cooperative mimo relaying for public transport abderrazek abdaoui marion berbineau inrets – lesot...
TRANSCRIPT
![Page 1: Cooperative MIMO relaying for Public Transport Abderrazek Abdaoui Marion Berbineau INRETS – LESOT Villeneuve d'ascq le 14 Novembre 2007](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022070309/551d9d84497959293b8bf9ef/html5/thumbnails/1.jpg)
Cooperative MIMO relaying for Public Transport
Abderrazek Abdaoui
Marion Berbineau
INRETS – LESOT Villeneuve d'ascq le 14 Novembre 2007
![Page 2: Cooperative MIMO relaying for Public Transport Abderrazek Abdaoui Marion Berbineau INRETS – LESOT Villeneuve d'ascq le 14 Novembre 2007](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022070309/551d9d84497959293b8bf9ef/html5/thumbnails/2.jpg)
Plan Introduction
Techniques coopératives : Motivation et état de l'art
Application transport : Relayage coopératif,
![Page 3: Cooperative MIMO relaying for Public Transport Abderrazek Abdaoui Marion Berbineau INRETS – LESOT Villeneuve d'ascq le 14 Novembre 2007](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022070309/551d9d84497959293b8bf9ef/html5/thumbnails/3.jpg)
Introduction
La diversité de transmission nécessite plus qu'une antenne à l'émission,
Cependant, vue les problèmes liés à la taille, au coût et à la complexité
d'implémentation de l'émetteur en système MIMO classique cette diversité
est difficilement réalisable,
=>Solution: recours aux systèmes coopératifs :
. Antennes multiples virtuelles à l'émission
. Techniques de relayage, réseaux à trois noeuds.
. Possibilité d'extension vers un réseau coopératif.
![Page 4: Cooperative MIMO relaying for Public Transport Abderrazek Abdaoui Marion Berbineau INRETS – LESOT Villeneuve d'ascq le 14 Novembre 2007](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022070309/551d9d84497959293b8bf9ef/html5/thumbnails/4.jpg)
Téchniques coopératis : Motivation et état de l'art
L'idée des réseaux de relais coopératifs a été introduite pour la première fois en 1971 par Van Der Meulen.
En 1979, Cover Tomas et El Gamal, ont présenté la théorie fondamentale du canal à relais
(capacité - ...) : Decode and Forword (DF) et estimate and Forword (EF) ont été introduit. Bornes
de la capacité ont été calculées.
Actuellement : Kramer 2005 et Host-Masen ont pu faire l'extension de études de capacité vers
les systèmes à antennes multiples MIMO.
Les travaux actuelles des systèmes coopératif portent sur :
- Estimation théorique de la capacité, sachant une configuration donnée,
- Taux d'erreur en fonction du type de modulation et de l'algorithme de détection
distribué,
- Probabilité de coupure
![Page 5: Cooperative MIMO relaying for Public Transport Abderrazek Abdaoui Marion Berbineau INRETS – LESOT Villeneuve d'ascq le 14 Novembre 2007](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022070309/551d9d84497959293b8bf9ef/html5/thumbnails/5.jpg)
Téchniques coopératis : Motivation et état de l'art
Pourquoi les systèmes coopératifs:
Ils permettent une transmission en diversité comme en MIMO par l'intermédiaire
de noeuds équipés d'une seule antennes.
Transmission en diversité (solution pour les évanouissements), gain du codage
relais (réduit le TEB).
Dans les systèmes coopératifs les relais, permettent de monter les performances
et qualité de service du systèmes (TEB, probabilité de blocage, ... ) par
coopération.
![Page 6: Cooperative MIMO relaying for Public Transport Abderrazek Abdaoui Marion Berbineau INRETS – LESOT Villeneuve d'ascq le 14 Novembre 2007](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022070309/551d9d84497959293b8bf9ef/html5/thumbnails/6.jpg)
Application transport : Relayage MIMO
Control center
Nutilisation pour la transmission haut débit de flux audio-vidéo entre un Bus et une Station de contrôle.
Solutions existantes et résultats :
• Chaine Wima (2x4 MIMO) pour liaisons point-à-point avec codec Alamouti,
• Traitement itératif.
![Page 7: Cooperative MIMO relaying for Public Transport Abderrazek Abdaoui Marion Berbineau INRETS – LESOT Villeneuve d'ascq le 14 Novembre 2007](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022070309/551d9d84497959293b8bf9ef/html5/thumbnails/7.jpg)
Canaux réels
Canyon
Canyon with P
Suburban
Rayleigh
Rice K=0.9
Rice K=0.5
![Page 8: Cooperative MIMO relaying for Public Transport Abderrazek Abdaoui Marion Berbineau INRETS – LESOT Villeneuve d'ascq le 14 Novembre 2007](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022070309/551d9d84497959293b8bf9ef/html5/thumbnails/8.jpg)
Dans un système coopératif, le relais peut assurer une des fonctions suivantes :
Amplifie et retransmet (AF),
Détecte (Décode) et retransmet (DF) ,
Compresse et retransmet (CF)
- (S) vers (R et D) est un mode Diffusion,
- (S) et (R) envoient vers (D) simultanément :accès multiple
Fonctions assurées par le relais
![Page 9: Cooperative MIMO relaying for Public Transport Abderrazek Abdaoui Marion Berbineau INRETS – LESOT Villeneuve d'ascq le 14 Novembre 2007](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022070309/551d9d84497959293b8bf9ef/html5/thumbnails/9.jpg)
Scénarios préliminaires
![Page 10: Cooperative MIMO relaying for Public Transport Abderrazek Abdaoui Marion Berbineau INRETS – LESOT Villeneuve d'ascq le 14 Novembre 2007](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022070309/551d9d84497959293b8bf9ef/html5/thumbnails/10.jpg)
Algorithme (AF) en MIMO: VMIMO
![Page 11: Cooperative MIMO relaying for Public Transport Abderrazek Abdaoui Marion Berbineau INRETS – LESOT Villeneuve d'ascq le 14 Novembre 2007](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022070309/551d9d84497959293b8bf9ef/html5/thumbnails/11.jpg)
Algorithme (AF) en MIMO: VMIMO
![Page 12: Cooperative MIMO relaying for Public Transport Abderrazek Abdaoui Marion Berbineau INRETS – LESOT Villeneuve d'ascq le 14 Novembre 2007](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022070309/551d9d84497959293b8bf9ef/html5/thumbnails/12.jpg)
Shéma MIMO- Alamouti 2x2 sans codage canal
• SNR0=3 dB Source - Destination
• SNR1 dans {-10-20dB}
• SNR2 dans {2,4,6,8 dB}
• Codeur Alamouti ST 2 x 2
• 2 BCU constellation
Relayage & Relayage coopératif
![Page 13: Cooperative MIMO relaying for Public Transport Abderrazek Abdaoui Marion Berbineau INRETS – LESOT Villeneuve d'ascq le 14 Novembre 2007](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022070309/551d9d84497959293b8bf9ef/html5/thumbnails/13.jpg)
Simulations
• SER en fonction du SNR1 (source-relais)
• SNR0=cst, SER=2.1 10-2,
SNR0 3dB , SNR2=2dB SNR0 3dB , SNR2=4dB
![Page 14: Cooperative MIMO relaying for Public Transport Abderrazek Abdaoui Marion Berbineau INRETS – LESOT Villeneuve d'ascq le 14 Novembre 2007](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022070309/551d9d84497959293b8bf9ef/html5/thumbnails/14.jpg)
Simulations
SNR0 3dB , SNR2=6dB SNR0 3dB , SNR2=8dB
• Pour SNR2 ~SNR0, Schéma coopératif est la plus performante
MRC: réception utilise les deux liaisons MIMO 2x2 provenant du relais et de la source
====> VMIMO (liaison équivalent obtenu : 2x4.
• Pour SNR2>>SNR0 et pour SNR1 élevé, MIMO coopératif sera moins performant
![Page 15: Cooperative MIMO relaying for Public Transport Abderrazek Abdaoui Marion Berbineau INRETS – LESOT Villeneuve d'ascq le 14 Novembre 2007](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022070309/551d9d84497959293b8bf9ef/html5/thumbnails/15.jpg)
IntérprétationLe SER pour M-QAM est donné par :
a=4 1−1
M b=
2 M−13log2M
Le rapport signal à bruit à la réception (Relayage non coopératif ) :
![Page 16: Cooperative MIMO relaying for Public Transport Abderrazek Abdaoui Marion Berbineau INRETS – LESOT Villeneuve d'ascq le 14 Novembre 2007](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022070309/551d9d84497959293b8bf9ef/html5/thumbnails/16.jpg)
VMIMO en environnement réel Canaux issus de mesures et canaux modélisés :
• Bus – Relais : Canyon Urbain,
• Bus – Base de contrôle : Canyon Urbain,
• Relais – Base de contrôle : Rice (paramètre K),
![Page 17: Cooperative MIMO relaying for Public Transport Abderrazek Abdaoui Marion Berbineau INRETS – LESOT Villeneuve d'ascq le 14 Novembre 2007](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022070309/551d9d84497959293b8bf9ef/html5/thumbnails/17.jpg)
VMIMO en environnement réel
Résultats :
- Schéma relais non coopératif est très sensible a paramètre K du
canal de Rice,
- Schéma relais coopératif, peu sensible, résultat mérite plus de
rigueur pour l'interprétation.
![Page 18: Cooperative MIMO relaying for Public Transport Abderrazek Abdaoui Marion Berbineau INRETS – LESOT Villeneuve d'ascq le 14 Novembre 2007](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022070309/551d9d84497959293b8bf9ef/html5/thumbnails/18.jpg)
VMIMO en environnement réel • Voie montante : Bus ---> Base de contrôle :
• Voie descendante Base de contrôle ---> Bus
(H1,n
1)
R (G)
D (Bus)S (Base)
(H2,n
2)
Phénomène d'amplification de l'erreur suite au canal de Rice en voie montante
![Page 19: Cooperative MIMO relaying for Public Transport Abderrazek Abdaoui Marion Berbineau INRETS – LESOT Villeneuve d'ascq le 14 Novembre 2007](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022070309/551d9d84497959293b8bf9ef/html5/thumbnails/19.jpg)
VMIMO en environnement réel • Voie montante : Bus ---> Base de contrôle :
• Voie descendante Base de contrôle ---> Bus
(H1,n
1) (Canyon)
R (G)
D (Base)S (Bus)
(H2,n
2) (Rice)
Phénomène d'amplification de l'erreur suite au canal de Rice en voie montante
![Page 20: Cooperative MIMO relaying for Public Transport Abderrazek Abdaoui Marion Berbineau INRETS – LESOT Villeneuve d'ascq le 14 Novembre 2007](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022070309/551d9d84497959293b8bf9ef/html5/thumbnails/20.jpg)
VMIMO en environnement réel
![Page 21: Cooperative MIMO relaying for Public Transport Abderrazek Abdaoui Marion Berbineau INRETS – LESOT Villeneuve d'ascq le 14 Novembre 2007](https://reader036.vdocument.in/reader036/viewer/2022070309/551d9d84497959293b8bf9ef/html5/thumbnails/21.jpg)
Conclusion
Le schéma coopératif et non coopératif ont été évalués par simulations (VMIMO)
L'allure du SER du Relayage MIMO a été justifié théoriquement,
Implémentation des canaux transport ont permis de montrer l'influence
du facteur de Rice sur les performances,