Description CDMA

Exposé
Architecture et Réseaux des
Ordinateurs
/UY1/ENSP/4GTEL_22 AVRIL 2015

GT_AROR 406 /UY1/ENSP/4GTEL_AVRIL 2015

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Figure 1 Différentes classes du Bluetooth
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Figure 2 Evolution des réseaux sans fils (fixe) et des réseaux de mobiles

Figure 3 Collision des Signaux

Figure 4 FDMA
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Figure 5 TDMA

Figure 6 CDMA

Figure 7 OFDMA

Figure 8 Présentation du CDMA
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Figure 9 Architecture détaillée de CDMA

Figure 10 Architecture simplifiée d’un réseau CDMA
PDSN
A1/A2
Abis
A3/A7
A10/A11
MSC
VLR
BSC
BSC
Router
BTS
GMSC
AAA
HLR
IP Core
BTS
PSTN
BTS
MS
MS
MS
OMC
OMC-R
OMC-S
HA

Figure 11 Illustration de BSS & NSS du réseau CDMA
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PDSN
A1/A2
Abis
A3/A7
A10/A11
MSC
VLR
BSC
BSC
Router
BTS
GMSC
AAA
HLR
IP Core
BTS
PSTN
BTS
MS
MS
MS
OMC
OMC-R
OMC-S
HA

Figure 12 Exemple de MS (téléphone CT-PHONE de Huawei)
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Figure 13 Illustration d’une BTS de l’opérateur CAMTEL
Figure 14 BSC Siemens utilisé par CAMTEL

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Figure 15 Illustration d’un MSC

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Figure 16 Exemple de VLR
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Figure 17 Exemple de HLR (plus volumineux et capacitif que le VLR)
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Figure 18 Illustration de la gestion des OMC par l’OSS
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Figure 19 Hard handover et Soft handover

Figure 20 Softer Handover
Figure 21 Soft Handover

Figure 22 Un système multiplexé

Figure 23 FH-CDMA
Figure 24 TH-CDMA

Figure 25 DSCDMA
Figure 26 DSCDMA

Figure 27 Exemple d'etalement avec DSCDMA
𝑆1(𝑡) 𝐶1(𝑡)
𝑢1(𝑡) = 𝑆1(𝑡) ∗ 𝐶1(𝑡)
𝑢(𝑡) = ∑ 𝑆 𝑘(𝑡). 𝐶 𝑘(𝑡)
𝑘
< 𝑆1|𝑆2 >= ∫ 𝑆1(𝑡) . 𝑆2(𝑡)𝑑𝑡

Figure 28. Orthogonalité de code binaire
(𝐻1) = (1)
(𝐻2𝑛) = [
𝐻 𝑛 𝐻 𝑛
𝐻 𝑛 −𝐻 𝑛
]
(𝐻2) = [
1 1
1 −1
]
(𝐻4) = [
𝐻2 𝐻2
𝐻2 −𝐻2
] = [
1 1
1 −1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
−1 −1
−1 1
]

(𝐻8) =
[
1 1
1 −1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
−1 −1
−1 1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
−1 −1
−1 1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
−1 −1
−1 1
−1 −1
−1 1
−1 −1
−1 1
−1 −1
−1 1
1 1
1 −1]
(𝐻16)
=
[
[
1 1
1 −1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
−1 −1
−1 1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
−1 −1
−1 1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
−1 −1
−1 1
−1 −1
−1 1
−1 −1
−1 1
−1 −1
−1 1
1 1
1 −1] [
1 1
1 −1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
−1 −1
−1 1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
−1 −1
−1 1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
−1 −1
−1 1
−1 −1
−1 1
−1 −1
−1 1
−1 −1
−1 1
1 1
1 −1]
[
1 1
1 −1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
−1 −1
−1 1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
−1 −1
−1 1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
−1 −1
−1 1
−1 −1
−1 1
−1 −1
−1 1
−1 −1
−1 1
1 1
1 −1]
−
[
1 1
1 −1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
−1 −1
−1 1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
−1 −1
−1 1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
−1 −1
−1 1
−1 −1
−1 1
−1 −1
−1 1
−1 −1
−1 1
1 1
1 −1]]
Figure 29 Exemple de fonction de Walsh
𝑢(𝑡) = ∑ 𝑆 𝑘(𝑡). 𝐶 𝑘(𝑡)
𝑘
〈∑ 𝑆 𝑘( 𝑡).𝐾 𝐶 𝑘( 𝑡)|𝐶𝑗(𝑡)〉 = 𝑆𝑗( 𝑡)

〈𝐶𝑗|𝐶 𝑘〉
Figure 30 Désétalement par intégration (Code étant celui utilisé à l’émission)

Figure 31 Désétalement par intégration (Code étant différent de celui utilisé à l’émission)

Figure 32 BS ne supportant que 4 utilisateurs
𝑆(1) → 𝑌(1) = [𝐶1(1). 𝑆(1) , 𝐶2(1). 𝑆(1) , 𝐶3(1). 𝑆(1) , 𝐶4(1). 𝑆(1)]
𝑆(2) → 𝑌(2) = [𝐶1(2). 𝑆(2) , 𝐶2(2). 𝑆(2) , 𝐶3(2). 𝑆(2) , 𝐶4(2). 𝑆(2)]
𝑆(3) → 𝑌(3) = [𝐶1(3). 𝑆(3) , 𝐶2(3). 𝑆(3) , 𝐶3(3). 𝑆(3) , 𝐶4(3). 𝑆(3)]
𝑆(4) → 𝑌(3) = [𝐶1(4). 𝑆(4) , 𝐶2(4). 𝑆(4) , 𝐶3(4). 𝑆(4) , 𝐶4(4). 𝑆(4)]
(𝑊4) = [
𝐶(1)
𝐶(2)
𝐶(3)
𝐶(4)
] =
[
𝐶1(1) 𝐶2(1)
𝐶1(2) 𝐶2(2)
𝐶3(1) 𝐶4(1)
𝐶3(2) 𝐶4(2)
𝐶1(3) 𝐶2(3)
𝐶1(4) 𝐶2(4)
𝐶3(3) 𝐶4(3)
𝐶3(4) 𝐶4(4)]
= [
1 1
1 −1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
1 1
1 −1
]
< 𝐶(𝑖)| 𝐶(𝑗) > = 0 𝑖 ≠ 𝑗

Figure 33 BS ne supportant que 4 utilisateurs
𝑆′(1) = < 𝐶(1) | (𝑌(1) + 𝑌(2) + 𝑌(3) + 𝑌(4)) > = 𝑆(1)
𝑆′(2) = < 𝐶(2) | (𝑌(1) + 𝑌(2) + 𝑌(3) + 𝑌(4)) > = 𝑆(2)
𝑆′(3) = < 𝐶(3) | (𝑌(1) + 𝑌(2) + 𝑌(3) + 𝑌(4)) > = 𝑆(3)
𝑆′(4) = < 𝐶(4) | (𝑌(1) + 𝑌(2) + 𝑌(3) + 𝑌(4)) > = 𝑆(4)
Fin Exemple

Figure 34 BS ne supportant que 4 Utilisateurs
±1 𝐛 𝑘 = [𝑏 𝑘(1), … , 𝑏 𝑘(𝑁)]
𝑔 𝑘(𝑡) = ∑ 𝑎 𝑘(𝑛)𝑝(𝑡 − 𝑛𝑇𝑐), 0 ≤ 𝑡 ≤ 𝑇
𝐿−1
𝑛=0
{−1,1}

Figure 35 exemple de code {a_k }={1,-1,1,1,-1,1,1,-1}
∫ 𝑔 𝑘
2
(𝑡)𝑑𝑡 = 1
𝑇
0
𝜌𝑖𝑗(𝜏) = ∫ 𝑔𝑖(𝑡)𝑔𝑗(𝑡 − 𝜏)𝑑𝑡, 𝑖 ≤ 𝑗
𝑇
0
𝜌𝑗𝑖(𝜏) = ∫ 𝑔𝑖(𝑡)𝑔𝑗(𝑡 + 𝑇 − 𝜏)𝑑𝑡, 𝑖 ≤ 𝑗
𝑇
0
𝑁 = [𝑏 𝑘(1), … , 𝑏 𝑘(𝑁)] 𝑡
𝑠(𝑡) = ∑ √ 𝜑 𝑘 ∑ 𝑏 𝑘(𝑖)𝑔 𝑘(𝑡 − 𝑖𝑇 − 𝜏 𝑘) 𝑎𝑣𝑒𝑐 0 ≤ 𝜏 𝑘 ≤ 𝑇 𝑝𝑜𝑢𝑟 1 ≤ 𝑘 ≤ 𝐾
𝑁
𝑖=1
𝐾
𝑘=1
𝜏 𝑘

Figure 36 Dispositif de multiplexage
𝑟(𝑡) = 𝑠(𝑡) = ∑ √ 𝜑 𝑘 ∑ 𝑏 𝑘(𝑖)𝑔 𝑘(𝑡 − 𝑖𝑇 − 𝜏 𝑘)
𝑁
𝑖=1
𝐾
𝑘=1

〈𝑟(𝑡), 𝑔 𝑛(𝑡 − 𝑖𝑇)〉 = ∫ (∑ √ 𝜑 𝑘
𝐾
𝑘=1
𝑏 𝑘( 𝑖) 𝑔 𝑘
( 𝑡 − 𝑖𝑇))
(𝑖+1)𝑇
𝑖𝑇
. 𝑔 𝑛
( 𝑡 − 𝑖𝑇) 𝑑𝑡
= ∑ (√ 𝜑 𝑘 𝑏 𝑘(𝑖)∫ 𝑔 𝑘
( 𝑡). 𝑔 𝑛
( 𝑡) 𝑑𝑡
𝑇
0
)
𝐾
𝑘=1
〈𝑟(𝑡), 𝑔 𝑛(𝑡 − 𝑖𝑇)〉 = √ 𝜑 𝑛 𝑏 𝑛(𝑖)
τ
〈𝑟(𝑡), 𝑔 𝑛(𝑡 − 𝑖𝑇 − 𝜏 𝑘)〉 = √ 𝜑 𝑛 𝑏 𝑛(𝑖)
𝑟(𝑡) = 𝑠(𝑡) + 𝑛(𝑡)
Λ(𝑏) = ∫ [𝑟(𝑡) − ∑ √ 𝜑 𝑘
𝐾
𝑘=1
𝑏 𝑘(1)𝑔 𝑘(𝑡)]
2
𝑑𝑡
𝑇
0
𝐶(𝑟𝑘, 𝑏 𝑘) = 2 ∑ √ 𝜑 𝑘 𝑏 𝑘(1)𝑟𝑘 − ∑ ∑ √ 𝜑𝑗 𝜑 𝑘 𝑏𝑗(1)𝑏 𝑘
𝐾
𝑘=1
(1)𝜌𝑗𝑘(0)
𝐾
𝑗=1
𝐾
𝑘=1
𝐶(𝑟𝑘, 𝑏 𝑘) = 2𝑏 𝑘
𝑡
𝑟𝑘 − 𝑏 𝑘
𝑡
𝑅 𝑠 𝑏 𝑘
𝑟𝑘 = [𝑟1, 𝑟2, … , 𝑟𝑘] 𝑡
, 𝑏 𝑘 = [√ 𝜑1 𝑏1(1), … , √ 𝜑 𝑘 𝑏 𝑘(1)]
𝑡
𝑒𝑡 (𝑅𝑆) 𝑖𝑗 = 𝜌𝑗𝑘(0)


𝑟𝑘(𝑖) = 〈𝑟(𝑡), 𝑔 𝑘(𝑡 − 𝑖𝑇)〉 = √ 𝜑 𝑘 𝑏 𝑘(1) + ∑ √ 𝜑𝑗
𝐾
𝑗=1
𝑗≠1
𝑏𝑗(1)𝜌𝑗𝑘(0) + 𝑛 𝑘(1),
𝑛 𝑘(1) = ∫ 𝑛(𝑇)𝑔 𝑘(𝑡)𝑑𝑡
𝑇
0

𝑟𝑘 = 𝑅 𝑆 𝑏 𝑘 + 𝑛 𝑘; (𝑅 𝑠)𝑖𝑗 = 𝜌𝑖𝑗(0)
𝑃(𝑟𝑘|𝑏 𝑘) =
1
√(2𝜋) 𝑘det(𝑅 𝑠)
𝑒𝑥𝑝 [−
1
2
(𝑟𝑘 − 𝑅 𝑆 𝑏 𝑘) 𝑡
𝑅𝑆
−1
(𝑟𝑘 − 𝑅 𝑠 𝑏 𝑘)]
∆(𝑏 𝑘) = (𝑟𝑘 − 𝑅𝑆 𝑏 𝐾) 𝑡
𝑅𝑆
−1
(𝑟𝑘 − 𝑅 𝑠 𝑏 𝑘)
Λ 𝑏 𝐾
0
= 𝑅 𝑠
−1
𝑟𝑘
𝑏 𝑘 = 𝑠𝑖𝑔𝑛𝑒(𝑏 𝑘
0
)

𝑏 𝑘
0
Figure 37 Structure d’un récepteur multi-utilisateur
𝑅 𝑠 = [
1 𝜌21(0)
𝜌12(0) 1
] 𝜌𝑗𝑘(0) = ∫ 𝑔𝑗(𝑡)𝑔 𝑘(𝑡)𝑑𝑡
𝑇
0
𝜌12(0) = 𝜌21(0) = 𝜌
𝑅 𝑠
−1
=
1
1−𝜌2
[
1 −𝜌
−𝜌 1
]
𝑟(𝑡) = √ 𝜀1 𝑏1 𝑔1(𝑡) + √ 𝜀2 𝑏2 𝑔2(𝑡) + 𝑛(𝑡)
𝑟2 = [
√ 𝜀1 𝑏1 + 𝜌√ 𝜀2 𝑏2 + 𝑛1
√ 𝜀2 𝑏2 + 𝜌√ 𝜀1 𝑏1 + 𝑛2
]
𝑏2
0
= 𝑅 𝑠
−1
𝑟2 =
[
√ 𝜀1 𝑏1 + (𝑛1 − 𝜌𝑛2)
1 − 𝜌2
√ 𝜀2 𝑏2 + (𝑛2 − 𝜌𝑛1)
1 − 𝜌2 ]

ρ
Figure 38 Génération D’un signal

La voix encodée est une fois de plus encodée afin de la séparée des autres voix
encodées. la technique utilisée est appelée étalement de spectres. Les symboles
sont décalés tout au long de la bande passante du canal CDMA. C’est ce processus
qu’on appelle Channeling ou adaptation au canal. le récepteur connaît le code. Le
CDMA utilise 2 types de codes pour effectuer le Channeling des utilisateurs :



Figure 39 . Recepteur CDMA

Figure 40 Traitement d’un appel
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Le récepteur en râteau est composé de plusieurs corrélateurs, dans lequel le signal reçu est
multiplié par des versions décalées dans le temps d'une séquence de code générée localement.
Le but est de séparer les signaux de telle sorte que chaque doigt ne voit que des signaux
provenant de plus d'une voie unique (résoluble). Le code d'étalement est choisie à une valeur
très faible d'autocorrélation pour chaque décalage de temps non nul. Cela évite la diaphonie
entre la pratique fingers.In, la situation est moins idéale.

Figure 41 Filtre adaptée pour le récepteur
Figure 42 Rake Receiver avec 5 doigts



Figure 43 Rake Receiver
∑ 𝐶1
2(𝑛𝑇𝐶 + 𝑡 𝑑) = ∑ 𝐶1
2(𝑛𝑇𝐶) = 𝑁𝑁
𝑛=1
𝑁
𝑛=1 ∑ 𝐶1(𝑛𝑇𝐶)𝐶1(𝑛𝑇𝐶 + 𝑡 𝑑) ≅ 0𝑁
𝑛=1




Figure 44 Normalisation et ouverture spéciale de l’UMTS

Figure 45 Tableau de comparaison CDMA Vs GSM

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