Présentation d’une solution

Dans [9][11][35], la solution conjointe est basée sur une boucle de récupération de la porteuse et un égaliseur à retour de décision présentée Figure 42. Comme pour l’algorithme présenté au chapitre 2, la CRL fonctionne d’abord dans un mode d’acquisition rapide de la fréquence (détecteur de phase basée sur la polarité) suivit d’un mode plus précis (détecteur de phase basé sur la décision) pour corriger la phase. Cela permet dans la dernière amélioration [35] de détecter des erreurs de fréquences allant jusqu’à ∆ =

ω

[

1/ 4⋅T_s

]

. En parallèle, la CRL collabore avec l’égaliseur adaptatif constitué d’un filtre avant (FFE) et d’un filtre arrière (FBE). Le détecteur de symbole (Slicer) est commun aux deux algorithmes : il sert à la décision des symboles pour le filtre de retour et le détecteur de phase.

Figure 42 : Architecture simplifiée du système conjoint CRL-DFE de [35]

La procédure de démarrage à l’aveugle du système se déroule en 4 étapes:

• (A) : Tout d’abord, seul l’égaliseur est utilisé pour compenser les distorsions du canal. Les coefficients des filtres sont calculés selon l’algorithme d’adaptation du CMA présenté en 4.3.2. Cette étape a une durée fixe de 8000 symboles quelque soit l’erreur de fréquence initiale et la vitesse de convergence de l’algorithme.

• (B) : Ensuite, on stoppe le mécanisme d’adaptation CMA et les coefficients de l’égaliseur sont figés à leurs valeurs. La boucle de récupération de la porteuse est alors démarrée avec un calcul de l’erreur de phase fait par le « Frequency Detector ». Le principe de détection est basé sur la polarité et la discrimination de certains symboles comme dans notre algorithme, mais la méthode de calcul de l’erreur est différente.

• (C) : Une fois l’erreur de fréquence corrigée, le système sélectionne le détecteur de phase « phase detector » et diminue la largeur de bande de la CRL pour réduire le bruit de phase résiduelle et verrouiller la constellation.

• (D) : Enfin, l’algorithme d’adaptation LMS est sélectionné et le processus de calcul des coefficients de l’égaliseur est réactivé. Avec le fonctionnement conjoint de la CRL, l’égaliseur peut finir de compenser plus précisément les distorsions du canal.

La Figure 43 montre l’évolution du système en suivant cette procédure de démarrage pour une erreur de fréquence initiale∆ =f

[

0.05 /Ts

]

. Après environs 23 000 symboles, l’algorithme conjoint converge définitivement.

Figure 43 : Résultat de [9] pour une erreur de fréquence initiale ∆ =f

[

0.05 /Ts

]

. (A) : Égalisation CMA seule. (B) : Correction en fréquence. (C & D) : Correction de phase et

égalisation LMS

D’autre part, la Figure 44 présente les constellations relevées aux différentes étapes de la procédure de démarrage pour un signal 256-QAM. Tout d’abord en (A), on visualise la constellation QAM reçue après égalisation avec algorithme CMA. Les constellations (B) et (C) montrent la correction de l’erreur de fréquence puis la correction de l’erreur de phase. A

ce moment, la constellation est verrouillée et l’utilisation de l’algorithme LMS permet la convergence finale du système et la distribution des symboles estimés autours des points d’une constellation 256-QAM en (D).

(A) (B)

(C) (D)

Figure 44 : Constellations de [9] en 256-QAM (A) : Égalisation CMA seule. (B) : Correction en fréquence. (C & D) : Correction de phase et égalisation LMS

Ainsi, cette solution d’architecture conjointe semble permettre la correction d’erreurs de fréquence importantes avec des modulations QAM hauts niveaux. Les références [9][11][35] ont publié quelques résultats pour un canal AWGN ainsi que pour un modèle de canal spécifique HFC33. Ce système et le modèle de canal utilisé dans les simulations sont orientés vers la transmission haut débit dans le domaine de la télévision numérique câblée. Avec les autres références présentées en 4.4.2 et cette solution, il va donc falloir proposer un système qui soit adapté au fonctionnement dans un canal avec échos comme celui de Rummler.

4.5 Conclusion

Ce chapitre à permis tout d’abord d’introduire les éléments théoriques principaux sur l’égalisation canal. En effet, l’égaliseur placé au niveau du récepteur est souvent réalisé par une structure à base de filtres qui tendent à avoir une fonction de transfert inverse à celle du canal afin de compenser les distorsions. Parmi les structures utilisées, celle avec un filtre transversal linéaire suivit d’un détecteur de symbole et d’un filtre de retour est très souvent employée. En effet, les égaliseurs à retour de décision (DFE) présentent l’avantage de pouvoir éliminer plus précisément les IES sans pour autant détériorer le rapport signal à bruit.

Ensuite, il a été présenté le principe d’adaptation des coefficients des filtres quand le canal de transmission évolue ou encore lorsque l’égaliseur doit démarrer à l’aveugle, c'est-à-dire sans connaissance préalable de la réponse impulsionnelle du canal. Dans ce cas, des algorithmes spécifiques d’adaptation des coefficients sont utilisés, en particulier quand le récepteur n’est pas synchronisé avec la porteuse de l’émetteur. L’algorithme du module constant CMA est couramment employé pour ce type d’application mais n’est pas adapté pour compenser suffisamment les distorsions dans le cas d’amplitudes de multi-trajets élevées, surtout en modulation QAM haut niveau.

Aussi, plusieurs solutions présentées dans la littérature ont développé des architectures conjointes qui exploitent simultanément les caractéristiques d’une boucle de récupération de la porteuse et d’un égaliseur DFE. Ces systèmes suivent une procédure bien défini pour démarrer l’égaliseur à l’aveugle, éliminer l’erreur de fréquences de la porteuse, puis corriger plus finement les erreurs de phase et compenser les distorsions introduites par un canal avec échos.

Une solution en particulier a été présentée comme exemple, mais de nombreux systèmes sont proposés et disponibles dans la littérature, chacun ayant des spécificités et son domaine d’application. Le chapitre suivant s’attache donc à exposer la solution qui est retenue dans ce mémoire puis à présenter et analyser les résultats de simulation.

Dans le document Synchronisation rapide des systèmes de communication QAM à haut niveau dans des conditions de canal avec échos (Page 88-92)