CDMA, étalement de spectre..

[Vykernes]

Bonjour, je fais actuellement qlq recherches sur les techno mobiles et j'essaie de comprendre les liens qui existent entre le CDMA et l'étalement de spectre.
Pouvez-vous me dire si ce que j'ai compris est correct ?
De ce que j'ai compris, il existe 2 formes d'étalement de spectre : DSSS et FHSS.
- Il est souvent dit que ces communications sont plus robustes. Elles sont moins sensibles aux multi-rebonds du canal. J'imagine que cela est dû à une mise en corrélation des différents morceaux du symbole reçus (code correcteur?) pouvant corriger un éventuel fading sur certaines fréquences.
- Comment fait on pour extraire le signal si celui ci est semblable a du bruit ?
- En ce qui concerne le FHSS (étalement de spectre par saut de fréquence), il est dit sur wiki "méthode de transmission de signaux par ondes radio qui utilise plusieurs canaux (sous-porteuses) répartis dans une bande de fréquence selon une séquence pseudo-aléatoire connue de l'émetteur et du récepteur". Donc si je comprends bien, chaque symbole est atténué et placé/recopié sur plusieurs sous porteuse dont les fréquences varient selon une séquence pseudo aléatoire (d'où l'étalement de spectre) que je remélange ensuite dans le cas du CDMA par une autre séquence pour permettre à ce signal d'utiliser la même porteuse (principal) / canal que d'autres signaux, d'où le multiplexage par code.
- Ou bien, est ce que cette séquence aléatoire qui fixe mes sous porteuses, c'est justement ca le CDMA ?

Merci!
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[albanxiii]

Bonjour,

- Comment fait on pour extraire le signal si celui ci est semblable a du bruit ?

Là, on parle de CDMA / DSSS. On utilise une corrélation entre le signal reçu et le code qui correspond au canal utilisé.

- En ce qui concerne le FHSS (étalement de spectre par saut de fréquence), il est dit sur wiki "méthode de transmission de signaux par ondes radio qui utilise plusieurs canaux (sous-porteuses) répartis dans une bande de fréquence selon une séquence pseudo-aléatoire connue de l'émetteur et du récepteur". Donc si je comprends bien, chaque symbole est atténué et placé/recopié sur plusieurs sous porteuse dont les fréquences varient selon une séquence pseudo aléatoire (d'où l'étalement de spectre) que je remélange ensuite dans le cas du CDMA par une autre séquence pour permettre à ce signal d'utiliser la même porteuse (principal) / canal que d'autres signaux, d'où le multiplexage par code.

Prenons un exemple : Bluetooth, qui utilise le FHSS + TDMA. Le canal de communication, dans le cas d'une communication déjà établie entre un maître et un esclave, est partagé en slots de 625 µs, réservés alternativement pour l'émission du maître et celle de l'esclave (qui ne répond que si le maître lui a envoyé quelque chose sur le slot précédent). Chaque slot utilise une fréquence différente, dans un canal de 1 MHz de large (et on a 79 canaux fréquentiels, entre 2402 et 2402+79 MHz). Autrement dit, la fréquence du canal de communication change toutes les 625 µs (je passe sous silence les trames multi-slots), d'où le nom de saut de fréquence.

- Ou bien, est ce que cette séquence aléatoire qui fixe mes sous porteuses, c'est justement ca le CDMA ?

Non, dans le CDMA on a une porteuse. Ce qui va déterminer la largeur du canal RF c'est la largeur du signal en bande de base (basse fréquence on va dire) multiplié par le code du canal (qui lui a une fréquence élevée).

En DEA j'avais eu des cours clairs là dessus, mais je ne les trouve pas sur le net... cela dit, en cherchant vous en trouverez d'autres.

@+

[gwgidaz]

Bonjour,

Quelques précisions supplémentaires pour dégrossir le sujet...

1- oui, il y a deux techniques, FHSS et DSSS.

2- FHSS: Les données sont réparties sur plusieurs porteuses, émises séquentiellement. Les codes correcteurs d'erreur sont tels que si, sur certaines fréquences, des porteuses ne sont pas reçues, les données peuvent être retrouvées. En effet, l'un des buts de l'étalement de spectre, c'est de s'affranchir de l'indisponibilité de certaines fréquences ( évanouissements par trajets multiples ou brouillages)

3- Le DSSS, fonctionne de façon totalement différente....Chaque bit est remplacé par une suite de bits.
Je prends l'exemple d' un rapport d'étalement de 8: Chaque bit est remplacé par un octet qui défini le "code" du canal. Chaque voie d'un même système est associée à son code, et toutes les voies ont des codes orthogonaux entre eux Par exemple, l'octet A= ( 1,-1,1,-1, 1,1,-1,-1) est orthogonal à l'octet B= ( 1,-1,-1,1, -1,1,-1,1): leur produit scalaire est nul.
Le récepteur qui doit récupérer une voie donnée opére en permanence un produit scalaire de son propre code avec ce qu'il reçoit. Toutes les voies donnent zéro, sauf quand il reçoit sa propre voie:
Dans ce cas, pour envoyer le bit de données "1", l'émetteur envoie l'octet A , et pour envoyer le bit de données "0", il envoie l'octet -A . Le récepteur trouve alors respectivement les produits scalaires A.A = 8 et A.(-A) =
-8
Le bruit, ainsi que les émetteurs des autres voies, donnent des produits scalaires nuls ou proches de zéro.

Tous ces signaux modulent une porteuse , par exemple en BPSK.

En général, le rapport d'étalement N est supérieur à 8, et le spectre tient une place N fois supérieure à ce qu'il occuperait avec une transmission classique.
Du fait que le spectre tient beaucoup de place, il n'y a plus d'interférences spatiales ( pour comprendre cela, penser à l'analogie avec les interférences de deux fentes en lumière blanche ( donc bande large) , qui s'effacent dès que la différence de distances entre deux ondes devient grande.

[Vykernes]

C'était totalement clair, merci à vous !

[A voir en vidéo sur Futura]

[C2H5OH]

Bonjour,

Quelques précisions supplémentaires pour dégrossir le sujet...

1- oui, il y a deux techniques, FHSS et DSSS.

2- FHSS: Les données sont réparties sur plusieurs porteuses, émises séquentiellement. Les codes correcteurs d'erreur sont tels que si, sur certaines fréquences, des porteuses ne sont pas reçues, les données peuvent être retrouvées. En effet, l'un des buts de l'étalement de spectre, c'est de s'affranchir de l'indisponibilité de certaines fréquences ( évanouissements par trajets multiples ou brouillages)

3- Le DSSS, fonctionne de façon totalement différente....Chaque bit est remplacé par une suite de bits.
Je prends l'exemple d' un rapport d'étalement de 8: Chaque bit est remplacé par un octet qui défini le "code" du canal. Chaque voie d'un même système est associée à son code, et toutes les voies ont des codes orthogonaux entre eux Par exemple, l'octet A= ( 1,-1,1,-1, 1,1,-1,-1) est orthogonal à l'octet B= ( 1,-1,-1,1, -1,1,-1,1): leur produit scalaire est nul.
Le récepteur qui doit récupérer une voie donnée opére en permanence un produit scalaire de son propre code avec ce qu'il reçoit. Toutes les voies donnent zéro, sauf quand il reçoit sa propre voie:
Dans ce cas, pour envoyer le bit de données "1", l'émetteur envoie l'octet A , et pour envoyer le bit de données "0", il envoie l'octet -A . Le récepteur trouve alors respectivement les produits scalaires A.A = 8 et A.(-A) =
-8
Le bruit, ainsi que les émetteurs des autres voies, donnent des produits scalaires nuls ou proches de zéro.

Tous ces signaux modulent une porteuse , par exemple en BPSK.

En général, le rapport d'étalement N est supérieur à 8, et le spectre tient une place N fois supérieure à ce qu'il occuperait avec une transmission classique.
Du fait que le spectre tient beaucoup de place, il n'y a plus d'interférences spatiales ( pour comprendre cela, penser à l'analogie avec les interférences de deux fentes en lumière blanche ( donc bande large) , qui s'effacent dès que la différence de distances entre deux ondes devient grande.

Donc, si je comprends bien, un système DSSS avec un rapport d'étalement de 8 permet d'avoir 8 voies, puisque on peut trouver 8 codes orthogonaux . Mais un autre système, sur la même bande, pourra utiliser 8 autres codes orthogonaux. N'y a-t-il pas possibilité de brouillage?

[gwgidaz]

Donc, si je comprends bien, un système DSSS avec un rapport d'étalement de 8 permet d'avoir 8 voies, puisque on peut trouver 8 codes orthogonaux . Mais un autre système, sur la même bande, pourra utiliser 8 autres codes orthogonaux. N'y a-t-il pas possibilité de brouillage?

Oui, les bases orthogonales comprennent 8 "vecteurs" ( espace de dimension 8)
Oui, un système est un peu moins protégé contre un autre système qui utiliserait une autre base orthogonale. J'ai pris un rapport d'étalement de 8 pour donner un exemple. mais dans la plupart des cas, le rapport d'étalement est très supérieur à 8. On a donc beaucoup de liberté dans le choix des codes. On veille cependant à ce qu'ils soient équlibrés ( autant de 1 que de zéros, et bien mélangés, de façon que le spectre ne possède pas de raies prépondérantes) .
Par ailleurs, chaque système intègre aussi des processus permettant de synchroniser sur le code, c'est à dire ne pas faire le produit scalaire à cheval sur deux bits codés.

Enfin, il faut noter que toute récepteur, même classique, est basé sur la sélection de signaux orthogonaux. Ainsi, quand sélectionne les voies selon leur fréquence, (le bon vieux système nommé maintenant FDMA), eh bien on utilise aussi des codes orthogonaux. En effet, là, les voies sont séparées parce qu'elles ont des fréquences différentes. Or, deux sinusoïdes de fréquences différentes peuvent être considérées comme deux signaux orthogonaux. Leur produit scalaire est nul ( c' est l'intégrale de leur produit de moins l'infini à + l'infini) ... Quant à la transformée de Fourier, c'est le produit scalaire du signal avec un signal sinusoïdal , ce qui donne la composante du signal sur cette fréquence. Car pour trouver la composante d'un vecteur selon le vecteur d'une base, on fait le produit scalaire de ces deux vecteurs...