Analyse asymptotique de certains filtres de Wiener à rang réduit

Dans cet article, nous approfondissons des résultats récents de Honig-Xiao ([6]) et Trichard et al. ([10]) relatifs à l'analyse des performances asymptotiques des filtres de Wiener à rang réduit dans le contexte des systèmes CDMA de grandes dimensions. Notre contribution consiste à remarquer que la théorie des polynômes orthogonaux pour le problème des moments de puissance peut être utilisée afin d'évaluer analytiquement la vitesse de convergence du rapport Signal à Interférence plus Bruit (SINR) des filtres de Wiener à rang réduit vers le SINR du filtre de Wiener. Grâce à cette observation, nous établissons que la convergence du SINR des filtres à rang réduit est localement exponentielle, et mettons en évidence analytiquement le taux de convergence. Par ailleurs, nous nous affranchissons du caractère local dans le cas particulier, considéré par Honig et Xiao, d'utilisateurs de mêmes puissances

On the Performance of PDCCH in LTE and 5G New Radio

5G New Radio (NR) Release 15 has been specified in June 2018. It introduces numerous changes and potential improvements for physical layer data transmissions, although only point-to-point (PTP) communications are considered. In order to use physical data channels such as the Physical Downlink Shared Channel (PDSCH), it is essential to guarantee a successful transmission of control information via the Physical Downlink Control Channel (PDCCH). Taking into account these two aspects, in this paper, we first analyze the PDCCH processing chain in NR PTP as well as in the state-of-the-art Long Term Evolution (LTE) point-to-multipoint (PTM) solution, i.e., evolved Multimedia Broadcast Multicast Service (eMBMS). Then, via link level simulations, we compare the performance of the two technologies, observing the Bit/Block Error Rate (BER/BLER) for various scenarios. The objective is to identify the performance gap brought by physical layer changes in NR PDCCH as well as provide insightful guidelines on the control channel configuration towards NR PTM scenarios.Comment: Globecomm 2018 workshop, 6 pages, 7 fig

Physical Layer Performance Evaluation of LTE-Advanced Pro Broadcast and ATSC 3.0 Systems

This work provides a detailed performance analysis of the physical layer of two state-of-the-art point-to-multipoint (PTM) technologies: evolved Multimedia Broadcast Multicast Services (eMBMS) and Advanced Television Systems Committee - Third Generation (ATSC 3.0). The performance of these technologies is evaluated and compared using link-level simulations, considering relevant identified scenarios. A selection of Key Performance Indicators (KPI) for the International Mobile Telecommunications 2020 (IMT-2020) evaluation process has been considered. Representative use cases are also aligned to the test environments as defined in the IMT-2020 evaluation guidelines. It is observed that ATSC 3.0 outperforms both eMBMS solutions, i.e. MBMS over Single Frequency Networks (MBSFN) and Single-Cell PTM (SC-PTM) in terms of spectral efficiency, peak data rate and mobility, among others. This performance evaluation serves as a benchmark for comparison with a potential 5G PTM solution

Pioneering Studies on LTE eMBMS: Towards 5G Point-to-Multipoint Transmissions

The first 5G (5th generation wireless systems) New Radio Release-15 was recently completed. However, the specification only considers the use of unicast technologies and the extension to point-to-multipoint (PTM) scenarios is not yet considered. To this end, we first present in this work a technical overview of the state-of-the-art LTE (Long Term Evolution) PTM technology, i.e., eMBMS (evolved Multimedia Broadcast Multicast Services), and investigate the physical layer performance via link-level simulations. Then based on the simulation analysis, we discuss potential improvements for the two current eMBMS solutions, i.e., MBSFN (MBMS over Single Frequency Networks) and SC-PTM (Single-Cell PTM). This work explicitly focus on equipping the current eMBMS solutions with 5G candidate techniques, e.g., multiple antennas and millimeter wave, and its potentials to meet the requirements of next generation PTM transmissions.Comment: SAM 2018, 5 pages, 4 fig

Immersive interconnected virtual and augmented reality : a 5G and IoT perspective

Despite remarkable advances, current augmented and virtual reality (AR/VR) applications are a largely individual and local experience. Interconnected AR/VR, where participants can virtually interact across vast distances, remains a distant dream. The great barrier that stands between current technology and such applications is the stringent end-to-end latency requirement, which should not exceed 20 ms in order to avoid motion sickness and other discomforts. Bringing AR/VR to the next level to enable immersive interconnected AR/VR will require significant advances towards 5G ultra-reliable low-latency communication (URLLC) and a Tactile Internet of Things (IoT). In this article, we articulate the technical challenges to enable a future AR/VR end-to-end architecture, that combines 5G URLLC and Tactile IoT technology to support this next generation of interconnected AR/VR applications. Through the use of IoT sensors and actuators, AR/VR applications will be aware of the environmental and user context, supporting human-centric adaptations of the application logic, and lifelike interactions with the virtual environment. We present potential use cases and the required technological building blocks. For each of them, we delve into the current state of the art and challenges that need to be addressed before the dream of remote AR/VR interaction can become reality

Récepteurs de Wiener Optimaux et Sous Optimaux à Rang Réduit pour le CDMA, Algorithmes et Performances

Dans cette thèse, les récepteurs de Wiener optimaux et sous-optimaux à rang réduit pour le CDMA sont étudiés. La thèse est divisée en deux partie. Dans la première partie, les récepteurs sous-optimaux consisant d'un égaliseur de Wiener à rang réduit au rythme chip suivi de desétalement sont étudiés. Un égaliseur à rang réduit est un égaliseur pour lequel quelques coefficients seulement sont optimisés. Le rang du filtre est le nombre de coefficient optimisés. Dans la deuxième partie, la performance asymptotique de quelques récepteurs linéaires est evaluée. Pour étudier la performance asymptotique, on suppose que les codes d'étalement sont aléatoires suivant une certaine distribution. Le rapport Signal à Interference plus Bruit (SINR) à la sortie du récepteur peut ainsi être interprété comme une variable aléatoire. Il est possible de démontrer que ces variables aléatoires tendent vers des valeurs deterministes finies quand le facteur d'étalement et le nombre d'utilisateurs tendent vers l'infini de telle façon que leur rapport reste fini. Ces limites peuvent être utilisées pour comprendre les facteurs qui controlent la performance tels que le canal de propagation, le bruit et le facteur de charge. On présente les résultats précédents relatifs au récepteurs de Wiener optimaux à rang réduit. Ces résultats sont après étendus au récepteurs de Wiener sous-optimaux à rang réduit.On démontre que la convergence du SINR d'un récepteur de Wiener à rang réduit vers celui du récepteur à rang plein est très rapide. Dans le dernier chapitre, on étudie la performance asymptotique de la diversité à la transmission combinée avec un récepteur RAKE où un égaliseur MMSE

On the performance of spatial multiplexing MIMO-CDMA downlink receivers based on chip rate equalization and despreading

International audienceThis paper is devoted to the performance analysis of downlink MIMO-CDMA receivers based on a chip rate MIMO equalizer followed by despreading. The various transmit antennas send independent streams and the spreading codes are scrambled Walsh-Hadamard sequences, the various transmit antennas being allocated different scrambling codes. The behaviour of the SINR provided by the receiver is first studied when the spreading factor and the number of users per antenna converge to +infin at the same rate. It is shown that the SINR converges towards a simple expression depending on the particular realization of the frequency selective channel between the base station and the mobile of interest. In order to get more insights on the long term performance, the ergodic sum-capacity delivered by the system is evaluated in the large number of antennas regime in the case the impulse response taps of the channel are Gaussian random matrices. A simple expression is obtained. It appears to be quite reliable for a realistic number of antennas, and is discussed in order to get some insights on the overall performance

Reduced-rank optimum and suboptimum CDMA Wiener receivers (algorithms and performances )

Dans cette thèse, les récepteurs de Wiener optimaux et sous-optimaux à rang réduit pour le CDMA sont étudiés. La thèse est divisée en deux parties. Dans la première partie, les récepteurs sous-optimaux consistant en un égaliseur de Wiener à rang réduit au rythme chip suivi de désétalement sont étudiés. Un égaliseur à rang réduit est un égaliseur pour lequel quelques coefficients seulement sont optimisés. Le rang du filtre est le nombre de coefficient optimisés. On propose ensuite une deuxième technique qui consiste en une étape d élimination d'interférences précédée d'un égaliseur MMSE. Cette technique est adaptée au cas où les utilisateurs ont des facteurs d'étalement différents. Dans la deuxième partie, la performance asymptotique de quelques récepteurs linéaires est évaluée. Pour étudier la performance asymptotique, on suppose que les codes d étalement sont aléatoires suivant une certaine distribution. Le rapport Signal à Interference plus Bruit (SINR) à la sortie du récepteur peut ainsi être interprété comme une variable aléatoire. Il est possible de démontrer que ces variables aléatoires tendent vers des valeurs déterministes finies quand le facteur d étalement et le nombre d utilisateurs tendent vers l infini de telle façon que leur rapport reste fini. Ces limites peuvent être utilisées pour comprendre les facteurs qui contrôlent la performance tels que le canal de propagation, le bruit et le facteur de charge. On présente les résultats précédents relatifs aux récepteurs de Wiener optimaux à rang réduit. Ces résultats sont après étendus au récepteurs de Wiener sous-optimaux à rang réduit. On démontre que la convergence du SINR d un récepteur de Wiener à rang réduit vers celui du récepteur à rang plein est très rapide. Dans le dernier chapitre, on étudie la performance asymptotique de la diversité à la transmission combinée avec un récepteur RAKE où un égaliseur MMSE.In this thesis, reduced-rank optimum and suboptimum downlink CDMA Wiener receivers are discussed and their performance is assessed. In the first part, suboptimum CDMA Wiener receivers consisting of linear chip-level equalizers followed by despreading are discussed. The equalization step can be done in a reduced-rank fashion. A reduced-rank Wiener equalizer is an equalizer in which only few coefficients are optimized. The number of optimized coefficients is called the rank of the receiver. Another low complexity method that consist of the combination of Parallel Interference Cancellation and equalization is proposed. This method is adapted to the case of multirate CDMA. In the second part, the asymptotic performance of optimum and suboptimum receivers is evaluated. To evaluate the asymptotic performance, we suppose that the spreading codes are random following a certain distribution. The SINRs can be interpreted as a random variable. when the spreading factor and the number of uses tend to infinity with fixed ratio, it can then be shown that these SINRs tend to finite deterministic limits. These limits can be used to obtain insights on the performance of a given receiver and its dependence on parameters like the channel, the noise and the load factor. Classical results that were obtained for optimum reduced rank receivers are reviewed. These results are then extended to suboptimum reduced-rank receivers. The convergence of the SINR of a reduced-rank receiver toward a full-rank receiver is shown to be very fast. In the last chapter, the performance of Space Time Transmit Diversity is discussed. STTD is assessed with both a RAKE receiver and a MMSE equalizer.PARIS-Télécom ParisTech (751132302) / SudocSudocFranceF