral resources must be shared between several users, still called users, within a transmission band, the OFDM modulation may be associated with CDMA type code division multiple access techniques. «Coded Division
Multiple Access »)Multiple Access ")
Selon cette technique, encore appelée MC-CDMA, les données des différents utilisateurs sont étalées sur un ensemble de sous-porteuses avant d'appliquer la modulation OFDM, lors d'une étape de transformée de Fouπer inverse La séquence d'étalement est ainsi appliquée dans le domaine frequentiel, ce qui permet de tirer profit de la diversité frequentielle du canalAccording to this technique, also called MC-CDMA, the data of the different users are spread over a set of subcarriers before applying the OFDM modulation, during an inverse Fouπer transform step. The spreading sequence is thus applied. in the frequency domain, which makes it possible to take advantage of the frequency diversity of the channel
Différents utilisateurs peuvent alors occuper le même espace temps- fréquence en distinguant chaque utilisateur par un code d'étalement qui lui est propre Autrement dit, cette technique permet a un ensemble d'usagers de transmettre simultanément dans une même bande de fréquence.Different users can then occupy the same time-frequency space by distinguishing each user by a spreading code of his own. In other words, this technique allows a set of users to transmit simultaneously in the same frequency band.
Plus précisément, on présente en relation avec la figure 1 la structure générale d'un système de transmission MC-CDMA, mettant en œuvre un entrelacement fréquentiel par bloc. On considère par exemple un système multi-utilisateurs comprenant Nu utilisateurs, au moins un symbole de données étant associé à chaque utilisateur. On note x. . le j symbole de données associé au / utilisateur, avecMore precisely, in relation to FIG. 1, the general structure of an MC-CDMA transmission system is described, implementing block frequency interleaving. For example, consider a multi-user system comprising NU users, at least one data symbol being associated with each user. We denote x. . the j data symbol associated with the user, with
1 < / < NM et 1 ≤ j ≤ Q , où Q correspond au nombre de symboles de données transmis par un utilisateur dans un symbole MC-CDMA. Après une conversion série/parallèle (non représentée sur la figure), chaque symbole de données x;. . subit N répliques au cours d'une étape d'étalement 1 1 ], 1 I Q, où N est la longueur des codes d'étalement. Ainsi le même symbole de données est transmis sur N sous-porteuses différentes.1 </ <NM and 1 ≤ j ≤ Q, where Q is the number of data symbols transmitted by a user in an MC-CDMA symbol. After serial / parallel conversion (not shown in the figure), each data symbol x ; . . undergoes N replicas during a spreading step 1 1], 1 IQ, where N is the length of the spreading codes. Thus the same data symbol is transmitted on N different subcarriers.
Si on considère par exemple le symbole de données xχ } , on applique un « chip » d'étalement (encore appelé « bribe » en français), propre à chaque utilisateur, à chaque réplique du symbole de données.If we consider for example the data symbol x χ} , we apply a "chip" spreading (also called "chip" in French), specific to each user, each replica of the data symbol.
Par exemple, au cours de l'étape d'étalement 1 1 j (respectivement 1 I Q), le chip C1 j du code d'étalement associé à l'utilisateur 1 est appliqué à la première réplique du symbole de données ,V1 j , le chip C7 ι est appliqué à la deuxième réplique du symbole de données x, , , et le chip cN , est appliqué à la /v réplique du symbole de données X1 j .For example, during the spreading step 11 (1 IQ), the chip C 1 j of the spreading code associated with the user 1 is applied to the first replica of the data symbol, V 1 j , the chip C 7 ι is applied to the second replica of the data symbol x,, and the chip c N , is applied to the replica / v of the data symbol X 1 j .
De même, le chip c, w du code d'étalement associé à l'utilisateur Nw est appliqué à la première réplique du symbole de données x^ j , le chip c2 Nι est appliqué à la deuxième réplique du symbole de données xN , , et le chip cN v Similarly, the chip c, w of the spreading code associated with the user Nw is applied to the first replica of the data symbol x ^ j , the chip c 2 Nι is applied to the second replica of the data symbol x N ,, and the chip c N v
£1116 est appliqué à la Ar réplique du symbole de données xNu j .£ 1116 is applied to the replica Ar of the data symbol x Nu j .
On obtient ainsi, en sortie de l'étape d'étalement 1 1 1 (respectivement H Q), N symboles dans le domaine fréquentiel, appelés ci-après « symboles étalés », chaque symbole étalé portant une réplique de chaque symbole de données associé à un chip d'étalement. Par exemple, le symbole étalé X, , porte la première réplique du symbole de données X1 , associé au chip C1 j , la première réplique du symbole de données Λ* 2 J associé au chip C1 2 , et la première réplique du symbole de donnés xNu λ associée au chip cχ Nu . Le symbole étalé XN χ porte la AT réplique du symbole de données .V1 j associée au chip C^ 1 , la ΛT réplique du symbole de données X1 χ associée au chip cN 2 , et la Tv réplique du symbole de données x^ j associée au chip cN N .Thus, at the output of the spreading step 1 1 1 (respectively HQ), N symbols in the frequency domain, hereinafter referred to as "spread symbols", each spreading symbol carrying a replica of each data symbol associated with a spreading chip. For example, the spread symbol X,, door the first replica of the data symbol X 1 , associated with the chip C 1 j , the first replica of the data symbol Λ * 2 J associated with the chip C 1 2 , and the first replica of the data symbol x Nu λ associated with the chip c χ Nude The spread symbol X N χ carries the replica AT of the data symbol .v 1 j associated with the chip C ^ 1 , the replicate ΛT of the data symbol X 1 χ associated with the chip c N 2 , and the replicate Tv of the data symbol x ^ j associated with the chip c NN .
Une étape de distribution 12, encore appelée « mapping », est alors mise en œuvre. Cette étape permet de distribuer les symboles étalés, dans le domaine fréquentiel, sur l'ensemble M des sous-porteuses disponibles. Chaque sous- porteuse M porte alors un symbole X1 , X2 , ou encore XM , dit « symbole mappé ».A distribution step 12, also called "mapping", is then implemented. This step makes it possible to distribute the spread symbols in the frequency domain over the set M of the available subcarriers. Each subcarrier M then carries a symbol X 1 , X 2 , or X M , called "mapped symbol".
Le symbole MC-CDMA issu de l'étape de mapping 12 peut être représenté dans le domaine fréquentiel ou dans le domaine temporel.The MC-CDMA symbol from the mapping step 12 may be represented in the frequency domain or in the time domain.
Les figures 2A et 2B proposent respectivement une représentation du symbole MC-CDMA dans le domaine fréquentiel et dans le domaine temporel.Figures 2A and 2B respectively show a representation of the symbol MC-CDMA in the frequency domain and in the time domain.
Comme illustré en figure 2A, un symbole MC-CDMA est représenté dans le domaine fréquentiel sur les M sous-porteuses disponibles, ainsi que dans la dimension des N codes. Le symbole MC-CDMA est formé des symboles mappés X1 , X1 -, • - -, X M • Plus précisément, le symbole mappé Xχ représente le symbole transmis sur la sous-porteuse 1, et le symbole mappé X M représente le symbole transmis sur la sous-porteuse M. Le symbole mappé X, correspond à la somme des symboles étalés transmis sur la sous-porteuse 1 avec des codes d'étalement différents. La figure 2B représente le symbole MC-CDMA de durée Ts dans le domaine temporel. Un tel symbole MC-CDMA est formé de M échantillons temporels 21 1, 212, ..., 21 M, présentant chacun une durée Tc, transmis simultanément. Si l'on considère le système de transmission de la figure 1 , chaque échantillon temporel 21W, avec l ≤ m ≤ M , est composé d'une somme des symboles mappés déphasés, notés xf "' , Xγι , ..., X^1 .As illustrated in FIG. 2A, an MC-CDMA symbol is represented in the frequency domain on the available M subcarriers, as well as in the dimension of the N codes. The symbol MC-CDMA is formed of the mapped symbols X 1 , X 1 -, • - -, X M • More precisely, the mapped symbol X χ represents the symbol transmitted on the subcarrier 1, and the mapped symbol X M represents the symbol transmitted on the subcarrier M. The mapped symbol X, corresponds to the sum of the spread symbols transmitted on the subcarrier 1 with different spreading codes. Figure 2B shows the symbol MC-CDMA of duration Ts in the time domain. Such an MC-CDMA symbol is formed of M temporal samples 21 1, 212, ..., 21 M, each having a duration Tc, transmitted simultaneously. If we consider the transmission system of Figure 1, each time sample 21 W , with l ≤ m ≤ M, is composed of a sum of out of phase mapped symbols, denoted xf "', Xγ ι , ..., X ^ 1 .
De manière générale, un échantillon temporel peut comprendre un seul symbole de données ou une somme de plusieurs symboles de données. On peut noter que lorsque ces échantillons comprennent chacun un seul symbole de données, le rapport PAPR (en anglais « Peak to Average Power Ratio »), caractérisant les fluctuations de la puissance instantanée d'un signal par rapport à sa puissance moyenne, soit encore les fluctuations de l'enveloppe complexe du signal, est faible et équivalent à celui d'une transmission monoporteuse.In general, a time sample may comprise a single data symbol or a sum of several data symbols. It may be noted that when these samples each comprise a single data symbol, the PAPR (Peak to Average Power Ratio) report, characterizing the fluctuations of the instantaneous power of a signal with respect to its average power, is again the fluctuations of the complex envelope of the signal are small and equivalent to that of a single-carrier transmission.
En revenant à la figure 1 , les symboles MC-CDMA issus de l'étape de mapping 12 subissent alors une modulation à porteuses multiples de type OFDM mettant en œuvre une étape de transformation de Fourier inverse 13 (du domaine fréquentiel vers le domaine temporel), suivie d'une étape d'insertion 14 d'un intervalle de garde de taille Tg, dans le domaine temporel.Returning to FIG. 1, the MC-CDMA symbols resulting from the mapping step 12 then undergo an OFDM-type multi-carrier modulation implementing an inverse Fourier transform step 13 (from the frequency domain to the time domain). followed by an insertion step 14 of a guard interval of size Tg, in the time domain.
Le système de transmission de la figure 1 délivre alors un signal 15 à porteuses multiples et à accès multiple par répartition de codes.The transmission system of FIG. 1 then provides a multi-carrier, code division multiple access signal.
Cette technique de transmission MC-CDMA présente de bonnes performances, puisqu'elle permet d'exploiter la diversité fréquentielle liée à la bande totale, c'est-à-dire à l'ensemble des sous-porteuses disponibles, comme illustré en figure 2A. Toutefois, cette technique présente également des inconvénients, liés notamment à l'utilisation d'une modulation à porteuses multiples de type OFDM.This MC-CDMA transmission technique has good performance since it makes it possible to exploit the frequency diversity related to the total band, that is to say to all the sub-carriers available, as illustrated in FIG. 2A. . However, this technique also has drawbacks, particularly related to the use of an OFDM multi-carrier modulation.
En particulier, la technique MC-CDMA souffre de fortes fluctuations de l'enveloppe du signal émis. En effet, on rappelle que dans le système MC-CDMA illustré en figure 1, chaque échantillon temporel 2\m, d'un symbole MC-CDMA est composé d'une somme des symboles mappés déphasés Xfm , X^'" , ..., X^ .In particular, the MC-CDMA technique suffers from strong fluctuations in the envelope of the emitted signal. Indeed, it is recalled that in the MC-CDMA system illustrated in FIG. 1, each temporal sample 2 \ m of an MC-CDMA symbol is composed of a sum of the out of phase mapped symbols Xf m , X ^ '",. .., X ^.
En reprenant la représentation temporelle d'un symbole MC-CDMA de la figure 2B, le premier échantillon temporel 21 j, de longueur Tc est donc égal à 2 M^ X •> By taking up the temporal representation of an MC-CDMA symbol of FIG. 2B, the first time sample 21 j of length Tc is therefore equal to 2 M ^ X • >
M le deuxième échantillon temporel 212 à ]T X - , et le ha échantillon temporel 21 M est également égal à ]T Xφ M M the second time sample 212 to] TX -, and the time sample ha. 21 M is also equal to] TX φ M
Autrement dit, puisque les échantillons temporels du symbole MC-CDMA sont constitues, comme en OFDM, d'une somme des M symboles mappes transmis sur les M sous-porteuses, l'enveloppe du signal MC-CDMA 15 subit de fortes fluctuations, correspondant à un PAPR élevéIn other words, since the temporal samples of the symbol MC-CDMA are constituted, as in OFDM, by a sum of the M map symbols transmitted on the M subcarriers, the envelope of the MC-CDMA signal 15 undergoes strong fluctuations, corresponding to at a high PAPR
La technique MC-CDMA présente également une complexité numérique en émission relativement élevée, du fait des opérations d'étalement (mettant par exemple en œuvre une transformée de Hadamard) et des opérations de modulation OFDM (mettant par exemple en œuvre une transformation de Fouπer inverse). D'autres techniques de transmissions ont été proposées pour obtenir un signal à porteuses multiples présentant un PAPR proche de celui obtenu pour un signal mono porteuse, également appelé signal à porteuse simple.The MC-CDMA technique also has a relatively high emission numerical complexity, because of the spreading operations (implementing, for example, a Hadamard transform) and OFDM modulation operations (for example implementing a reverse Fouπer transformation). ). Other transmission techniques have been proposed to obtain a multicarrier signal having a PAPR close to that obtained for a single carrier signal, also called single carrier signal.
Malheureusement, ces techniques sont basées sur des techniques d'accès multiples par répartition de la fréquence. La représentation fréquentielle d'un tel signal montre que chaque utilisateur n'exploite que la diversité fréquentielle liée à une bande limitée, puisqu'il ne transmet de l'information que sur un nombre réduit de sous-porteuses Cette technique de transmission de l'art antérieur est donc sous-optimale, et l'exploitation maximale de la diversité fréquentielle n'est pas possible 3. Exposé de l'inventionUnfortunately, these techniques are based on multiple frequency division access techniques. The frequency representation of such a signal shows that each user exploits only the frequency diversity linked to a limited band, since it transmits information only on a reduced number of subcarriers. This technique of transmission of the The prior art is therefore suboptimal, and maximum exploitation of frequency diversity is not possible. 3. Presentation of the invention
L'invention propose une solution nouvelle qui ne présente pas l'ensemble de ces inconvénients de l'art antérieur, sous la forme d'un procédé de transmission d'un signal a porteuses multiples mettant en œuvre une technique d'accès multiple par répartition de codes. Selon l'invention, un tel procédé comprend les étapes suivantes, mises en œuvre pour au moins un utilisateur ' répétition d'au moins un symbole de données représentatif d'un signal de données source a transmettre, associé audit utilisateur ; application d'un déphasage spécifique à chacun desdits symboles de données après répétition, de façon a distπbuer les symboles de données déphasés sur un ensemble de sous-porteuses formant ledit signal à porteuses multiples, ledit déphasage tenant compte d'au moins un code d'étalement associe audit utilisateur L'invention propose ainsi une nouvelle technique de transmission basée sur un accès multiple par répartition de codes.The invention proposes a new solution which does not have all of these disadvantages of the prior art, in the form of a method for transmitting a multicarrier signal implementing a multiple access distribution technique. of codes. According to the invention, such a method comprises the following steps, implemented for at least one user repeating at least one data symbol representative of a source data signal to be transmitted, associated with said user; applying a specific phase shift to each of said symbols of data after repetition, so as to distnbute the data symbols out of phase on a set of subcarriers forming said multi-carrier signal, said phase shift taking into account at least one spreading code associated with said user The invention thus proposes a new transmission technique based on code division multiple access.
Plus précisément, le procédé de transmission selon l'invention permet de générer un signal à porteuses multiples présentant un PAPR faible (c'est-à-dire un signal dont l'enveloppe est sensiblement constante), ce qui mduit une réduction de la consommation d'un émetteur mettant en œuvre un tel procédéMore specifically, the transmission method according to the invention makes it possible to generate a multicarrier signal having a low PAPR (that is to say a signal whose envelope is substantially constant), which leads to a reduction in the consumption an issuer implementing such a process
Pour ce faire, le procède de transmission selon l'invention met en œuvre des étapes de répétition et de déphasage du ou des symboles de données associés aux différents utilisateurs, permettant d'effectuer un accès multiple par répartition de codes. Cet accès multiple permet à chaque utilisateur de transmettre des symboles de données sur toutes les sous-porteuses disponibles formant le signal à porteuses multiples On exploite ainsi de manière optimale la diversité frequentielle.To do this, the transmission method according to the invention implements steps of repetition and phase shift of the data symbol or symbols associated with the different users, making it possible to perform code division multiple access. This multiple access allows each user to transmit data symbols on all available subcarriers forming the multicarrier signal. This makes optimal use of the frequency diversity.
Ainsi, la technique d'accès multiple par répartition de codes selon l' invention offre des avantages en termes de performances, puisque chaque utilisateur peut transmettre de l'information sur l'ensemble des sous-porteuses disponibles, et en termes de robustesse à l'interférenceThus, the code division multiple access technique according to the invention offers advantages in terms of performance, since each user can transmit information on all the subcarriers available, and in terms of robustness to the 'interference
De plus, la structure frequentielle du signal a porteuses multiples obtenu permet une grande robustesse aux trajets multiples, et une réception par un récepteur de faible complexité Dans la suite de ce document, on nomme cette nouvelle technique de transmission FI-CDMA (en anglais « frequency mterleaved code division multiple access », en français « accès multiple par répartition de codes avec entrelacement Irequentiel »)In addition, the frequency structure of the multi-carrier signal obtained allows a high robustness to multipath, and reception by a low complexity receiver. In the rest of this document, this new FI-CDMA transmission technique is called. frequency mterleaved code division multiple access ", in French" code division multiple access with interleaving Irequentiel ")
Selon une caracteπstique spécifique de l' invention, le déphasage tient également compte d'un décalage frequentiel dépendant dudit symbole de données Autrement dit, le déphasage appliqué a chacun des symboles de données après répétition évolue en fonction du symbole de données considère, et/ou de l'utilisateur auquel ce symbole est associé Ce décalage frequentiel correspond a un nombre de sous-porteuses Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les étapes de répétition et d'application d'un déphasage sont mises en œuvre dans le domaine temporelAccording to a specific characteristic of the invention, the phase shift also takes account of a frequency shift depending on said data symbol. In other words, the phase shift applied to each of the data symbols after repetition changes according to the data symbol considered, and / or to the user with which this symbol is associated. This frequency offset corresponds to a number of sub-carriers. embodiment of the invention, the steps of repetition and application of a phase shift are implemented in the time domain
On construit ainsi le signal à porteuses multiples dans le domaine temporel par des opérations de répétition et de déphasage des données En particulier, l'invention selon ce mode de réalisation présente une complexité numéπque réduite en émission, proche de celle obtenue pour la transmission d'un signal mono porteuseThe multi-carrier signal in the time domain is thus constructed by data repetition and phase shift operations. In particular, the invention according to this embodiment has a reduced number of transmission complexity, close to that obtained for the transmission of data. a mono carrier signal
En effet, l'invention permet de s'affranchir de la mise en œuvre d'une étape de transformée de Fouπer inverse pour la modulation multiporteuse OFDM, grâce a l'étape de répétitionIndeed, the invention makes it possible to dispense with the implementation of an inverse Fouπer transform step for the OFDM multicarrier modulation, thanks to the repetition step
Cette construction dans le domaine temporel permet de générer un signal à porteuses multiples présentant un PAPR comparable à celui d'un signal a porteuse simple Les fluctuations du signal à porteuses multiples selon l'invention sont donc négligeables, ce qui permet une réduction de la consommation en émission Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, les étapes de répétition et d'application d'un déphasage sont mises en œuvre dans le domaine frequentiel Dans ce cas, le procédé comprend une étape de transformation mathématique du domaine frequentiel vers le domaine temporel d'un signal obtenu en sortie de l'étape d'application d'un déphasage Par exemple, l'étape de répétition est mise en œuvre sous la forme d'une étape d'étalement des donnéesThis construction in the time domain makes it possible to generate a multicarrier signal having a PAPR comparable to that of a single carrier signal The fluctuations of the multicarrier signal according to the invention are therefore negligible, which allows a reduction in the consumption in transmission According to a second embodiment of the invention, the steps of repetition and application of a phase shift are implemented in the frequency domain In this case, the method comprises a step of mathematical transformation of the frequency domain to the time domain of a signal obtained at the output of the step of applying a phase shift For example, the repetition step is implemented in the form of a step of spreading the data
Selon une caractéristique particulière, le procède de transmission selon l'invention comprend une étape préalable de rotation cyclique des symboles de données associes a un utilisateur, l'ordre de ladite rotation dépendant dudit utilisateur Cette rotation permet d'effectuer l'accès multiple, c'est-à-dire de distribuer les symboles de données pour leur attribuer un code d'étalement.According to a particular characteristic, the transmission method according to the invention comprises a preceding step of cyclic rotation of the data symbols associated with a user, the order of said rotation depending on said user. This rotation makes it possible to perform the multiple access, that is to say to distribute the data symbols to assign them a spreading code.
Selon une première variante de l'invention, un code d'étalement identique est attribué à chacun des symboles de données associé à un utilisateur. On définit dans ce cas une technique dite FI-CDMA regroupée.According to a first variant of the invention, an identical spreading code is assigned to each of the data symbols associated with a user. In this case, a so-called FI-CDMA grouped technique is defined.
Selon une deuxième variante, un code d'étalement distinct est attribué à chacun des symboles de données associé à un utilisateur.In a second variant, a separate spreading code is assigned to each of the data symbols associated with a user.
On définit dans ce cas une technique dite FI-CDMA distribuée.In this case, a so-called distributed FI-CDMA technique is defined.
En particulier, chacun des échantillons temporels dudit signal à porteuses multiples, discrétisé, comprend une somme d'au plus Q symboles de données éventuellement déphasés, avec Q < M, où Q correspond au nombre maximum de symboles de données associé à un utilisateur, parmi tous les utilisateurs, et M correspond au nombre de sous-porteuses dudit ensemble.In particular, each of the time samples of said discretized multi-carrier signal comprises a sum of at most Q possibly out of phase data symbols, with Q <M, where Q is the maximum number of data symbols associated with a user, among all users, and M corresponds to the number of subcarriers of said set.
En particulier, selon un exemple d'implémentation de l'invention, chacun des échantillons temporels dudit signal à porteuses multiples, discrétisé, comprend un unique symbole de données, éventuellement déphasé.In particular, according to an exemplary implementation of the invention, each of the time samples of said discrete carrier signal comprises a single data symbol, possibly out of phase.
L'enveloppe complexe du signal à porteuses multiples transmis selon cet exemple est donc constante et égale à 1 (après normalisation). Le PAPR est donc minimum. Selon un aspect particulier de l'invention, le procédé de transmission comprend une étape d'insertion d'un intervalle de garde. Cet intervalle de garde peut être quelconque, ou mis en œuvre sous la forme d'un préfixe cyclique.The complex envelope of the multicarrier signal transmitted according to this example is therefore constant and equal to 1 (after normalization). The PAPR is therefore minimum. According to a particular aspect of the invention, the transmission method comprises a step of inserting a guard interval. This guard interval can be any, or implemented as a cyclic prefix.
En particulier, l'insertion d'un intervalle de garde permet, en réception, de réaliser une égalisation simple dans le domaine fréquentiel. Cette étape d'insertion d'un intervalle de garde est bien entendu facultative.In particular, the insertion of a guard interval allows, in reception, to achieve a simple equalization in the frequency domain. This step of inserting a guard interval is of course optional.
Le procédé de transmission selon l'invention peut notamment être mis en œuvre dans un réseau cellulaire comprenant une seule cellule, ou une pluralité de cellule. Un autre aspect de l'invention concerne un produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un reseau de communication et/ou enregistre sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un processeur, comprenant des instructions de code de programme pour la mise en œuvre du procédé de transmission decπt précédemment Dans un autre mode de réalisation, l'invention concerne un dispositif de transmission d'un signal à porteuses multiples mettant en œuvre une technique d'accès multiple par répartition de codes.The transmission method according to the invention can in particular be implemented in a cellular network comprising a single cell, or a plurality of cells. Another aspect of the invention relates to a program product computer downloadable from a communication network and / or records on a computer readable medium and / or executable by a processor, comprising program code instructions for implementing the transmission method decπt previously In another mode of embodiment, the invention relates to a device for transmitting a multicarrier signal implementing a code division multiple access technique.
Selon l'invention, un tel dispositif comprend des moyens de répétition d'au moins un symbole de données représentatif d'un signal de données source à transmettre, associé à un utilisateur , des moyens d'application d'un déphasage spécifique a chacun desdits symboles de données après répétition, de façon à distπbuer les symboles de données déphasés sur un ensemble de sous-porteuses formant ledit signal a porteuses multiples, ledit déphasage tenant compte d'au moins un code d'étalement associé audit utilisateurAccording to the invention, such a device comprises : means for repeating at least one data symbol representative of a source data signal to be transmitted, associated with a user, means for applying a specific phase shift to each said data symbols after repetition, so as to separate the out-of-phase data symbols on a set of subcarriers forming said multi-carrier signal, said phase shift taking account of at least one spreading code associated with said user
Un tel dispositif de transmission est notamment adapté à mettre en œuvre le procédé de transmission décrit précédemment. Il s'agit par exemple d'une station de base, ou d'un terminal de type radiotéléphone, ordinateur portable, assistant personnel de type PDA (en anglais « Personal Digital Assistant ») On rappelle en effet que l'invention trouve des applications pour les transmissions en voie montante ou en voie descendanteSuch a transmission device is particularly suitable for implementing the transmission method described above. This is for example a base station, or a terminal type radiotelephone, laptop, personal assistant type PDA (in English "Personal Digital Assistant") It is recalled in fact that the invention finds applications for uplink or downlink transmissions
Un autre aspect de l'invention concerne un signal a porteuses multiples et a accès multiple par répartition de codesAnother aspect of the invention relates to a multi-carrier, code division multiple access signal.
Un tel signal est forme d'un ensemble de sous-porteuses portant chacune un symbole de données déphase, lesdits symboles de données déphasés correspondants, pour au moins un utilisateur, a des symboles de données répètes auxquels un déphasage spécifique est applique, ledit déphasage tenant compte d'au moins un code d'étalement associe audit utilisateur, lesdits symboles de données étant représentatifs d'un signal de données source a transmettre associé audit utilisateur.Such a signal is formed of a set of subcarriers each carrying a symbol of out-of-phase data, said corresponding out-of-phase data symbols, for at least one user, having repetitive data symbols to which a specific phase shift is applied, said phase shift being at least one spreading code associated with said user, said data symbols being representative of a source data signal a transmit associated with said user.
Un tel signal peut notamment être transmis par le procédé de transmission décrit ci-dessus. Ce signal peut bien sûr comporter les différentes caractéristiques relatives au procédé de transmission selon l'invention. En particulier, selon un exemple d'implémentation de l'invention, ce signal présente un PAPR sensiblement constant, et comparable à celui d'un signal mono-porteuseSuch a signal can in particular be transmitted by the transmission method described above. This signal can of course include the various characteristics relating to the transmission method according to the invention. In particular, according to an exemplary implementation of the invention, this signal has a substantially constant PAPR, and comparable to that of a single-carrier signal
4. Liste des figures4. List of figures
D'autres caractéπstiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier, donné à titre de simple exemple îllustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : la figure 1, décrite en relation avec l'art antérieur, présente un système de transmission de type MC-CDMA selon l'art antérieur ; - les figures 2A et 2B, également présentées en relation avec l'art antérieur, proposent une représentation d'un symbole MC-CDMA dans les domaines fréquentiel et temporel ; la figure 3 présente les principales étapes du procédé de transmission selon l'invention ; - les figures 4A à 4C illustrent un premier exemple d'implémentation de la technique selon l'invention, et la représentation d'un symbole FI-CDMA obtenu dans les domaines fréquentiel et temporel ; les figures 5A à 5C illustrent un deuxième exemple d'implémentation de la technique selon l'invention ; - les figures 6A a 6C illustrent un troisième exemple d'implémentation de la technique selon l'invention ; les figures 7A à 7C illustrent un quatrième exemple d'implémentation de la technique selon l'invention ; la figure 8 présente les performances de l'invention comparée à la technique MC-CDMA ; et la figure 9 présente la structure d'un dispositif de transmission mettant en œuvre un technique de transmission selon un mode de réalisation particulier de l'invention.Other features and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the following description of a particular embodiment, given by way of a simple illustrative and nonlimiting example, and the appended drawings, among which: FIG. 1 , described in relation with the prior art, presents a transmission system of the MC-CDMA type according to the prior art; FIGS. 2A and 2B, also presented in relation with the prior art, provide a representation of an MC-CDMA symbol in the frequency and time domains; Figure 3 shows the main steps of the transmission method according to the invention; FIGS. 4A to 4C illustrate a first example of implementation of the technique according to the invention, and the representation of a FI-CDMA symbol obtained in the frequency and time domain; FIGS. 5A to 5C illustrate a second example of implementation of the technique according to the invention; FIGS. 6A to 6C illustrate a third example of implementation of the technique according to the invention; FIGS. 7A to 7C illustrate a fourth example of implementation of the technique according to the invention; Figure 8 shows the performance of the invention compared to the MC-CDMA technique; and Figure 9 shows the structure of a transmission device implementing a transmission technique according to a particular embodiment of the invention.
5. Description de modes de réalisation de l'invention 5.1 Principe général5. Description of Embodiments of the Invention 5.1 General Principle
Le pπncipe général de l'invention repose sur la construction et la transmission d'un signal à porteuses multiples mettant en œuvre un accès multiple par répartition de codes, tel que : dans le domaine fréquentiel, les données associées a chaque utilisateur soient réparties sur l'ensemble des M sous-porteuses disponibles formant le signal à porteuses multiples, et dans le domaine temporel, un échantillon temporel du signal à porteuses multiples discrétisé comprend une somme d'au plus Q symboles de données éventuellement déphasés, avec Q < M. Cette technique de transmission est notée FI-CDMA.The general principle of the invention is based on the construction and transmission of a multicarrier signal implementing a code division multiple access, such that: in the frequency domain, the data associated with each user is distributed over the set of available sub-carriers M forming the multicarrier signal, and in the time domain, a time sample of the discretized multicarrier signal comprises a sum of at most Q data symbols possibly out of phase, with Q <M. transmission technique is noted FI-CDMA.
On illustre en relation avec la figure 3 les principales étapes du procédé de transmission selon l'inventionThe main steps of the transmission method according to the invention are illustrated in relation to FIG.
On considère pour ce faire au moins un signal de données source 31 à transmettre, associé à un utilisateur. En particulier, dans le cadre d'une transmission point-à-multipoint, on considère un unique signal de données source, associé par exemple à une station de base. En revanche, dans le cadre d'un transmission multipoint-à-point, on considère plusieurs signaux de données source associés chacun à un utilisateur distinct. On entend donc par utilisateur aussi bien un usager du service qu'une station de base (point d'attachement). Pour au moins un utilisateur, le procédé de transmission selon l'invention comprend les étapes suivantes : une étape 32 de répétition d'au moins un symbole de données issu du signal de données source associe a l'utilisateur ; une étape 33 d'application d'un déphasage spécifique à chacun des symboles de données après répétition, de façon a distribuer les symboles de données sur un ensemble de sous-porteuses formant le signal à porteuses multiples, le déphasage tenant compte d'au moins un code d'étalement associé audit utilisateur.To do this, at least one source data signal 31 to be transmitted is associated with a user. In particular, in the context of a point-to-multipoint transmission, a single source data signal, associated for example with a base station, is considered. On the other hand, in the context of multipoint-to-point transmission, several source data signals each associated with a distinct user are considered. By user, therefore, we mean both a user of the service and a base station (point of attachment). For at least one user, the transmission method according to the invention comprises the following steps: a step 32 of repeating at least one data symbol from the source data signal associated with the user; a step 33 of applying a specific phase shift to each of the data symbols after repetition, so as to distribute the data symbols on a set of subcarriers forming the multicarrier signal, the phase shift taking into account at least one spreading code associated with said user.
On génère ainsi un signal à porteuses multiples 34 mettant en œuvre une technique d'accès multiple par répartition de codes.This generates a multi-carrier signal 34 implementing a code division multiple access technique.
5.2 Mise en œuvre dans le domaine temporel5.2 Implementation in the time domain
On présente ci-après un premier mode de réalisation de l'invention dans lequel les étapes de répétition et d'application d'un déphasage sont mises en œuvre dans le domaine temporel. On génère ainsi le signal à porteuses multiples dans le domaine temporel.The following is a first embodiment of the invention in which the steps of repetition and application of a phase shift are implemented in the time domain. This generates the multi-carrier signal in the time domain.
La technique de transmission FI-CDMA consiste alors à appliquer sur chaque symbole de donnée : une répétition d'ordre Q ; et un déphasage relatif à l'ordre du code d'étalement utilisé ainsi qu'à un décalage fréquentiel/(en nombre de sous-porteuses).The FI-CDMA transmission technique then consists in applying to each data symbol: a repetition of order Q; and a phase shift relative to the order of the spreading code used as well as to a frequency offset / (in number of subcarriers).
Une étape d'insertion classique d'un préfixe cyclique, ou d'intervalle de garde quelconque, peut ensuite être mise en œuvre. Cette étape est bien entendu facultative.A conventional insertion step of a cyclic prefix, or any guard interval, can then be implemented. This step is of course optional.
On distingue par ailleurs deux variantes de réalisation, selon que l'on attribue un code d'étalement identique ou des codes d'étalement différents aux symboles de données associés à un même utilisateur.There are also two variants, depending on whether one assigns an identical spreading code or different spreading codes to the data symbols associated with the same user.
En particulier, on nomme « Regrouped FI-CDMA », ou FI-CDMA regroupée, la technique consistant à attribuer un code d'étalement identique sur les Q symboles de données transmis par un utilisateur, et « Distπbuted FI- CDMA », ou FI-CDMA distribuée, la technique consistant à attπbuer un code d'étalement différent sur chacun des Q symboles de données transmis par un utilisateurIn particular, the term "grouped FI-CDMA", or grouped FI-CDMA, is the technique of assigning an identical spreading code on the Q data symbols transmitted by a user, and "Distπbuted FI-CDMA", or FI Distributed CDMA, the technique of attenuating a different spreading code on each of the Q data symbols transmitted by a user
Ces deux vaπantes permettent un accès multiple par répartition de code dans le domaine fréquentiel (puisque les échantillons temporels du signal à porteuses multiples discrétisé sont répartis sur différentes sous-porteuses), la répartition des symboles de données associés à chaque utilisateur sur l'ensemble des sous-porteuses disponibles dans le domaine fréquentiel, et la construction d'un symbole FI-CDMA transmis dans le domaine temporel par des opérations de répétition et de déphasage des données. De plus, selon un exemple particulier d'implémentation de la technique FI-These two vaπantes allow a code division multiple access in the frequency domain (since the time samples of the discretized multiple carrier signal are distributed over different subcarriers), the distributing the data symbols associated with each user on all the sub-carriers available in the frequency domain, and constructing a FI-CDMA symbol transmitted in the time domain by data repetition and phase shift operations. In addition, according to a particular example of implementation of FI-
CDMA distribuée, un échantillon temporel (de durée Tc) d'un symbole FI-CDMA (de durée Ts) n'est composé que d'un seul symbole de données, éventuellement déphasé. Le PAPR du signal à porteuses multiples est donc sensiblement constant, et identique à celui d'un signal simple porteuse. Par ailleurs, l'invention selon ce mode de réalisation permet de s'affranchir de la mise en œuvre d'une étape de transformée de Fourier inverse pour la modulation multiporteuse OFDM, grâce à l'étape de répétition.Distributed CDMA, a time sample (of duration Tc) of a symbol FI-CDMA (of duration Ts) consists only of a single data symbol, possibly out of phase. The PAPR of the multicarrier signal is therefore substantially constant, and identical to that of a single carrier signal. Moreover, the invention according to this embodiment makes it possible to dispense with the implementation of an inverse Fourier transform step for the OFDM multicarrier modulation, thanks to the repetition step.
L'invention selon ce premier mode de réalisation propose ainsi une répartition astucieuse des symboles de données à transmettre. On présente ci-après quatre exemples d'implémentation de l'invention, dans un contexte mono-cellulaire, en voie montante ou en voie descendante, selon la variante FI-CDMA regroupée ou FI-CDMA distribuée.The invention according to this first embodiment thus proposes a clever distribution of the data symbols to be transmitted. Four examples of implementation of the invention, in a single-cell, uplink or downlink context, according to the variant FI-CDMA or distributed FI-CDMA, are presented below.
A) Technique FI-CDMA regroupée en voie montante La figure 4 A illustre un premier exemple d'implémentation de l'invention, pour une communication sur voie montante des terminaux des différents utilisateurs vers une station de base. Les données de tous les utilisateurs sont donc transmises de points d'attachement distincts. On considère un système dans lequel : le nombre de sous-porteuses disponibles est M = 12 ; - le nombre d'utilisateurs est Nu = 3 ; le nombre de symboles de données associé à un utilisateur estA) FI-CDMA technique grouped in uplink FIG. 4A illustrates a first example of implementation of the invention, for uplink communication of the terminals of the different users to a base station. The data of all users are therefore transmitted from separate attachment points. Consider a system in which: the number of available subcarriers is M = 12; the number of users is Nu = 3; the number of data symbols associated with a user is
<2 = 3 ; la longueur des codes d'étalement dans le domaine fréquentiel est yv = 4. Autrement dit, chaque utilisateur peut transmettre Q symboles de données (éventuellement déphasés) par symbole FI-CDMA ( Q = M I N ).<2 = 3; the length of the spreading codes in the frequency domain is yv = 4. In other words, each user can transmit Q data symbols (possibly out of phase) by IF-CDMA symbol (Q = MIN).
On considère par exemple les symboles de données x, , x2 et x3 représentatifs d'un signal de données source à émettre associé à l'utilisateur i.For example, the data symbols x 1, x 2 and x 3 representative of a source data signal to be transmitted associated with the user i are considered.
Dans cet exemple d'implémentation, une première étape de répétition 41 \ prend en entrée un vecteur V1 constitué du symbole de données X1 et de N-I symboles nuls : V1 = (xj ,0,0,0 ). La position dans ce vecteur V1 du symbole de données x, dépend de l'indice de l'utilisateur.In this exemplary implementation, a first repetition step 41 \ takes as input a vector V 1 consisting of the data symbol X 1 and NI null symbols: V 1 = (x j , 0,0,0). The position in this vector V 1 of the data symbol x depends on the subscript of the user.
Au cours de l'étape de répétition 411, on répète Q fois le vecteur V1. On obtient donc un vecteur F1
Figure imgf000016_0001
représenté par les éléments (X1 15Xj 2,...,X1 12 ) dans le domaine tréquentiel.
During the repetition step 411, the vector V 1 is repeated Q times. We thus obtain a vector F 1
Figure imgf000016_0001
represented by the elements (X 1 15 X j 2 , ..., X 1 12) in the tetragonal domain.
De la même façon, si on considère une deuxième étape de répétition prenant en entrée un vecteur v2 = (X21O5O5OJ, on obtient en sortie de cette étape de répétition un vecteur F2 = LT25 O1O5O5X2 5O1O5O1X27O1O5O J, représenté par les éléments (X2 , ,I2 2,...,X2 12 J dans le domaine fréquentiel, et si on considère une troisième étape de répétition 413 prenant en entrée un vecteur V3 = (X31O1O1Oj1 on obtient en sortie un vecteur F3 = (X31O1O1O1X31O1O1O1X31O5O5O J, représenté par les éléments (X3 , ,J, 2,...,X3 12 j dans le domaine tréquentiel.Similarly, if we consider a second repetition step taking as input a vector v 2 = (X 21 O 5 O 5 OJ, we obtain at the output of this repetition step a vector F 2 = LT 25 O 1 O 5 O 5 X 2 5 O 1 O 5 O 1 X 27 O 1 O 5 OJ, represented by the elements (X 2 ,, I 2 2 , ..., X 2 12 J in the frequency domain, and if we consider a third repeating step 413 taking as an input a vector V 3 = (X 31, Y 1 Y 1 Oj 1 vector of the output is F3 = (X 31 O 1 O 1 O 1 X 31 O 1 O 1 O 1 X 31 O 5 O 5 OJ, represented by the elements (X 3 ,, J, 2 , ..., X 3 12 j in the tetragonal domain.
On obtient ainsi Q = 3 vecteurs ( Vχ , V2 et F3 ), présentant chacun une longueur M = 12 . L'indice du symbole de données non nul dans les vecteurs V1 , v2 et V3 est propre à chaque utilisateur, afin d'effectuer l'accès multiple. Dans cet exemple, on a utilisé l'indice / de l'utilisateur comme indice de symbole non nul.We thus obtain Q = 3 vectors (V χ , V 2 and F 3 ), each having a length M = 12. The index of the non-zero data symbol in the vectors V 1 , v 2 and V 3 is specific to each user, in order to perform the multiple access. In this example, the subscript / user has been used as a nonzero symbol index.
Cet agencement des données peut également être effectué par un étage de rotation cyclique d'ordre propre à chaque utilisateur effectué sur les vecteurs de Q données entrant dans l'étage de répétition.This arrangement of the data may also be effected by a user-specific cyclical rotation stage performed on the given Q vectors in the repetition stage.
Au cours d'une étape suivante 42 j (respectivement 423) d'application d'un déphasage, on multiplie chacun des éléments des Q vecteurs générés à l'étape de répétition par un coefficient de déphasage φ égal à :During a next step 42 (respectively 423) of application of a phase shift, each of the elements of the Q vectors generated at the repetition stage is multiplied by a phase shift coefficient φ equal to:
. 2π J "'•/ avec :. 2π J "'• / with:
/ = ψ,...,Q - 1 ! l'indice de décalage fréquentiel du symbole de données répété (égal selon cet exemple à l'indice du symbole de données) ; et m = -JO,..., M - 1 > l'indice de l'élément du vecteur F1 , V2 ou F3 en sortie de l'étape de répétition (41 \, 413), dépendant du code d'étalement associé à l'utilisateur./ = ψ, ..., Q - 1! the frequency offset index of the repeated data symbol (equal in this example to the index of the data symbol); and m = -JO, ..., M - 1> the index of the vector element F 1 , V 2 or F 3 at the output of the repetition step (41 \, 413), depending on the code d spreading associated with the user.
Par exemple, les éléments du vecteur F1 ne sont pas déphasés, car le décalage fréquentiel est égal à 0 pour le premier symbole de données associé à un utilisateur (φ = e 12 = 1 ). Les éléments du vecteur F2 sont déphasés de j — m φ = e 12 , car le décalage fréquentiel est égal à 1 pour le deuxième symbole de données associé à un utilisateur. Les éléments du vecteur F3 sont déphasés de j—m*2 φ = e 12 , car le décalage fréquentiel est égal à 2 pour le troisième symbole de données associé à un utilisateur.For example, the elements of the vector F 1 are not out of phase since the frequency offset is equal to 0 for the first data symbol associated with a user (φ = e 12 = 1). The elements of the vector F 2 are out of phase by j - m φ = e 12 because the frequency offset is equal to 1 for the second data symbol associated with a user. The elements of the vector F 3 are out of phase by j-m * 2 φ = e 12 , because the frequency offset is equal to 2 for the third data symbol associated with a user.
Plus précisément, on obtient les vecteurs suivants après déphasage : Vf = Qc1, 0,0, 0,X1, 0,0, 0,X1, 0,0, 0)More precisely, the following vectors are obtained after phase shift: Vf = Qc 1 , 0.0, 0, X 1 , 0.0, 0, X 1 , 0.0, 0)
J- ,J-,
FJ = I X2, 0, 0,0, X2 e , 0,0,0, je, e 3 ,0,0,0 etFJ = IX 2 , 0, 0.0, X 2 e, 0.0.0, I, e 3 , 0.0, and
Ff = 1 X3, 0,0, 0,x3/ 3 ,0,0,0,x3/ 3 ,0,0,0 .Ff = 1 X 3, 0,0, 0, x 3/3, 0,0,0, x 3/3, 0,0,0.
Au cours d'une étape 43, on somme terme à terme les trois vecteurs déphasés vf , vf et vf , de longueur M. Dans le domaine temporel, on obtient ainsi un symbole FI-CDMA, représenté par les échantillons temporels X1,..., X12.During a step 43, the three out-of-phase vectors vf, vf and vf of length M are ultimately termed. In the time domain, an IF-CDMA symbol, represented by the time samples X 1 , is thus obtained. .., X 12 .
La figure 4B propose une représentation dans le domaine fréquentiel du symbole FI-CDMA, sur les M = 12 sous-porteuses disponibles, ainsi que dans la dimension des codes d'étalement (c). Dans cette variante de réalisation FI-CDMA regroupée, on rappelle qu'un code d'étalement identique est attribué aux Q symboles de données transmis par un utilisateur. Plus précisément, l'élément X1 représente le symbole transmis sur la sous-porteuse 1, et l'élément X12 représente le symbole transmis sur la sous- porteuse 12 Les éléments Xj , X4 , Xj et X^Q , en hachures obliques, portent le même symbole éventuellement déphasé, correspondant au symbole de données Y. Les éléments X2 , A5 , Xg et X, , , en hachures verticales, portent le même symbole éventuellement déphasé, correspondant au symbole de données r2 Les éléments X3 , X, , Xg et Xp , en hachures horizontales, portent le même symbole éventuellement déphasé, correspondant au symbole de données x^FIG. 4B shows a representation in the frequency domain of the FI-CDMA symbol, on the M = 12 subcarriers available, as well as in the dimension of the spreading codes (c). In this variant embodiment FI-CDMA grouped, it is recalled that an identical spreading code is assigned to the Q data symbols transmitted by a user. More precisely, the element X 1 represents the symbol transmitted on the sub-carrier 1, and the element X 12 represents the symbol transmitted on the subcarrier 12 The elements X j , X 4 , X j and X ^ Q , in oblique hatching, bear the same symbol possibly out of phase, corresponding to the data symbol Y. The elements X 2 , A 5 , X g and X,, in vertical hatching, bear the same symbol possibly out of phase, corresponding to the data symbol r 2 The elements X 3 , X, X g and X p , in horizontal hatch, bear the same symbol possibly out of phase, corresponding to the symbol of data x ^
La figure 4C propose une représentation dans le domaine temporel du symbole FI-CDMA Un tel symbole FI-CDMA est constitue de 12 échantillons temporels de durée Tc transmis simultanément Ces 12 échantillons sont égaux aFIG. 4C proposes a representation in the time domain of the symbol FI-CDMA. Such a symbol FI-CDMA is constituted of 12 time samples of duration Tc transmitted simultaneously. These 12 samples are equal to
( lπ Aπ Aπ %π \(lπ Aπ Aπ% π \
J — J — J — J —J - J - J - J -
X1 H- τ2 + Λ3, 0, 0, 0,XJ + t2e 3 + x3e 3 , 0, 0,0,X1 + X2^ 3 + xfi- 3 , 0,0, 0X 1 H- τ 2 + Λ3, 0, 0, 0, XJ + t2 e 3 + x 3 e 3 , 0, 0,0, X 1 + X 2 ^ 3 + xfi- 3 , 0,0, 0
Ainsi, chaque échantillon temporel est compose d'au plus une somme desThus, each time sample is composed of at most a sum of
Q symboles de données déphasés (Q symboles non nuls) On rappelle que selon l'art anteπeur, les échantillons temporels des symboles MC-CDMA étaient composes d'une somme de M symboles indépendants (Q<M) Le rapport entre les deux sommes est donc égal a NQ phase-shifted data symbols (Q non-zero symbols) It is recalled that according to the prior art, the temporal samples of the symbols MC-CDMA were composed of a sum of M independent symbols (Q <M). The ratio between the two sums is therefore equal to N
Finalement, en revenant a la figure 4A, il est possible d' insérer un intervalle de garde (ou un préfixe cyclique) au symbole FI-CDMA au cours d'une étape 44Finally, returning to FIG. 4A, it is possible to insert a guard interval (or a cyclic prefix) to the FI-CDMA symbol during a step 44.
Autrement dit, si on considère que l'utilisateur i dispose de Q symboles source d , ; , avec/ l'indice de décalage frequentiel, et que le code d'étalement attribue a cet utilisateur i pour chaque symbole source est le code d'étalement d'ordre nt, alors on peut définir des symboles de données X r n (avec / = {θ, ,ρ - l } et « = -|b, ,JV - l}) tels que
Figure imgf000018_0001
In other words, if we consider that the user i has Q source symbols d ,; with / the frequency shift index, and that the spreading code assigned to this user i for each source symbol is the spreading code of order n t , then it is possible to define data symbols X r n ( with / = {θ,, ρ - l} and "= - | b,, JV - l}) such that
Figure imgf000018_0001
En particulier, en se référant a la figure 4A, on considère un unique utilisateur, donc df , = dj On construit ainsi les vecteurs V1 = (VJ 1O1O5OJ, = (x2, 0,0,0) et v3 = (x3,O,O,θ)In particular, with reference to FIG. 4A, a single User, therefore df, = d j The vectors V 1 = (VJ 1 O 1 O 5 OJ, = (x 2 , 0,0,0) and v 3 = (x 3 , O, O, θ) are thus constructed.
La représentation mathématique des échantillons temporels du symbole FI-CDMA regroupe, notée xm pour m = |θ, , M - 1 \, s'exprime alors sous la forme suivante πThe mathematical representation of the temporal samples of the symbol FI-CDMA group, denoted x m for m = | θ,, M - 1 \, is then expressed in the following form π
=1 J-= 1 J-
V m — T Q τNrfm V m - TQ τNrf m
Nq+n ~ ZJ e „ , pour 9 = |θ, ,Q - \ ] /=0Nq + n ~ ZJ e ", for 9 = | θ,, Q - \] / = 0
Ainsi, cet exemple d'implementation offre une réduction de la complexité de l'émetteur par rapport a la technique MC-CDMA, tout en permettant de préserver les avantages de la technique MC-CDMA B) Technique Fl-CDMA distribuée en voie montanteThus, this example of implementation offers a reduction of the complexity of the transmitter compared to the MC-CDMA technique, while preserving the advantages of the MC-CDMA technique. B) Fl-CDMA technique distributed in the rising channel
La figure 5A illustre un deuxième exemple d'implementation de l'invention, pour une communication sur voie montante des terminaux des différents utilisateurs vers une station de baseFIG. 5A illustrates a second exemplary implementation of the invention, for uplink communication of the terminals of the different users to a base station
On considère de nouveau un système dans lequel - le nombre de sous-porteuses disponibles est A/ - 12 , le nombre d'utilisateurs est Nu = 3 , le nombre de symboles de données associe a un utilisateur est 2 = 3 , la longueur des codes d'étalement dans le domaine frequentiel est N = 4Consider again a system in which - the number of available subcarriers is A / - 12, the number of users is Nu = 3, the number of data symbols associated with a user is 2 = 3, the length of spreading codes in the frequency domain is N = 4
Autrement dit, chaque utilisateur peut transmettre Q symboles de données (éventuellement déphasés) par symbole FI-CDMA ( Q = M I N )In other words, each user can transmit Q data symbols (possibly out of phase) by IF-CDMA symbol (Q = M I N)
On considère par exemple les symboles de données A1 , V2 et r^ représentatifs d'un signal de données source a émettre associe a l'utilisateur 1 Ces symboles de données et N - Q symboles nuls forment un vecteur initial v = Ix, , X2, X-,, O j de taille NThe data symbols such Consider A 1, V 2 representative e t r i a source data signal issue associated to the user 1 These data symbols and N - Q null symbols form an initial vector v = Ix ,, X 2 , X-, O j of size N
Le vecteur initial v peut subir une rotation cyclique 51 d'un ordre propre a chaque utilisateur afin d'effectuer l'accès multiple On peut notamment utiliser l'indice 1 de l'utilisateur comme ordre de rotation Par exemple, si on considère l'utilisateur / = 0 , l'étape 51 ne modifie pas le vecteur initial Si on considère l'utilisateur / - 2 , l'étape 51 délivre le vecteur
Figure imgf000020_0001
).
The initial vector v can undergo a cyclic rotation 51 of an order specific to each user in order to perform the multiple access. One can notably use the index 1 of the user as a rotation order. For example, if we consider the user / = 0, step 51 does not modify the initial vector If we consider the user / - 2, step 51 delivers the vector
Figure imgf000020_0001
).
Dans cet exemple d'implementation, on s'intéresse au schéma de transmission pour l'utilisateur / = 0 en voie montante.In this example of implementation, we are interested in the transmission scheme for the user / = 0 in uplink.
L'étape suivante de répétition 52 prend en entrée le vecteur v , et le répète Q fois On obtient donc un vecteur F- = (X1 5 A2^JO5X15 X25X35O5XJ 5X2 1 X15O Y représenté par les éléments (X1 J5X1 2, .,X1 12 J dans le domaine fréquentielThe next step of repeating 52 takes as input the vector v, and the repeated Q times is thus obtained a vector F = (X 1 5 A 2 J ^ O 5 X 15 X 25 X 35 O 5 XJ X 2 1 5 X 15 OY represented by the elements (X 1 J 5 X 1 2 ,., X 1 12 J in the frequency domain
On obtient ainsi un vecteur V de longueur M = 12 Au cours d'une étape suivante 53 d'application d'un déphasage, on multiplie chacun des éléments du vecteur V en sortie de l'étape de répétition 52 par un coefficient de déphasage φ égal à :A vector V of length M = 12 is thus obtained. During a subsequent step 53 for applying a phase shift, each of the elements of the vector V at the output of the repetition step 52 is multiplied by a phase shift coefficient φ. equal to :
/ — ni f Φ = e QN , avec : - / = |θ, ,Q - 1 j l'indice de décalage fréquentiel du symbole de données répète (égal selon cet exemple à l'indice du symbole de données) ; et m = jθ, , M - 1 ! l'indice de l'élément du vecteur V en sortie de l'étape de répétition 52/ - ni f Φ = e QN , where: - / = | θ,, Q - 1 j the frequency shift index of the repetitive data symbol (equal in this example to the index of the data symbol); and m = jθ,, M - 1! the index of the vector element V at the output of the repetition step 52
Par exemple, le premier élément du vecteur V n'est pas déphaseFor example, the first element of vector V is not out of phase
7^0*0 /^l 1*2 ( φ = e ] 2 = 1 ) Le dernier élément du vecteur V est déphasé de φ = e 12 7 ^ 0 * 0 / ^ l 1 * 2 (φ = e ] 2 = 1) The last element of vector V is out of phase with φ = e 12
Plus précisément, on obtient le vecteur suivant après déphasage : f jπ /2π j5π j 3π /\0π ^ = \ xhx2e ^ , x3e 3 ,0, xh x2e 6 ,x3,0, τ1,x2e 2 ^e 3 ,0More precisely, the following vector is obtained after phase shift: f jπ / 2π j5π j 3π / \ 0π ^ = \ x h x 2 e ^, x 3 e 3 , 0, x h x 2 e 6 , x 3 , 0, τ 1 , x 2 e 2 ^ e 3 , 0
Dans le domaine temporel, on obtient ainsi un symbole FI-CDMAIn the time domain, a FI-CDMA symbol is thus obtained
( T1 1 X2 , . , XW ) La figure 5 B propose une représentation dans le domaine fréquentiel du symbole FI-CDMA, sur les M == 12 sous-porteuses disponibles, ainsi que dans la dimension des codes d'étalement (c) Dans cette variante de réalisation FI-CDMA distribuée, on rappelle qu'un code d'étalement distinct est attribué à chacun des Q symboles de données transmis par un utilisateur.(T 1 1 X 2 ,., X W ) Figure 5 B shows a representation in the frequency domain of the FI-CDMA symbol, on the M == 12 subcarriers available, as well as in the dimension of the spreading codes. (c) In this variant embodiment FI-CDMA distributed, it is recalled that a separate spreading code is assigned to each of the Q data symbols transmitted by a user.
Plus précisément, l'élément X1 représente le symbole transmis sur la sous-porteuse 1, et l'élément X12 représente le symbole transmis sur la sous- porteuse 12. Les éléments X1 , X4 , X7 et X10 , en hachures obliques, portent le même symbole éventuellement déphasé, correspondant au symbole de données X1 . Les éléments X2 , X5 , X8 et Xn , en hachures verticales, portent le même symbole éventuellement déphasé, correspondant au symbole de données Jt2 - Les éléments X3 , X6 , X9 et X12 , en hachures horizontales, portent le même symbole éventuellement déphasé, correspondant au symbole de données X3 .More precisely, the element X 1 represents the symbol transmitted on the sub-carrier 1, and the element X 12 represents the symbol transmitted on the subcarrier 12. The elements X 1 , X 4 , X 7 and X 10 , in oblique hatching, bear the same symbol possibly out of phase, corresponding to the data symbol X 1 . The elements X 2 , X 5 , X 8 and X n , in vertical hatch, bear the same symbol possibly out of phase, corresponding to the data symbol Jt 2 - The elements X 3 , X 6 , X 9 and X 12 , in horizontal hatchings , bear the same symbol possibly out of phase, corresponding to the data symbol X 3 .
La figure 5C propose une représentation dans le domaine temporel du symbole FI-CDMA. Un tel symbole FI-CDMA est constitué de 12 échantillons temporels de durée Tc transmis simultanément. Ces 12 échantillons sont égaux à f jπ j2π j5π j3π j^Oπ ^ xhx2e 6 ,x3e 3 ,0,xbx2e 6 ,x3,0,xhx2e 2 ,x3e 3 ,0Figure 5C provides a time-domain representation of the FI-CDMA symbol. Such an IF-CDMA symbol consists of 12 time samples of duration Tc transmitted simultaneously. These 12 samples are equal to f jπ j2π j5π j3π j ^ Oπ ^ x h x 2 e 6 , x 3 e 3 , 0, x b x 2 e 6 , x 3 , 0, x h x 2 e 2 , x 3 e 3 , 0
En particulier, dans le cas où N = Q, chaque échantillon temporel est composé d'un unique symbole de données, éventuellement déphasé. L'enveloppe complexe du signal à porteuses multiples obtenu est donc constante, et égale à 1 (après normalisation).In particular, in the case where N = Q, each time sample is composed of a single data symbol, possibly out of phase. The complex envelope of the multi-carrier signal obtained is therefore constant, and equal to 1 (after normalization).
Finalement, en revenant à la figure 5A, il est possible d'insérer un intervalle de garde (ou un préfixe cyclique) au symbole FI-CDMA au cours d'une étape 54.Finally, returning to FIG. 5A, it is possible to insert a guard interval (or a cyclic prefix) to the FI-CDMA symbol during a step 54.
Autrement dit, si on considère que l'utilisateur / dispose de Q symboles source d , ; , avec / l'indice de décalage fréquentiel, et qu'un code d'étalement d'ordre nj distinct est attribué à chaque symbole source de cet utilisateur /, alors on peut définir des symboles de données x f (avec / = <0,...,Q — 1 J- et n = |θ,..., iV - l j) tels que :
Figure imgf000021_0001
La représentation mathématique des échantillons temporels du symbole FI-CDMA distribuée, notée xm pour m = -JO,..., M - 1 j-, s'expπme alors sous la forme suivante
In other words, if we consider that the user / has Q source symbols d ,; with / the frequency shift index, and a spreading code of nj distinct order is assigned to each source symbol of this user /, then we can define data symbols x f (with / = <0 , ..., Q - 1 J- and n = | θ, ..., iV - lj) such that:
Figure imgf000021_0001
The mathematical representation of the temporal samples of the symbol FI-CDMA distributed, noted x m for m = -JO, ..., M - 1 j-, is then expressed in the following form
J%Nfm 1 Xm ~ XNq + n ~ e ~7j Xn , pOUT q = {θ,...,£> - l j J % N fm 1 Xm ~ X Nq + n ~ e ~ 7j X n, pOUT q = {θ, ..., £> - lj
Comme illustré en figure 5A, on choisit par exemple d'associer un code d'étalement d'ordre rij = ( f + /)modN au symbole source df r As illustrated in FIG 5A, is chosen for example to associate a spreading code sequence ri j = (f + /) modN to the source symbol uk
Ainsi, cet exemple d'implémentation offre une réduction de la complexité de l'émetteur par rapport à la technique MC-CDMA, tout en permettant de préserver les avantages de la technique MC-CDMA. De plus, cette technique permet une réduction maximale du PAPR puisque chaque échantillon temporel d'un symbole FI-CDMA correspond à un unique symbole de données éventuellement déphasé.Thus, this example of implementation offers a reduction of the complexity of the transmitter compared to the MC-CDMA technique, while preserving the advantages of the MC-CDMA technique. In addition, this technique allows a maximum reduction of the PAPR since each time sample of a FI-CDMA symbol corresponds to a single data symbol possibly out of phase.
C) Technique FI-CDMA regroupée en voie descendante La figure 6A illustre un troisième exemple d'implémentation de l'invention, pour une communication sur voie descendante d'une station de base vers les terminaux des différents utilisateurs Les données de tous les utilisateurs sont donc transmises du même point d'attachement, à savoir la station de base On considère de nouveau un système dans lequel le nombre de sous-porteuses disponibles est M = 12 , le nombre d'utilisateurs est Nu = 3 ; - le nombre de symboles de données associé à un utilisateur estC) Downlink FI-CDMA Technique Figure 6A illustrates a third exemplary implementation of the invention, for downlink communication from a base station to the terminals of the different users. The data of all the users is thus transmitted from the same point of attachment, namely the base station We consider again a system in which the number of sub-carriers available is M = 12, the number of users is Nu = 3; the number of data symbols associated with a user is
£? = 3 ; la longueur des codes d'étalement dans le domaine fréquentiel est£? = 3; the length of the spreading codes in the frequency domain is
N = AN = A
Autrement dit, chaque utilisateur peut transmettre Q symboles de données (éventuellement déphasés) par symbole FI-CDMA ( Q = M J N ).In other words, each user can transmit Q data symbols (possibly out of phase) by IF-CDMA symbol (Q = M J N).
On note x ley symbole de données associé au i utilisateur, avecThere is x ley data symbol associated with the user i, with
1 < z < Nu et 1 < j < Q1 <z <Nude and 1 <j <Q
On considère par exemple en entrée du système les symboles de données vπ, v1 2 et T1 3 associes à l'utilisateur 1, JC-, ! ? X1 1 et x2 i associes a l'utilisateur 2, et X3 1 , V32 et Y3 3 associés a l'utilisateur 3Consider for example the input of the system v π data symbols, v 1 2 and T March 1st associated with user 1, JC-,! ? X 1 1 and x 2 i associated with the user 2, and X 3 1 , V 32 and Y 3 3 associated with the user 3
Dans cet exemple d'implémentation, une première étape de répétition 61 ] prend en entrée un vecteur V1 constitué d'un symbole de données de chacun desIn this exemplary implementation, a first repetition step 61] takes as input a vector V 1 consisting of a data symbol of each of the
Nu utilisateurs et de N- Nu vecteurs nuls, avec Nu ≤ N : V1 = (xj ^x^x^ O) . Au cours de l'étape de répétition 61 1, on répète Q fois le vecteur v, . On obtient donc un vecteur Vx = (X1 1 5X215 X315O1X115X215X31 5O5X1 1, r2b λ31> °)> représenté par les éléments (X1 [,I1 2, ,X1 ι2 J dans le domaine frequentielNaked users and null N-vectors, with Nu ≤ N: V 1 = (x j ^ x ^ x ^ O). During the repetition step 61 1, the vector v is repeated Q times. We thus obtain a vector V x = (X 1 1 5 X 215 X 315 O 1 X 115 X 215 X 31 5 O 5 X 1 1 , r 2 b λ 31 > °) > represented by the elements (X 1 [ , I 1 2 ,, X 1 ι2 J in the frequency domain
De la même façon, si on considère une deuxième étape de répétition prenant en entrée un vecteur v2 = (X12, X22, X32, O) 5 on obtient en sortie de cette étape de répétition un vecteur V2 = (x12,x22,x32, 05X12, X22, x^2,0, τ l2' τ22> x 32> 0), représenté par les éléments [X2 χ,X2 2, .., X2 12 ) dans le domaine fréquentiel, et si on considère une troisième étape de répétition 613 prenant en entrée un vecteur, v3 - (x13,x23,x33,0) on obtient en sortie un vecteur de longueur M ^3 = (X135X235X335O5X135X235X335O7X135X237X335O) , représenté par les éléments (X3 p^3 2 v»-^3 12 J dans le domaine fréquentiel.In the same way, if we consider a second repetition step taking as input a vector v 2 = (X 12 , X 22 , X 32 , O) 5, we obtain at the output of this repetition step a vector V 2 = (x 12, x 22, x 32, 0 5 X 12, X 22, x ^ 2, 0, τ l 2 22> x 3 2> 0), represented by the elements [X 2 χ, X 2 2,. ., X 2 12 ) in the frequency domain, and if we consider a third repetition step 613 taking a vector input, v 3 - (x 13 , x 23 , x 33 , 0), a vector of length is output M ^ 3 = (X 135 X 235 X 335 O 5 X 135 X 235 X 335 O 7 X 135 X 237 X 335 O), represented by the elements ( X 3 p ^ 3 2 v »- ^ 3 12 J in the frequency domain.
On obtient ainsi Q = 3 vecteurs ( Vχ , V2 et V3 ), présentant chacun une longueur M = 12 .We thus obtain Q = 3 vectors (V χ , V 2 and V 3 ), each having a length M = 12.
L'indice du symbole de données dans les vecteurs vj, vj et V3 entrant dans l'étage de répétition est propre à chaque utilisateur, afin d'effectuer l'accès multiple Dans cet exemple, on a utilisé l'indice 1 de l'utilisateurThe index of the data symbol in the vectors vj, vj and V3 entering the repetition stage is specific to each user, in order to perform the multiple access In this example, the index 1 of the user
Au cours d'une étape suivante 621 (respectivement 623) d'application d'un déphasage, on multiplie chacun des éléments des Q vecteurs générés a l'étape de répétition par un coefficient de déphasage φ égal à :During a subsequent step 621 (respectively 623) of application of a phase shift, each element of the Q vectors generated at the repetition stage is multiplied by a phase shift coefficient φ equal to:
2π I ni f2π I nor f
Φ = eJ Q" \ avec :Φ = e JQ "\ with:
/ = -JO,. ,Q — \ \ l'indice de décalage fréquentiel du symbole de données repété (égal selon cet exemple a l'indice du symbole de données) , et m - |0, , M - \ \ l'indice de l'élément du vecteur Vχ , V2 ou V^ en sortie de l'étape de répétition (61 j , 613). Par exemple, les éléments du vecteur V, ne sont pas déphasés, car le décalage fréquentiel est égal à 0 pour les premiers symboles de données de chaque/ = -JO ,. The frequency shift index of the repeated data symbol (equal in this example to the index of the data symbol), and m - | 0,, M - \ \ the index of the element of the data symbol; vector V χ , V 2 or V ^ at the output of the repetition step (61, 613). For example, the elements of the vector V, are not out of phase because the frequency offset is equal to 0 for the first data symbols of each
J—m*0 utilisateur ( φ = e i 2 - I )- Les éléments du vecteur V2 sont déphasés deJ-m * 0 user (φ = e i 2 - I) - The elements of the vector V 2 are out of phase
2π 2π j — m / — m2π 2π j - m / - m
^ = e 12 φ = e 12 ^ car ]e décalage fréquentiel est égal à 1 pour les deuxièmes symboles de données associés à chaque utilisateur. Les éléments du vecteur V-, j — m*2 sont déphasés de φ = e 12 , car le décalage fréquentiel est égal à 2 pour les troisièmes symboles de données associés à chaque utilisateur.^ = E 12 e 12 = φ ^ since] e frequency shift is equal to 1 for the second data symbols associated with each user. The elements of the vector V-, j - m * 2 are out of phase with φ = e 12 , since the frequency offset is equal to 2 for the third data symbols associated with each user.
Plus précisément, on obtient les vecteurs suivants après déphasage :
Figure imgf000024_0001
°) et
Figure imgf000024_0002
More precisely, the following vectors are obtained after phase shift:
Figure imgf000024_0001
°) e t
Figure imgf000024_0002
! π ) — — — 11 — !£.. 1! π) - - - 11 -! £ .. 1
Vf = vl 3'Λ2 3e' 3 ^3 3e 3 ^^1 3e 3 > *2,3e 3 ^3 3' 0' Λl 3e 3 ^2 3^^ ^ Ie 3 > °Vf = v l 3 ' Λ 2 3 e ' 3 ^ 3 3 e 3 ^^ 1 3 e 3 > * 2,3 e 3 ^ 3 3 ' 0 ' Λ l 3 e 3 ^ 2 3 ^^^ 3 > °
Au cours d'une étape 63, on somme terme à terme les trois vecteurs déphasés vf , vf et vf , de longueur M.During a step 63, the three out-of-phase vectors vf, vf and ff, of length M, are ultimately termed.
Dans le domaine temporel, on obtient ainsi un symbole FI-CDMA. La figure 6B propose une représentation dans le domaine fréquentiel du symbole FI-CDMA, sur les M— 12 sous-porteuses disponibles, ainsi que dans la dimension des codes d'étalement (c). Dans cette variante de réalisation FI-CDMA regroupée, on rappelle qu'un code d'étalement identique est attribué aux Q symboles de données transmis par un même utilisateur. Plus précisément, l'élément X^ représente le symbole transmis sur la sous-porteuse 1 , et l'élémentIn the time domain, a FI-CDMA symbol is thus obtained. Figure 6B shows a frequency-domain representation of the FI-CDMA symbol, the available M-12 subcarriers, and the size of the spreading codes (c). In this variant implementation FI-CDMA grouped, it is recalled that an identical spreading code is assigned to the Q data symbols transmitted by the same user. More precisely, the element X ^ represents the symbol transmitted on the subcarrier 1, and the element
X12 représente le symbole transmis sur la sous-porteuse 12. Par exemple, la sous- porteuse 1 porte le premier symbole de données déphasé associé à l'utilisateur 1 , noté ,vf ,, avec le code d'étalement associé à l'utilisateur 1, le premier symbole de données déphasé associé à l'utilisateur 2, noté Λ, ,, avec le code d'étalement associé à l'utilisateur 2, et le premier symbole de données déphasé associé à l'utilisateur 3, noté xf , , avec le code d'étalement associé à l'utilisateur 3.X 12 represents the symbol transmitted on the subcarrier 12. For example, the subcarrier 1 carries the first phase shift data symbol associated with the user 1, noted, vf ,, with the spreading code associated with the user 1, the first out of phase data symbol associated with user 2, denoted by Λ, ,, with the spreading code associated with user 2, and the first out of phase data symbol associated with user 3, noted xf ,, with the spreading code associated with the user 3.
La figure 6C propose une représentation dans le domaine temporel du symbole FI-CDMA. Un tel symbole FI-CDMA est constitué de 12 échantillons temporels de durée Tc transmis simultanément. Ces 12 échantillons sont définis par la somme terme à terme des trois vecteurs déphasés Vf , Vf et Vf .Figure 6C provides a representation in the time domain of the FI-CDMA symbol. Such an IF-CDMA symbol consists of 12 time samples of duration Tc transmitted simultaneously. These 12 samples are defined by the term-term sum of the three phase-shifted vectors Vf, Vf and Vf.
Ainsi, chaque échantillon temporel est composé d'une somme d'au plus Q symboles de données déphasés. On rappelle que selon l'art antérieur, les échantillons temporels des symboles MC-CDMA étaient composés d'une somme de M symboles indépendants. Le rapport entre les deux sommes est donc égal àThus, each time sample is composed of a sum of at most Q out of phase data symbols. It is recalled that according to the prior art, the temporal samples of the symbols MC-CDMA were composed of a sum of M independent symbols. The ratio between the two sums is therefore equal to
N. On peut également noter que plus la valeur de Q sera faible, et plus le PAPR associé au signal à porteuses multiples en sortie du système de transmission sera faible.N. It can also be noted that the lower the value of Q, the lower the PAPR associated with the multicarrier signal at the output of the transmission system.
Finalement, en revenant à la figure 6A, il est possible d'insérer un intervalle de garde (ou un préfixe cyclique) au symbole FI-CDMA au cours d'une étape 64.Finally, returning to FIG. 6A, it is possible to insert a guard interval (or a cyclic prefix) to the FI-CDMA symbol during a step 64.
Autrement dit, si on considère que l'utilisateur / dispose de Q symboles source d , , avec / l'indice de décalage fréquentiel, et que le code d'étalement attribué à cet utilisateur / pour chaque symbole source est le code d'étalement d'ordre «z-, alors on peut définir des symboles de données xf (avecIn other words, if we consider that the user / has Q source symbols d, with / the frequency shift index, and that the spreading code assigned to this user / for each source symbol is the spreading code of order " z -, then we can define data symbols x f (with
/ = {θ,...,ρ- l} et « = {θ,..., N - l}) tels que : xf,n = df,, si n = nι La représentation mathématique des échantillons temporels du symbole/ = {θ, ..., ρ-l} and "= {θ, ..., N - l}) such that: xf, n = d f ,, if n = n ι The mathematical representation of temporal samples of the symbol
FI-CDMA regroupé, notée xm pour m - ψ,..., M - \ \, s'exprime alors sous la forme suivante :Combined FI-CDMA, denoted x m for m - ψ, ..., M - \, then expresses itself in the following form:
Q-I j—)m xm = xNq+n = ∑ e QN xf.n ' Pour <? = {Ô.-.Ô - 1 }IQ j-) m xm = x + n = Σ N q e QN x fn 'F or <? = {Ô .-. Ô - 1}
Si on choisit nt = /, cette expression devient :
Figure imgf000025_0001
If we choose n t = /, this expression becomes:
Figure imgf000025_0001
Ainsi, outre une réduction de la complexité de l'émetteur par rapport à la technique MC-CDMA, cet exemple d'implémentation permet une réduction significative du PAPR puisque les échantillons temporels des symboles FI-CDMA sont constitues d'une somme de Q symboles indépendants, avec Q < M. D) Technique FI-CDMA distribuée en voie descendante La figure 7A illustre un quatπème exemple d'implementation de l'invention, pour une communication sur voie descendante d'une station de base vers les terminaux des différents utilisateurs.Thus, in addition to reducing the complexity of the transmitter compared to the MC-CDMA technique, this implementation example allows a reduction significant of the PAPR since the temporal samples of the IF-CDMA symbols are constituted by a sum of Q independent symbols, with Q <M. D) FI-CDMA technique distributed in a downlink Figure 7A illustrates a fourth example of implementation of the invention for downlink communication from a base station to the terminals of the different users.
On considère de nouveau un système dans lequel le nombre de sous-porteuses disponibles est M = 12 , le nombre d'utilisateurs est Nu = 3 , - le nombre de symboles de données associé a un utilisateur estConsider again a system in which the number of available subcarriers is M = 12, the number of users is Nu = 3, - the number of data symbols associated with a user is
2 = 3 , la longueur des codes d'étalement dans le domaine fréquentiel est N = 4.2 = 3, the length of the spreading codes in the frequency domain is N = 4.
Autrement dit, chaque utilisateur peut transmettre Q symboles de données (éventuellement déphasés) par symbole FI-CDMA ( Q = M I N )In other words, each user can transmit Q data symbols (possibly out of phase) by IF-CDMA symbol (Q = M I N)
On note x ley symbole de données associé au ; utilisateur, avecWe denote x ley data symbol associated with; user, with
1 < ; < Nu et 1 ≤ j ≤ Q1 <; <Nu and 1 ≤ j ≤ Q
On considère par exemple en entrée du système les symboles de donnéesFor example, at the input of the system, the data symbols are considered
Xx j, τt 2 et X| 3 associés à l'utilisateur 1, formant avec N - Q symboles nuls un premier vecteur initial v\ , X2 x, X2 2 et χ 23 associes a l'utilisateur 2, formant avecX xj , τ t 2 and X | 3 associated with the user 1, forming with N - Q null symbols a first initial vector v \, X 2 x , X 2 2 and χ 23 associated with the user 2, forming with
N - Q symboles nuls un deuxième vecteur initial vj , et x3 x , X32 et X3 3 associes à l'utilisateur 3, formant avec N - Q symboles nuls un troisième vecteur initial V3N - Q null symbols a second initial vector vj, and x 3 x , X 32 and X 3 3 associated with the user 3, forming with N - Q null symbols a third initial vector V3
Ces vecteurs initiaux peuvent subir une rotation cyclique 71 j , 7I3, d'un ordre propre a chaque utilisateur afin d'effectuer l'accès multiple On peut notamment utiliser l'indice / de l'utilisateur comme ordre de rotation.These initial vectors can undergo a cyclic rotation 71 j, 7I3, of an order specific to each user in order to perform the multiple access. It is possible in particular to use the index / of the user as order of rotation.
Par exemple, si on considère l'utilisateur ; = 0, l'étape 71 1 ne modifie pas le premier vecteur initial Si on considère l'utilisateur 1 = 2 , l'étape 7I3 délivre le vecteur v'3 = (r3 3, 0,x3 , , r3 2 )For example, if we consider the user; = 0, step 71 1 does not modify the first initial vector If we consider the user 1 = 2, step 7I3 delivers the vector v ' 3 = (r 3 3 , 0, x 3 ,, r 3 2 )
Dans cet exemple d'implementation, une première étape de répétition 72] prend en entrée le premier vecteur initial V1 = Mr1 ^x1 2, χιj, ®) Au cours de l'étape de répétition 72j, on répète Q fois le vecteur v, . On obtient donc un vecteur F1 -
Figure imgf000027_0001
3>θ), représenté par les éléments (X1 ^, X1 2,..., Xj 12 ) dans le domaine fréquentiel.
In this implementation example, a first repetition step 72] takes as input the first initial vector V 1 = Mr 1 ^ x 1 2 , χ ι j , ®) During the repetition step 72j, the vector v, Q is repeated. We thus obtain a vector F 1 -
Figure imgf000027_0001
3> θ), represented by the elements (X 1 ^, X 1 2 , ..., X j 12 ) in the frequency domain.
De la même façon, si on considère une deuxième étape de répétition prenant en entrée un vecteur v'2 = (θ,x2 ,1,^2,2^2,3)' on obtient en sortie de cette étape de répétition un vecteur F2
Figure imgf000027_0002
\ représenté par les éléments (X2 ^ X2 2,---, X2 12 ) ^ans ^e domaine fréquentiel, et si on considère une troisième étape de répétition 723 prenant en entrée un vecteur V^ = (Jr3 35O1X3 15X3 2), on obtient en sortie un vecteur F3 0,X3 J5X3 2,X3;3,O,x3 1 ,X3 2,x3 3,O,x3 j,x3 2 ), représenté par les éléments (X3 j, X3 2,...,X3 12 J dans le domaine fréquentiel.
In the same way, if we consider a second repetition step taking as input a vector v ' 2 = (θ, x 2, 1, ^ 2.2 ^ 2 , 3)' we obtain at the output of this repetition step a vector F 2
Figure imgf000027_0002
\ Represented by the elements (X 2 X 2 ^ 2, ---, X 2 12) years ^ ^ e frequency domain, and if one considers a third repeating step 723 taking as an input a vector V ^ = (Jr March 35 O 1 X 3 15 X 3 2 ), a vector F 3 0, X 3 J 5 X 3 2 , X 3 is obtained at the output ; 3, O, x 3 1, X 3 2 , x 3 3 , O, x 3 j , x 3 2 ), represented by the elements (X 3 j , X 3 2 , ..., X 3 12 J in the frequency domain.
On obtient ainsi Q = 3 vecteurs ( F1 , V2 et F3 ), présentant chacun une longueur M = M .We thus obtain Q = 3 vectors (F 1 , V 2 and F 3 ), each having a length M = M.
Au cours d'une étape suivante 731 (respectivement 733) d'application d'un déphasage, on multiplie chacun des éléments des Q vecteurs générés à l'étape de répétition par un coefficient de déphasage φ égal à :During a subsequent step 731 (respectively 733) of application of a phase shift, each of the elements of the Q vectors generated in the repetition step is multiplied by a phase shift coefficient φ equal to:
2π I ni. t2π I ni. t
Φ = e QN \ avec f - ψ,...,Q — \ > l'indice de décalage fréquentiel du symbole de données répété (égal selon cet exemple à l'indice du symbole de données) ; et m = |θ,..., M - 1 > l'indice de l'élément du vecteur F1 , F2 ou F3 en sortie de l'étape de répétition (72 j, 723).Φ = e QN \ with f - ψ, ..., Q - \> the frequency shift index of the repeated data symbol (equal in this example to the index of the data symbol); and m = | θ, ..., M - 1> the index of the vector element F 1 , F 2 or F 3 at the output of the repetition step (72, 723).
Par exemple, le premier élément du vecteur F1 n'est pas déphaséFor example, the first element of the vector F 1 is not out of phase
2π 2π j — 0*0 j — 1 1*22π 2π j - 0 * 0 d - 1 1 * 2
( φ = e 12 = 1 ). Le dernier élément du vecteur F3 est déphasé de φ = e u s après déphasage : 3/r 10;r > v- JTΓ j—r _ ! 'Xh2e 2 'xl,3e 3 O
Figure imgf000027_0003
Figure imgf000028_0001
(φ = e 12 = 1). The last element of the vector F 3 is out of phase with φ = e u s after phase shift: 3 / r 10; r> v- JTΓ j -r _! ' X h2 e 2 ' x l, 3 e 3 O
Figure imgf000027_0003
Figure imgf000028_0001
Au cours d'une étape 74, on somme terme à terme les trois vecteurs déphasés V^ , F2 et V$ , de longueur M. Dans le domaine temporel, on obtient ainsi un symbole FI-CDMA.During a step 74, one-to-one amount the three-phase V ^ vectors F e t V $ 2, of length M. In the time domain, thus obtaining an IF-CDMA symbol.
La figure 7B propose une représentation dans le domaine fréquentiel du symbole FI-CDMA, sur les M= 12 sous-porteuses disponibles, ainsi que dans la dimension des codes d'étalement (c). Dans cette variante de réalisation FI-CDMA distribuée, on rappelle qu'un code d'étalement distinct est attribué à chacun des Q symboles de données transmis par un même utilisateur.FIG. 7B shows a representation in the frequency domain of the FI-CDMA symbol, on the M = 12 subcarriers available, as well as in the dimension of the spreading codes (c). In this distributed variant embodiment FI-CDMA, it is recalled that a separate spreading code is assigned to each of the Q data symbols transmitted by the same user.
Plus précisément, l'élément X1 représente le symbole transmis sur la sous-porteuse 1 , et l'élément X^2 représente le symbole transmis sur la sous- porteuse 12. Par exemple, la sous-porteuse 1 porte le premier symbole de données déphasé associé à l'utilisateur 1, noté xfh avec le code d'étalement associé au premier symbole et à l'utilisateur 1, le premier symbole de données déphasé associé à l'utilisateur 2, note X2 I' avec Ie code d'étalement associé au premier symbole et à l'utilisateur 2, et le premier symbole de données déphasé associé à l'utilisateur 3, noté Xj 1 , avec le code d'étalement associé au premier symbole et à l'utilisateur 3 La figure 7C propose une représentation dans le domaine temporel du symbole FI-CDMA. Un tel symbole FI-CDMA est constitué de 12 échantillons temporels de durée Tc transmis simultanément. Ces 12 échantillons sont définis par la somme terme à terme des trois vecteurs déphasés fy , Vj et Vf .More specifically, the element X 1 represents the symbol transmitted on the sub-carrier 1, and the element X ^ 2 represents the symbol transmitted on the subcarrier 12. For example, the subcarrier 1 carries the first symbol of shift data associated with the user 1, noted xf h with the spreading code associated with the first symbol and the user 1, the first phase shift data symbol associated with the user 2, note X 2 I ' with I e spreading code associated with the first symbol and the user 2, and the first out of phase data symbol associated with the user 3, denoted X j 1 , with the spreading code associated with the first symbol and the user 3 Figure 7C provides a time-domain representation of the FI-CDMA symbol. Such an IF-CDMA symbol consists of 12 time samples of duration Tc transmitted simultaneously. These 12 samples are defined by the term-term sum of the three phase-shifted vectors fy, Vj and Vf.
Ainsi, chaque échantillon temporel est composé d'une somme d'au plus Q symboles de données éventuellement déphasés (symboles non nuls). On rappelle que selon l'art antérieur, les échantillons temporels des symboles MC-CDMA étaient composes d'une somme de M symboles indépendants. Le rapport entre les deux sommes est donc égal à N. On peut également noter que plus la valeur de Q sera faible, et plus le PAPR associé au signal à porteuses multiples en sortie du système de transmission sera faible.Thus, each time sample is composed of a sum of at most Q data symbols possibly out of phase (non-zero symbols). Recall that according to the prior art, the temporal samples of the symbols MC-CDMA were composed of a sum of M independent symbols. The relationship between two sums is therefore equal to N. It may also be noted that the lower the value of Q, the smaller the PAPR associated with the multicarrier signal at the output of the transmission system.
Finalement, en revenant à la figure 7 A, il est possible d'insérer un intervalle de garde (ou un préfixe cyclique) au symbole FI-CDMA au cours d'une étape 75.Finally, returning to FIG. 7A, it is possible to insert a guard interval (or a cyclic prefix) to the FI-CDMA symbol during a step 75.
Autrement dit, si on considère que l'utilisateur ; dispose de Q symboles source d . , et qu'un code d'étalement d'ordre nf est attribué à chaque symbole source d , associé à l'utilisateur i, alors on peut définir des symboles de données Xn (avec n - ψ,...,N - l |) tels que : xn,ι = dj,< S1 n = n)In other words, if we consider that the user; has Q source symbols d. , and that a spreading code of order nf is assigned to each source symbol d, associated with the user i, then it is possible to define data symbols X n (with n - ψ, ..., N - l |) such that: xn, ι = d j, < S1 n = n )
Comme illustré en figure 7A, on choisit par exemple d'associer un code d'étalement d'ordre « , -= (/ + j)modτV au symbole source d.As illustrated in FIG. 7A, for example, it is chosen to associate a spread code of order ", - = (/ + j) modτV with the source symbol d.
La représentation mathématique des échantillons temporels du symbole FI-CDMA distπbué, notée xm pour m - ψ,..., M - 1 j, s'exprime alors sous la forme suivante :The mathematical representation of the temporal samples of the distorted FD-CDMA symbol, denoted x m for m - ψ, ..., M - 1 j, is then expressed in the following form:
. , . 2π. ,. 2π
^-1 J fn ιm xm = λyvo+n ~e ^N x n,ι ' avec fn,ι ^e décalage fréquentiel associé au symbole de données Xn , , et q = |θ, , Q - 1 J-^ Fn -1 J ι m x m = λyv o + n e ~ Σ ^ N x n, ι 'with f n, ι ^ e frequency shift associated to the data symbol X n, and q = | θ, Q - 1 J-
Ainsi, outre une réduction de la complexité de l'émetteur par rapport à la technique MC-CDMA, cet exemple d'implementation permet une réduction significative du PAPR puisque les échantillons temporels des symboles FI-CDMA sont constitues d'une somme de Q symboles non nuls indépendants, avec Q < M.Thus, in addition to reducing the complexity of the transmitter compared to the MC-CDMA technique, this implementation example allows a significant reduction of the PAPR since the time samples of the IF-CDMA symbols consist of a sum of Q symbols. non-zero independent, with Q <M.
On peut noter que dans ces quatre exemples d'implementation, un utilisateur peut transmettre plus de Q symboles de données (éventuellement déphasés) par symbole FI-CDMA. Dans ces conditions, le nombre d'utilisateurs Nu maximal est réduit.It may be noted that in these four implementation examples, a user can transmit more than Q data symbols (possibly out of phase) per IF-CDMA symbol. Under these conditions, the maximum number of users Nu is reduced.
On peut également noter que ces quatre exemples d'implementation sont inchangés dans un contexte multi-cellulaireIt can also be noted that these four implementation examples are unchanged in a multi-cellular context
En particulier, avec un coefficient de réutilisation de fréquence de 1, la technique FI-CDMA selon l'invention profite, sans traitement supplémentaire à la réception, d'un gain d'étalement pour lutter contre les interférences intercellulaires.In particular, with a frequency reuse coefficient of 1, the FI-CDMA technique according to the invention takes advantage, without additional processing at the reception, a gain of spreading to fight against intercellular interference.
Dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, les étapes de répétition et d'application d'un déphasage sont mises en œuvre dans le domaine fréquentiel. Dans ce cas, le procédé de transmission selon l'invention comprend une étape de transformation mathématique du domaine fréquentiel vers le domaine temporel du signal obtenu en sortie de l'étape d'application d'un déphasage. Par exemple, cette transformation mathématique est une transformée deIn a second embodiment of the invention, the steps of repetition and application of a phase shift are implemented in the frequency domain. In this case, the transmission method according to the invention comprises a step of mathematical transformation of the frequency domain to the time domain of the signal obtained at the output of the step of applying a phase shift. For example, this mathematical transformation is a transform of
Fourier inverse.Fourier inverse.
5.3 Courbes de performance5.3 Performance curves
On présente ci-après, en relation avec la figure 8, les performances en terme de PAPR de la technique FI-CDMA selon l'invention (courbe 81) par rapport aux solutions de l'art antérieur de type MC-CDMA (courbe 82).Hereinafter, in relation with FIG. 8, the performances in terms of PAPR of the FI-CDMA technique according to the invention (curve 81) are compared with the solutions of the prior art of the MC-CDMA type (curve 82). ).
Pour chaque technique, la fonction de répartition complémentaire duFor each technique, the complementary distribution function of the
PAPR d'un symbole FI-CDMA ou MC-CDMA transmis, notée CCDF, est évaluée. Son calcul, pour une valeur de PAPR fixée à PAPR O, correspond à la probabilité que le PAPR calculé sur chaque symbole FI-CDMA ou MC-CDMA est supérieur à PAPR O :PAPR of a transmitted FI-CDMA or MC-CDMA symbol, denoted CCDF, is evaluated. Its calculation, for a PAPR value set at PAPR O, is the probability that the PAPR calculated on each FI-CDMA or MC-CDMA symbol is greater than PAPR O:
CCDF (PAPR O) = Pr (PAPR > PAPRJ))CCDF (PAPR O) = Pr (PAPR> PAPRJ))
Les principaux paramètres utilisés pour les simulations en voie montante sont les suivants :The main parameters used for the uplink simulations are:
- taille de la FFT : M= 1024 ; - taille de l'intervalle de garde : 256 échantillons temporels ;- size of the FFT: M = 1024; - size of the guard interval: 256 temporal samples;
- longueur des codes d'étalement : N=32 ;- length of the spreading codes: N = 32;
- codes d'étalement utilisés pour la technique MC-CDMA : Walsh-Hadamard ;- spreading codes used for MC-CDMA technique: Walsh-Hadamard;
- nombre de symboles de données transmis par symbole OFDM : Q=32 ; - nombre d'utilisateurs : Nu = 1 ;number of data symbols transmitted per OFDM symbol: Q = 32; - number of users: Nu = 1;
- modulation 16QAM ;- 16QAM modulation;
- nombre de symboles OFDM par simulation : 100000.- number of OFDM symbols per simulation: 100,000.
La figure 8 présente le CCDF des techniques FI-CDMA distπbuee selon l'invention et MC-CDMA en voie montante avec une modulation 16QAM.FIG. 8 shows the CCDF of the FI-CDMA techniques distπbuee according to the invention and MC-CDMA in uplink mode with 16QAM modulation.
On constate sur cette figure que les résultats obtenus avec la technique FI- CDMA distnbuée sont équivalents à ceux d'une technique mono-porteuse, et correspondent donc à une réduction maximale du PAPR.It can be seen from this figure that the results obtained with the distorted FI-CDMA technique are equivalent to those of a single-carrier technique, and therefore correspond to a maximum reduction of the PAPR.
Par exemple, le gain obtenu avec la technique FI-CDMA distnbuée par rapport à la technique MC-CDMA s'élève à 21 dB pour un CCDF de 10" , et à 19
Figure imgf000031_0001
For example, the gain obtained with the FI-CDMA technique distnbuée compared to the technique MC-CDMA is 21 dB for a CCDF of 10 " , and to 19
Figure imgf000031_0001
Ainsi, la technique selon l'invention présente de nombreux avantages sous ces différents modes de réalisation, comme la réduction maximale des fluctuations de l'enveloppe du signal à porteuses multiples, qui peut être identique à celle d'un signal monoporteuse ; la réduction significative de la complexité de l'émetteur sans augmentation de la complexité du récepteur par rapport à une modulation OFDM classique, du tait de la suppression des opérations d'étalement (mis en œuvre sous la forme d'une transformée deThus, the technique according to the invention has many advantages in these different embodiments, such as the maximum reduction of the fluctuations of the envelope of the multicarrier signal, which can be identical to that of a single carrier signal; significantly reducing the complexity of the transmitter without increasing the complexity of the receiver compared to a conventional OFDM modulation, because of the suppression of the spreading operations (implemented in the form of a transform of
Hadamard d'ordre N par exemple) et de modulation OFDM (transformée de Fouπer inverse d'ordre M) , la robustesse aux trajets multiples grâce à une représentation spectrale identique à celle d'une modulation multiporteuse ; - la possibilité, pour chaque utilisateur, de transmettre de l'information sur l'ensemble des sous-porteuses disponibles pour exploiter de manière optimale la diversité frequentielle , l'accès multiple par répartition de code dans le domaine fréquentiel , dans un contexte multicellulaire avec un facteur de réutilisation de fréquence de 1 , la technique IFDMA permet de profiter d'un gain d'étalement pour lutter contre les interférences intercellulaires. 5.4 Structure du dispositif de transmissionHadamard of order N for example) and of OFDM modulation (M-order inverse Fouπer transform), the multipath robustness thanks to a spectral representation identical to that of a multicarrier modulation; the possibility, for each user, of transmitting information on all the sub-carriers available in order to optimally exploit the frequency diversity, the code division multiple access in the frequency domain, in a multicellular context with a frequency reuse factor of 1, the IFDMA technique makes it possible to benefit from a gain spreading to fight intercellular interference. 5.4 Structure of the transmission device
On présente finalement, en relation avec la figure 9, la structure simplifiée d'un dispositif de transmission mettant en œuvre en œuvre une technique de transmission selon l'un des modes de réalisation décrit ci-dessus. Il s'agit par exemple d'un terminal de communication ou d'une station de base.Finally, in connection with FIG. 9, the simplified structure of a transmission device implementing a transmission technique according to one of the embodiments described above is presented. This is for example a communication terminal or a base station.
Un tel dispositif comprend une mémoire 91 constituée d'une mémoire tampon, une unité de traitement 92, équipée par exemple d'un microprocesseur μP, et pilotée par le programme d'ordinateur 93, mettant en œuvre le procédé de transmission selon l'invention.Such a device comprises a memory 91 consisting of a buffer memory, a processing unit 92, equipped for example with a microprocessor μP, and driven by the computer program 93, implementing the transmission method according to the invention. .
A l'initialisation, les instructions de code du programme d'ordinateur 93 sont par exemple chargées dans une mémoire RAM avant d'être exécutées par le processeur de l'unité de traitement 92. L'unité de traitement 92 reçoit en entrée au moins un symbole de données X1 j associé à un utilisateur. Le microprocesseur de l'unité de traitement 92 met en œuvre les étapes du procédé de transmission décrit précédemment, selon les instructions du programme d'ordinateur 93, pour répartir de façon innovante les symboles de données. Pour cela, le dispositif de transmission comprend, outre la mémoire tampon 91, des moyens de répétition des symboles de données et des moyens d'application d'un déphasage spécifique à chacun des symboles de données après répétition. Ces moyens sont pilotés par le microprocesseur de l'unité de traitement 92.At initialization, the code instructions of the computer program 93 are for example loaded into a RAM memory before being executed by the processor of the processing unit 92. The processing unit 92 receives as input at least a data symbol X 1 j associated with a user. The microprocessor of the processing unit 92 implements the steps of the transmission method described above, according to the instructions of the computer program 93, to innovatively distribute the data symbols. For this purpose, the transmission device comprises, in addition to the buffer memory 91, means for repeating the data symbols and means for applying a specific phase shift to each of the data symbols after repetition. These means are controlled by the microprocessor of the processing unit 92.
L'unité de traitement 92 délivre un signal à porteuses multiples, les symboles de données étant répartis sur l'ensemble de sous-porteuses formant le signal à porteuses multiples. The processing unit 92 outputs a multicarrier signal, the data symbols being distributed over the set of subcarriers forming the multicarrier signal.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procède de transmission d'un signal a porteuses multiples mettant en œuvre une technique d'accès multiple par répartition de codes, caractérise en qu'il comprend les étapes suivantes, pour au moins un utilisateur répétition (32) d'au moins un symbole de données représentatif d'un signal de données source à transmettre, associé audit utilisateur , application (33) d'un déphasage spécifique à chacun desdits symboles de données après répétition, ledit déphasage tenant compte d'au moins un code d'étalement associé audit utilisateur, de façon à distπbuer les symboles de données déphasés sur un ensemble de M sous-porteuses formant ledit signal a porteuses multiples,et de façon que, dans le domaine temporel, chacun des échantillons dudit signal à porteuses multiples, discretise, comprend une somme d'au plus Q symboles de données déphasés, avec Q < M, où Q correspond au nombre maximum de symboles de données associé a un utilisateur, parmi tous les utilisateurs.A method of transmitting a multicarrier signal implementing a code division multiple access technique, characterized in that it comprises the following steps, for at least one user repetition (32) of at least one data symbol representative of a source data signal to be transmitted, associated with said user, application (33) of a specific phase shift to each of said data symbols after repetition, said phase difference taking account of at least one associated spreading code user auditing, so as to separate the out-of-phase data symbols on a set of subcarrier Ms forming said multi-carrier signal, and so that, in the time domain, each of the samples of said discrete carrier signal includes a sum of at most Q out of phase data symbols, where Q <M, where Q is the maximum number of data symbols associated with a user, among all the utili sateurs.
2. Procède de transmission selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit déphasage tient également compte d'un décalage frequentiel dépendant dudit symbole de données2. Transmission method according to claim 1, characterized in that said phase shift also takes account of a frequency shift dependent on said data symbol.
3. Procède de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdites étapes de répétition (32) et d'application d'un déphasage (33) sont mises en œuvre dans le domaine temporel3. Transmission process according to any one of claims 1 and 2, characterized in that said steps of repetition (32) and application of a phase shift (33) are implemented in the time domain
4. Procédé de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérise en ce que lesdites étapes de répétition (32) et d'application d'un déphasage (33) sont mises en œuvre dans le domaine frequentiel, et en ce que ledit procède comprend une étape de transformation mathématique du domaine frequentiel vers le domaine temporel d'un signal obtenu en sortie de ladite étape d'application d'un déphasage4. Transmission method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that said steps of repetition (32) and application of a phase shift (33) are implemented in the frequency domain, and in that said process comprises a step of mathematical transformation of the frequency domain to the time domain of a signal obtained at the output of said step of applying a phase shift
5. Procédé de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérise en ce qu'il comprend une étape préalable de rotation cyclique des symboles de données associes à un utilisateur, l'ordre de ladite rotation dépendant dudit utilisateur5. Transmission method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises a preliminary step of cyclic rotation of the data symbols associated with a user, the order of said rotation depending on said user
6. Procède de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un code d'étalement identique est attribue à chacun des symboles de données associé à un utilisateurTransmission method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that an identical spreading code is assigned to each of the data symbols associated with a user.
7. Procède de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un code d'étalement distinct est attribué à chacun des symboles de données associé à un utilisateur.7. Transmission process according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a separate spreading code is assigned to each of the data symbols associated with a user.
8. Procédé de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérise en ce que chacun des échantillons temporels dudit signal à porteuses multiples, discretise, comprend un unique symbole de données déphasé.8. Transmission method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that each of the time samples of said discrete carrier signal comprises a single phase-shifted data symbol.
9. Produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistre sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un processeur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour la mise en œuvre du procédé de transmission selon l'une au moins des revendications 1 a 8.9. Computer program product downloadable from a communication network and / or records on a computer-readable medium and / or executable by a processor, characterized in that it comprises program code instructions for the implementation of the transmission method according to at least one of claims 1 to 8.
10. Dispositif de transmission d'un signal à porteuses multiples mettant en œuvre une technique d'accès multiple par répartition de codes, caractéπsé en qu'il comprend : - des moyens de répétition (32) d'au moins un symbole de données représentatif d'un signal de données source à transmettre, associe a un utilisateur ; des moyens d'application (33) d'un déphasage spécifique à chacun desdits symboles de données après répétition, ledit déphasage tenant compte d'au moins un code d'étalement associé audit utilisateur, de façon a distribuer les symboles de données déphasés sur un ensemble de sous-porteuses formant ledit signal a porteuses multiples et de façon que, dans le domaine temporel, chacun des échantillons dudit signal à porteuses multiples, discretise, comprend une somme d'au plus Q symboles de données déphasés, avec Q < M, ou Q correspond au nombre maximum de symboles de données associé à un utilisateur, parmi tous les utilisateurs.10. Device for transmitting a multicarrier signal implementing a code division multiple access technique, characterized in that it comprises: - means for repetition (32) of at least one representative data symbol a source data signal to be transmitted, associated with a user; means (33) for applying a specific phase shift to each of said data symbols after repetition, said phase shift taking account of at least one spreading code associated with said user, so as to distribute the data symbols out of phase on a a set of subcarriers forming said multi-carrier signal and such that, in the time domain, each of the samples of said discrete carrier signal comprises a sum of at most Q out of phase data symbols, with Q <M, where Q is the maximum number of symbols of data associated with a user, among all users.
11. Dispositif de transmission selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il forme, ou est intégré dans, au moins un des équipements appartenant au groupe comprenant : - une station de base ; un terminal.11. Transmission device according to claim 10, characterized in that it forms, or is integrated in, at least one of the equipment belonging to the group comprising: - a base station; a terminal.
12. Signal à porteuses multiples et à accès multiple par répartition de codes, caractérisé en qu'il est formé, dans le domaine fréquentiel, d'un ensemble de sous-porteuses portant chacune un symbole de données déphasé, et dans le domaine temporel, d'un ensemble d'échantillons portant chacun une somme d'au plus Q symboles de données déphasés, avec Q < M, où Q correspond au nombre maximum de symboles de données associé à un utilisateur, parmi tous les utilisateurs, et M correspond au nombre de sous-porteuses dudit ensemble,lesdits symboles de données déphasés correspondants, pour au moins un utilisateur, à des symboles de données répétés auxquels un déphasage spécifique est appliqué, ledit déphasage tenant compte d'au moins un code d'étalement associé audit utilisateur, lesdits symboles de données étant représentatifs d'un signal de données source à transmettre associé audit utilisateur. 12. Multi-carrier, code division multiple access signal, characterized in that a set of subcarriers each carrying a phase-shifted data symbol is formed in the frequency domain, and in the time domain, a set of samples each carrying a sum of at most Q out of phase data symbols, with Q <M, where Q is the maximum number of data symbols associated with a user, among all users, and M is the number of sub-carriers of said set, said corresponding phase-shifted data symbols, for at least one user, to repeated data symbols to which a specific phase shift is applied, said phase shift taking account of at least one spreading code associated with said user said data symbols being representative of a source data signal to be transmitted associated with said user.
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