Application aux Futurs Systèmes Multimédia par Satellite en Bande Ka'> Résumé

Résumé

Dans le cadre de cette thèse nous nous intéressons à la liaison d'un terminal utilisateur vers un satellite géostationnaire pour les futurs systèmes d'applications multimédia en bande Ka. Le but est de concevoir une forme d'onde qui permet de s'adapter aux conditions de propagation. L'adaptation des performances en spectre et en puissance de la forme d'onde, notamment dans un contexte avec une forte fluctuation du niveau du signal, comme celui du canal satellite en bande Ka, permet à la fois d'augmenter la capacité et d'améliorer la disponibilité du système.

Dans ces travaux, les formes d'onde basées sur les modulations CPM (Continuous Phase Modulation) ont été adoptées. L'enveloppe constante, les différents paramètres ayant un impact sur les performances de la forme d'onde, ainsi que les bonnes performances en puissance lors d'un processus de décodage itératif sont les principales motivations de notre choix.

Ce manuscrit commence par un rappel des propriétés du canal de propagation satellite en bande Ka et plus particulièrement le phénomène d'atténuation dû essentiellement aux précipitations. Le but étant de souligner l'intérêt d'adopter une FMT (Fade Mitigation Technique) pour les systèmes satellitaires opérant à cette bande de fréquence. Ensuite un panorama des différentes techniques de lutte contre les affaiblissements est donné. Nous nous intéressons plus particulièrement à la technique de la forme d'onde adaptative.

Un processus de décodage itératif appliqué à une CPM concaténée en série avec un code convolutif offre un gain en puissance assez considérable comparé à un processus de décodage classique. La sélection du schéma CPM à adopter est un point très critique qui affecte les différents aspects du système. Ce choix doit s'effectuer minutieusement tout en tenant compte de plusieurs aspects tels que les performances en puissance et en spectre, la complexité ainsi que la résistance aux interférences. Concernant les performances nous montrons que les CPM d'ordre supérieur sont plus attractives notamment pour obtenir une forme d'onde à haute efficacité spectrale lors de bonnes conditions de propagation. Ce résultat ne s'explique pas par l'ordre de la modulation, comme le cas des modulations linéaires, mais par le bon comportement de ces CPM à faible indice de modulation. Une réponse en fréquence en cosinus surélevé a l'avantage de réduire le niveau du signal transmis en dehors de la bande allouée offrant ainsi de meilleures performances lors d'une communication multi-utilisateurs en mode MF-TDMA.

Concernant l'adaptativité nous montrons qu'une forme d'onde CPM basée sur la variation de l'indice de modulation (et éventuellement la réponse en fréquence) au sein d'une famille d'indices ayant un même dénominateur est une solution particulièrement attractive. Une telle solution ne nécessite pas une très grande complexité lors d'un passage d'un mode de transmission à un autre. Elle nécessite essentiellement le changement des coefficients des filtres adaptés. Cette technique permet aussi d'obtenir une marge de performance assez importante vu que l'indice de modulation est le paramètre qui affecte le plus les performances de la CPM. La CPM octale 2RC est un schéma particulièrement attractif d'un point de vue performance. Ce schéma souffre par contre d'une complexité relativement élevée notamment dans le cadre d'un traitement bord. La 2RC quaternaire constitue une alternative intermédiaire entre les CPM binaires et octales. Ce schéma nécessite une plus faible complexité que le schéma octal tout en offrant des bonnes performances.

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