Abstract
This paper presents a Multi-Carrier Code Division Multiple Access (Mc-Cdma) system analysis in a software radio context. Based on a combination of multi-carrier modulation and code division multiple access,Mc-Cdma benefits from the main advantages from both schemes: high spectral efficiency, high flexibility, multiple access capabilities, etc. It is firstly shown why, nowadays,Mc-Cdma is undoubtedly a high potential candidate for the air interface of the 4G cellular networks. TheMc-Cdma concept and the block-diagrams of the transmitter and the receiver are presented first. Afterwards, the technical issues concerning the processing devices for the implementation ofMc-Cdma systems in a software radio context are analysed. The advantages and disadvantages of Digital Signal Processors (Dsps) and Field Programmable Gate Arrays (Fgpas) components are discussed. The implementation ofMc-Cdma systems and the integration of signal processing algorithms as Fast Hadamard Transform (Fht) and Inverse Fast Fourier Transform (Ifft) are considered and analysed for the first time. Finally, implementation results with a mixed prototyping board are presented. Then, it is shown that a new combination of the flow graphs ofFht andIfft leads to interesting computation savings and that hardware structures asFgpas are more adapted thanDsps to those intensive computation functions. Finally, for the completeMc-Cdma modem implementation, the necessity of a Co-Design methodology is highlighted in order to obtain the best matching between algorithms and architecture.
Résumé
Cet article présente une analyse des systèmes à Accès Multiple par Répartition en Codes (Amrc) multiporteuse ouMc-Cdma dans le contexte de la radio logicielle. Reposant sur une combinaison des modulations multiporteuses et des techniques d’accès multiple par répartition en codes, I’Amrc multiporteuse bénéficie des principaux avantages des deux approches : forte efficacité spectrale, grande flexibilité, capacité d’accès multiple, … Ainsi il est tout d’abord montré pourquoi, les techniquesAmrc multiporteuses sont sans aucun doute aujourd’hui des solutions candidates à fort potentiel pour la couche physique des futurs réseaux cellulaires de 4e génération. Le principe des systèmesMc-Cdma ainsi que les différentes fonctions mises en œuvre dans un émetteur et un récepteur sont tout d’abord présentées. Ensuite, les aspects techniques concernant les différents processeurs pour l’implantation de systèmesMc-Cdma dans un contexte de radio logicielle sont abordés. Les avantages et inconvénients respectifs desDsps et desFgpas sont comparés. L’intégration d’algorithmes essentiels de traitement du signal comme la Transformation de Hadamard Rapide (Fht) et la Transformation de Fourier Rapide Inverse (Ifft) pour définir une architecture de systèmesMc-Cdma compatibles avec les futurs réseaux sans fil à large bande est alors étudiée et analysée pour la première fois. Enfin, des résultats sur la mise en œuvre de ces algorithmes sur une carte de prototypage mixte sont présentés. Il est ainsi montré qu’une nouvelle combinaison des graphes defluence de laFht et de laIfft permet de réduire notablement la complexité et que les fgpa sont plus adaptés que les dsp pour l’intégration de ces algorithmes nécessitant des calculs intensifs. Enfin, la nécessité d’optimiser la méthodologie d’implantation dans le but d’obtenir la meilleure adéquation entre les algorithmes et l’architecture est soulignée.
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Jean-François, H., Fabienne, N. & Sébastien, L.N. A MC-CDMA system analysis in a software radio context. Ann. Télécommun. 57, 699–720 (2002). https://doi.org/10.1007/BF02995515
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF02995515
Key words
- Mobile radiocommunication
- Software radio
- Code division multiple access
- Multicarrier modulation
- Digital signal processing
- Signal processor
- Integrated circuit
- Orthogonal frequency division multiplexing
- Transmitter
- Receiver
- Programmable circuit
- Methodology