Academic literature on the topic 'Accès multiple par répartition de codes optiques'

L'étude réalisée dans ce mémoire porte sur le codage correcteur d'erreurs utilisé pour compenser les différentes limitations d'un système de transmission optique sur fibre, notamment celles liées au processus quadratique de photo détection. Dans le cas simple utilisateur, ce processus modifie la statistique du signal détecté qui s'apparente à une fonction chi-2. En tenant compte de cette statistique, le décodage itératif des codes LDPC a été adapté pour optimiser les performances. Dans le cas d'un système incluant l'accès multiple par répartition de codes, principalement limité par l'interférence d'accès multiple, la photo détection engendre un bruit de battements, ou beat noise. L'étude de la statistique du signal détecté a permis d'établir un modèle théorique en mixture de chi-2. Les performances du décodage LDPC ont été optimisées en se basant sur ce modèle, permettant ainsi une application au cas d'une transmission multimédia
The work done in this study focuses on forward error correction used to compensate for performance degradations in fiber optical links, mainly corrupted by the quadratic photo detection process. When we consider a single user transmission, this process has an impact on the photo detected signal statistic, which can be represented as a chi-square function. Taking into account this statistic, the iterative decoding used for LDPC codes is modified in order to optimise the performance. In the case including Optical Code Division Multiple Access, mainly disrupted by Multiple Access Interference, photo detection induces beatings called beat noise. Studying the photo detected signal statistic leads us to establish a theoretical model based on a mixture of chi-square distribution. The error correction performance has been optimised by taking into account this model in the decoding process, which permits considering an application to multimedia transmissions

Le domaine de la télésurveillance a connu un grand essor ces dernières décennies et concerne divers contextes par exemple en milieu hospitalier, en maison de retraite, chez les particuliers. La majorité des systèmes de télésurveillance existants aujourd’hui reposent sur la technologie des radiofréquences (RF). Nous proposons dans cette thèse, des travaux portant sur la télésurveillance dans un contexte nouveau qui concerne une crèche. Les RF présentant certains inconvénients, comme l’impact des interférences électromagnétiques, mais aussi des failles de sécurité, une solution alternative est la technologie de communication par optique sans fil. Ainsi, nous avons étudié l'utilisation de la technologie infrarouge pour la transmission simultanée de données issues de capteurs placés sur les pieds des lits de bébé mais aussi sur les bébés couchés dans leur lit au sein de la crèche. Le système de réception est constitué de photodiodes situées aux coins d'un panneau d'éclairage central au plafond de l'environnement. La simulation du canal réalisée grâce à la technique de lancer de rayons associés à la méthode de Monte-Carlo a permis de déterminer le gain du canal pour chaque dispositif. Plusieurs scénarios de déploiement ont été définis en considérant le caractère amovible ou fixe des dispositifs et l’interchangeabilité des lits dans la pièce. Le partage du canal utilise la technique d’accès multiple par répartition de codes (OCDMA) associée aux codes optiques orthogonaux (OOC) dont la principale limitation est l’interférence d’accès multiple (IAM). Les performances de la modulation binaire par position d’impulsion (2-PPM) avec OCDMA et un décodage souple en réception ont été établies théoriquement et par simulation pour les différents scénarios définis considérant un réseau de 11 utilisateurs constitué de 8 lits et 3 dispositifs portés par des bébés. Les résultats ont été obtenus avec des récepteurs conventionnels par corrélation sans et avec limiteur puis un récepteur à annulation parallèle d’interférence plus efficace pour réduire l’impact de l’IAM. De plus, la faisabilité de l’utilisation de la technique OCDMA pour la transmission simultanée en optique sans fil a été mise en évidence par des expérimentations menées grâce à un banc de test développé en radio logicielle. Le banc a été mis en place, en utilisant des USRP (Universal Software Radio Peripheral) et des front-ends optique sans fil développés spécifiquement
The field of the remote monitoring has experienced significant advancements in recent decades, and now covers different contexts, such as hospitals, retirement homes, and private homes also. The majority of existing systems are based on radio frequency technology (RF).We propose in this thesis, research focused on remote monitoring in a new context involving a nursery. Given the limitations of RF technology, including the impact of electromagnetic interference, and security vulnerabilities, an alternative solution is optical wireless communication technology. Therefore, we investigated the use of infrared technology for simultaneous transmission of data collected from sensors placed on the foot of baby beds, and also on the babies themselves lying in their beds within the nursery. The reception system consists of photodiodes positioned at the corners of a central lighting panel on the celling. The channel simulation carried out using ray-tracing and Monte-Carlo methods was used to determine the channel gain for each device. Several deployment scenarios were defined, considering the nature of the devices (removable or fixed) and the interchangeability of beds in the room. The channel sharing employs the code division multiple access (OCDMA) associated with the optical orthogonal codes (OOC) with the primary constraint being the137 multiple access interference (MAI). The performance of binary pulse position modulation (2- PPM) with OCDMA and soft decoding in reception was studied theoretically and by simulation involving the different scenarios. These scenarios consider a network of 11 users, consisting of 8 beds and 3 devices carried by babies. Results were obtained using the conventional correlation receiver without and with hard limiters, as well as a parallel interference cancellation receiver to reduce the impact of MAI. Additionally, the feasibility of implementing OCDMA technology for simultaneous optical wireless communication transmission was demonstrated through experimental work using a test bench developed in software-defined radio. The test bench was established using universal software radio peripheral (USRP), and specially designed wireless optical front-ends

Ce travail porte sur l'etude de radiocommunications basees sur la methode d'acces multiple a repartition par les codes (amrc), qui est derivee de la technique d'etalement de spectre par sequence directe. Les enjeux futures de cette derniere et les contraintes imposees par les canaux de radiopropagation sont d'abord exposes. Puis, parmi les differentes techniques envisagees pour accroitre la capacite de tels systemes, deux sont plus particulierement etudiees : l'optimisation des sequences d'etalement et l'etude d'architectures de reception associees. L'utilisation de methodes derivees de l'optimisation combinatoire permet d'ameliorer les proprietes de correlation des sequences decrites classiquement, grace a la prise en compte de criteres supplementaires. Ces sequences prouvent leur apport dans des outils de simulation et sur des maquettes reelles. Toutefois, ces dernieres ne permettent pas de remedier, a elles seules, aux problemes inherents aux architectures de reception amrc classiquement utilisees a ce jour. C'est pourquoi, apres avoir souligne les faiblesses de telles structures, nous proposons l'emploi d'architectures multi-utilisateurs basees sur la suppression parallele d'interferences, afin d'ameliorer la qualite de reception. Cette demarche pragmatique est alors validee par un demonstrateur et amelioree grace a la mise en uvre de recepteurs lineaires plus sophistiques. Des simulations sur station de travail et des mesures experimentales ont ensuite valide ces etudes. La principale originalite de cette partie reside dans la prise en compte d'une dynamique finie et des problemes lies a la synchronisation. En effet, nous avons garde a l'esprit la realisation materielle de telles architectures avec des circuits dedies. Cette these trouve toute sa pertinence dans la proposition du standard umts actuel qui preconise l'utilisation de l'amrc large bande pour la troisieme generation de telephonie mobile, remplacante du gsm actuel. Cette proposition mentionne notamment la necessite de rechercher une augmentation de capacite pour l'utilisation de recepteurs amrc evolues.

L'augmentation incessante des services multimédias via le réseau internet a conduit à la diffusion massive de la fibre jusqu'au plus près de l'utilisateur dans le monde entier. La solution choisie par l'opérateur historique français sous sa marque Orange est celle du PON (Passive Optical Networks). Le choix d'une architecture Point à Multi-Point optique permet de mutualiser l'infrastructure entre plusieurs utilisateurs et par conséquent de minimiser le nombre de fibres posées et la taille du câble en sortie du central. Cette thèse aborde le sujet de la montée en débit du réseau d'accès optique utilisant le multiplexage temporel (TDM) avec une réutilisation des infrastructures existantes lors de la première génération de déploiement. Tout d'abord, le premier chapitre présente le contexte actuel du réseau d'accès et les évolutions futures de ses architectures. Ensuite, le second chapitre présente un panorama des technologies utilisées dans le réseau d'accès optique à partage temporel avec les contraintes liées à la montée en débit (jusqu'à 10Gbit/s) à la fois pour l'émission et la réception du mode rafale de la voie montante. Le troisième chapitre décrit les différentes architectures réalisées et testées au laboratoire dans le cadre de ces travaux de recherche. Une des architectures innovantes, présentée dans ce chapitre, met en place un réseau PON à 10Gbit/s avec une transmission sur 60 km de fibre optique d'une voie montante en mode rafale pour un budget optique avoisinant les 55dB et 40dB, respectivement avec et sans amplification optique. Enfin, la dernière partie de ce manuscrit présente des études sur le bruit de transmission dans une architecture bidirectionnelle intégrant un amplificateur à base de semiconducteurs.

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

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

Dans le cadre des systèmes de communications radio mobiles de la 4ème génération, on s'est intéressé aux systèmes combinant les techniques d'étalement par les codes et de transmission à porteuses multiples.
La thèse consiste à étudier en premier lieu les performances des différents types de combinaisons de l'OFDM et du CDMA, appelées sous le nom générique « OFDM-CDMA », dans un environnement parfaitement synchronisé dans une liaison descendante avec les mêmes conditions de transmission : charge du système, constellation, rendement du codage.
Une fois la comparaison des différents systèmes établie dans un contexte parfaitement synchronisé, on traitera le problème des imperfections de transmission : erreurs des synchronisation, imperfections Radio Fréquences (RF), estimation du canal, effet Doppler.
Les différents types d'erreurs de synchronisation étudiés dans le manuscrit sont la synchronisation de la fenêtre temporelle, la synchronisation des fréquences porteuse, et d'échantillonnage.
Les imperfections RF étudiées consistent en le bruit de phase et la gigue d'horloge.
Les sensibilités de l'OFDM-CDMA à ces erreurs sont évaluées en fonction du Rapport Signal à Interférence plus Bruit (RSIB) en sortie du détecteur en tenant compte de l'orthogonalité entre les codes d'étalement.
Finalement, on s'intéresse à évaluer les performances de ces systèmes en terme du Taux d'Erreur Binaire (TEB) en sortie du décodeur et à faire le lien entre le RSIB en sortie du détecteur et le TEB en sortie du décodeur.
En conclusion de ce travail, on peut tirer des limites tolérées sur les imperfections de transmission de ces systèmes ainsi qu'une comparaison entre leurs performances.