Jacques Palicot - Intérêt des Techniques de Paramétrisation pour une architecture Radio Logicielle Reconfigurable

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January 27, 2005

Jacques Palicot - Intérêt des Techniques de Paramétrisation pour une architecture Radio Logicielle Reconfigurable

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  1. 1 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    Intérêt des Techniques de Paramétrisation pour une architecture Radio Logicielle Reconfigurable J.Palicot Supélec-Rennes/SCEE Séminaire SCEE Date : 27 Janvier 2005 2 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation ) Généralités •Contexte,Fonctions à réaliser ) Approche théorique ) Fonctions communes paramétrables •Exemples : le codage canal , le modulateur ) Opérateur commun paramétrable •l’opérateur FFT •l’opérateur Muldiv ) Conclusions Paramétrisation
  2. 3 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    „ Reconfigurer l’interface Air et les différents protocoles des nombreux standards. „ Les standards sont normalisés et décrits de manière à être réalisé par différents constructeurs et compris partout dans le monde. „ Il s’agit de déterminer quels sont les principes de construction communs à tous les standards. „ Définition de primitives de traitement. Paramétrisation: Généralités 1/5 4 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation Codage Modulation Accès AMRF Codage Modulation Codage Modulation Codage Modulation Accès AMRT Codage Modulation Codage Modulation Canal Canal Canal Canal Standard n° 1 Standard n° 3 n° 2 Récepteur Universel Accès AMRC Standard Codage Codage Codage Modulation Modulation Modulation Canal Canal Canal Codage Modulation Accès AMRF Codage Modulation Codage Modulation Codage Modulation Accès AMRT Codage Modulation Codage Modulation Canal Canal Canal Canal Standard n° 1 Standard n° 3 n° 2 Récepteur Universel Accès AMRC Standard Codage Codage Codage Modulation Modulation Modulation Canal Canal Canal Paramétrisation: Généralités 2/5
  3. 5 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    Analogie avec le monde du PC : Excel Word Internet WINDOWS Access Powerpoint Excel Word Internet WINDOWS Access Powerpoint RLAN UMTS Globalstar GSM IS 95 OS temps réel FPGA DSP Paramétrisation: Généralités 3/5 6 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation „Optimisation des ressources ‹ (Télé) chargement ) Taille du logiciel ) Rapidité de téléchargement ) Encombrement des réseaux ‹ Matériel (fonctions numériques) ) Rapidité exécution ) Consommation ) Taille mémoire ) Partitionnement optimal entre les composants Paramétrisation: Généralités 4/5
  4. 7 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    „Optimisation Du Codesign „Réduction du temps de développement )Rapidité mise sur le marché )Gain en coût de développement )Gain en fiabilité du produit Paramétrisation: Généralités 5/5 8 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation Baseband filter Symbol recovery Equalizer Carrier recovery Channel decoding Fonctions Bande de Base : Récepteur monoporteuse Paramétrisation: Les fonctions à réaliser 1/6
  5. 9 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    Channel decoding Correlator Rake Low Pass Filter Fonctions Bande de Base : Récepteur à étalement de Spectre (CDMA) Paramétrisation: Les fonctions à réaliser 2/6 10 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation FFT Channel estimation Synchro deinterleaving Channel decoding Fonctions Bande de Base : Récepteur multiporteuse Paramétrisation: Les fonctions à réaliser 3/6
  6. 11 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    ADC I/Q down conversion Sample rate conversion Channelization Les Fonctions du DFE ƒ Une partie des anciennes fonctions analogiques est effectuée en numérique : ¾ Transposition I/Q ¾ Diminution de la fréquence d’échantillonnage ¾ Découpage en canaux ƒ Les contraintes: ¾ DSP rapide ¾ Filtrage fractionnel ¾ OL numérique ƒ Les fonctions Bande de Base restent dans le domaine numérique Paramétrisation: Les fonctions à réaliser 4/6 12 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation Function Classical monocarrier CDMA Multicarrier new SWR (DFE) Filtering X X X X Equalization X Channel estimation X X X Multi User Detection X Despreading / RAKE X Deinterleaving X X X Carriers clock recoveries X X X Channel decoding X X X IQ Down Conversion X Sample Rate Conversion X Channelization X BILAN DES FONCTIONS A REALISER Paramétrisation: Les fonctions à réaliser 5/6
  7. 13 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    Paramétrisation: Approche théorique 1/2 N dimensions à prendre en compte pour définir un Graphe •Standards •Couches OSI •Fonctions •Différentes manières de les réaliser 14 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation Standard UMTS IS95 DECT WI-FI GSM Function HMI deconvolution Synchro Modulation Coding Source Channel Mono FDM Multichannel OFDM channel per channel Filter bank FFT CIC Cordic Butterfly Mapping MAC Table ⊕ ⊗ Z-1 Equalization FIR Paramétrisation: Approche théorique 2/2 OPTIMISATION DU GRAPHE Fonction de coût? Une ou plusieurs? Ressource, consommation,Nd’O, surface,…. Quelle théorie des graphes?
  8. 15 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    „Deux approches techniques très proches ‹ Fonctions communes: Recherche des ensembles Plus Grand Commun de Fonctions pour un ensemble de standards. ‹ Opérateur commun: opérateur de niveau le plus élevé, utilisé par le maximum de fonctions de tous les standards ) Accroître le degré de granularité Paramétrisation: les Deux Approches 1/4 Approche Pragmatique 16 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation „ Réalisation en « dur » de la fonction ou de l’opérateur ) Par exemple sur FPGA ou ASIC „ Développement d’applications qui utilisent le plus possible ces opérateurs et fonctions.(gain en consommation) „ Étude et définition d’opérateurs et fonctions les plus génériques possibles. Paramétrisation: les Deux Approches 2/4 Approche Pragmatique
  9. 17 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    Layer Operator Function Standard ... Bluetooth DECT IS95 GSM UMTS Function Modulateur Synchro Acces Channel coding Source coding HMI Coarse grain Fine grain FIR cellular Cordic FFT Butterfly Table MAC Basic function Carrier synchro Mapping Filter Correlator Screen gestion Physical Link Network Transport ... Application Paramétrisation : Les deux approches Paramétrisation: les Deux Approches 3/4 18 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation Paramétrisation: les Deux Approches 4/4 •A function can call (one or several) other functions. •A function can use (one or several) operators. •An operator cannot call a function. An operator cannot use a function If it is a software implementation ( DSP), it is more logical to consider it as a function. If it is an hardware implementation (FPGA), it is more logical to consider it as a operator.
  10. 19 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    Function Function Channelization IQ converter Acces Channel coding Source coding HMI Basic function Carrier synchro Mapping Filter Correlator Screen gestion Function Digital Front End Baseband Cryptage Compression Video Paramétrisation : L’ approche Fonctions communes Fonctions communes 1/11 20 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation Fonctions communes 2/11 TETRA UMTS Globalstar GSM IS 95 OS temps réel FPGA DSP Fonction filtrage Fonction Codage Canal Fonction codage binaire à signal
  11. 21 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    Couche physique des terminaux avec l’approche RLR [1] Approche Réaliste Fonctions communes 3/11 22 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation Fonctions communes 4/11 „ Fonctions communes: un exemple Le décodage de canal (1) ‹ Le codage de canal est nécessaire pour tous les standards actuels. ) Systèmes étudiés GSM, TETRA, TETRAPOL, UTRA; ) Différents types de code: codes convolutifs, turbo codes, prise en compte de l’entrelacement. ) Arnd-Ragnar Rhiemeier, “Benefits and Limits of Parametrized Channel Coding for Software Radio”, 2nd Karlsruhe Worksop on Software Radios,Germany, march 2002.
  12. 23 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    Fonctions communes 5/11 Le décodage de canal (2) ‹ Schéma général ‹ Toutes les « boites » ne sont pas utilisées en même temps. En jaune celles utilisées pour le standard considéré. ‹ Lorsque qu’un bloc est inactif il n’est pas exécuté et ne consomme donc pas de temps CPU. ‹ Certains blocs sont juste traversés par le flot de données (jaune clair). 24 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation Fonctions communes 6/11 Le décodage de canal (3) GSM: CC et CRC (différents suivant les signaux), D^3+D+1 pour TCH/FS
  13. 25 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    Fonctions communes 7/11 Le décodage de canal (4) 26 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation Fonctions communes 8/11 Le décodage de canal (5), Pour UTRA/FDD CC, Turbo, CRC
  14. 27 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    Fonctions communes 9/11 „ Modulateur paramétrable pour GMSK, QPSK, π/4QPSK et dual QPSK pour les interfaces air suivants: ‹ GSM (FDMA/TDMA, GMSK) ‹ IS 136 (DAMPS) (FDMA/TDMA, π/4QPSK ) ‹ UTRA FDD (DS- CDMA, QPSK) ) Frierich Jondral, “Parametrization – a Technique for SDR Implementation”, Chapitre 8 “Software Defined Radio : Enabling Technologies, W.Tuttlebee, Wiley, 2002. 28 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation Fonctions communes 10/11 „ Autre exemple: Le Mapping (codage binaire à Signal) ‹ Mapping de base : MDA 2 ‹ MDA 2N : MDA 2 autour de chaque point ‹ MAQ 4 : MDA 2 sur chaque voie I et Q ‹ MAQ 16 : MAQ 4 sur chaque point d’une MAQ 4 ‹ MDP8 : MAQ 4 dans deux repères déphasés de π/4 ‹ Etc…. ‰ Autre exemple: décodeur reconfigurable pour IEEE802.11 et 3G VITURBO: A Reconfigurable Architecture for Future Ubiquitous Wireless Networks Mani Vaya Rice University
  15. 29 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    Fonctions communes 11/11 30 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation Operator Coarse grain fine grain FIR cellular Cordic FFT Butterfly Table MAC Paramétrisation : L’ approche Opérateurs Communs Opérateurs communs 1/3
  16. 31 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    „ Opérateurs communs :Un Premier exemple L’ opérateur FFT ‹ Presque toutes les fonctions bande de base des récepteurs actuels, lorsqu’elles sont réalisées en numérique peuvent être réalisées dans le domaine fréquentiel en utilisant la FFT. ‹ Certaines anciennes fonctions analogiques réalisées maintenant en numérique dans le DFE peuvent aussi utiliser la FFT ) J.Palicot, C. Roland, « FFT : a basic function for a reconfigurable receiver » ICT’ 2003 , février 2003 Opérateurs communs 3/3 32 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation L’opérateur FFT 1/17 ∑ = − = ∗ = ∗ = L l l k h l x k h k x k x k h k y 1 ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( 1 f H f X l k h l x FT f Y L l =       − = ∑ = FONCTION FILTRAGE
  17. 33 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    L’opérateur FFT 2/17 S/P P/S add λ-L Zeros F F T F F T -1 F F T add λ-M Zeros x(n) y(n) h(n) L M λ λ λ FONCTION FILTRAGE 34 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation L’opérateur FFT 3/17 x 1 (n) x 2 (n) x 3 (n) x 4 (n) x(n) y(n) h(n) TS3 PM3 TE3 TS2 PM2 TE2 TS1 PM1 TE1 FONCTION FILTRAGE,Technique de recouvrement : OVERLAPP - SAVE
  18. 35 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    L’opérateur FFT 4/17 „ De nombreux égaliseurs ont été implantés dans le Domaine Fréquentiel à l’aide de FFT ‹FLMS et UFLMS classiques ‹Égaliseurs SIMO ‹CMA ‹DFE ‹MIMO „ Voir bibliographie de : J.Palicot, C. Roland, « FFT : a basic function for a reconfigurable receiver » ICT’ 2003 , février 2003 36 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation L’opérateur FFT 5/17 EXEMPLE : L’ EGALISEUR UFLMS µ(k) F F T F F T-1 H(k) X(k) Add N zeros N Last point Decision Complex conjugate Z -1 Average power signal - + µ(k)
  19. 37 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    L’opérateur FFT 6/17 ∑ = + = L l y c k l y l c k R 1 , ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( 1 , k y k c l k y l c k R L l y c ∗ − = − − =∑ = ( ) ) ( ) ( * ) ( , f Y f C k R FT y c = FONCTION DE DESETALEMENT 38 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation L’opérateur FFT 7/17 F F T H i *(k) X i (k) Decision Complex conjugate Channel Sounding Block sum C d *(k) X i '(k) d i Pilot interference cancellation Data code despreading Channel matching CORRELATEUR RAKE S.Y. Wang, C.C. Huang, “On the architecture and performance of an FFT-based spread-spectrum downlink RAKE receiver”, IEEE Trans. Vehicular Technology, Vol. 50, N°1, January 2001
  20. 39 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    L’opérateur FFT 8/17 „ Utilise par principe des transformées orthogonales pour la modulation/démodulation „ FFT utilisée dans les systèmes « classiques » COFDM pour : DAB, DVB-T, HiperLAN 2, IEEE 802.11,ADSL,… „ Une FFT 8K points sur un CI: E. Bidet, D. Castelain, C. Joanblanq and P. Senn, “A Fast Single Chip implementation of 8192 complex point FFT”, IEEE JSSC, vol. 30, n°3, pp 300-305, march 1995. Modulation/Démodulation Multiporteuses 40 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation I/Q down conversion Sample rate conversion Channelization ADC I/Q down conversion Sample rate conversion Channelization I/Q down conversion Sample rate conversion Channelization FONCTIONS DU DFE VISION CLASSIQUE CANAL PAR CANAL L’opérateur FFT 9/17
  21. 41 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    Z -1 x(z) h 0 (Z N) Z -1 Z -1 h 1 (Z N) h 2 (Z N) h N-1 (Z N) N-Point FFT (W*N ) Y 0 (k) Y 1 (k) Y 2 (k) Y N-1 (k) FONCTIONS DU DFE VISION MULTICANAL (STATION DE BASE) L’opérateur FFT 10/17 42 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation „ Désentrelacement „ Récupération de rythme et de porteuse „ Décodage de canal „ … Etudes nécessaires Futures modulations : BFDM, MC-CDMA (candidate pour l’après 3G) Mise en œuvre de bancs de filtre bien adapté à l’utilisation de l’opérateur FFT L’opérateur FFT 11/17
  22. 43 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    Paramétrisation : L’ approche Opérateurs Communs Butterfly FIR FFT Equalization Filter bank MAC Table ⊕ ⊗ Z -1 L’opérateur FFT 13/17 44 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation Paramétrisation : L’ approche Opérateurs Communs Multichannel OFDM channel channel Filter bank FFT CIC Cordic Butterfly FIR MAC Table ⊕ ⊗ Z-1 L’opérateur FFT 14/17
  23. 45 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    Paramétrisation : L’ approche Opérateurs Communs Butterfly FIR FFT Equalization Filter bank Butterfly MAC Table FFT ⊕ ⊗ Filter bank Multichannel OFDM channel channel Filter bank FFT CIC Cordic Butter FIR MA Table ⊕ ⊗ Z-1 Multichannel OFDM Equalization MAC Table ⊕ ⊗ Z-1 L’opérateur FFT 15/17 46 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation Fixed part Reconfigurable part Reconfi- gurable part 1 stage 1 stage log2(i) st. log2(i) stage log2(i)+1 stage log2(n) stage log2(i)+1 log2(n) st. n i+ 1 1 i 4321 i 432 Butterfly : i = 2 m wit h i<n L’opérateur FFT 16/17
  24. 47 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    FFT Fonction de sélection de canal Detection multi utilisateur demodulation multiporteuse Estimation de canal Egalisation Fonction filtrage Decorrelator function RAKE function Fonction codage binaire à signal ?? Récupération porteuse et rythme Fonction Codage Canal Désentrelace ment IQ Down Conversion function Sample Rate Conversion function ? ?? ?? ?? ?? L’opérateur FFT 12/17 48 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation FFT Optimisation globale : L’opérateur FFT n’est pas forcément optimal localement (ex: filtrage FIR court), Mais l’opérateur existe obligatoirement pour la démodulation multiporteuses Intérêt d’optimiser son utilisation Reste à quantifier le gain obtenu par cette optimisation globale L’opérateur FFT 17/17
  25. 49 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    „ Opérateurs communs :Un Second exemple Les opérateurs MULDIV et DIVMUL ‹ Codage et Décodage de canal ¾ Fonctions les plus étudiées dans la littérature ¾ Proposition de fonctions communes( Karlsruhe) ¾ Étudier un opérateur gros grain pour le codage ‹ Stage de DEA de l’université de Rennes: « Intérêt des techniques de paramétrisation pour des architectures Radio Logicielle reconfigurables » Mohamed GHOZZI, Encadrant : Yves LOUËT Opérateurs communs 3/3 50 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation Codage Canal • GSM: Codage cyclique Codage convolutif π Codage convolutif π • Hiperlan: • UMTS: Turbo codage Codage convolutif • RL: Codage cyclique Codage convol. π Turbo codage Chaîne d’émission L’opérateur MULDIV 1/11
  26. 51 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    Décodage Canal • GSM: Décodage cyclique Décodage convolutif π -1 Décodage convolutif π -1 • Hiperlan: • UMTS: Décodage convolutif Turbo décodage • RL: Décodage cyclique Déodage convol. π-1 Turbo décod. Chaîne de réception L’opérateur MULDIV 2/11 52 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation Codage Cyclique 9 Codes cycliques binaire utilisé uniquement en détection 9 Code FIRE (GSM) utilisé en détection-correction 9 Codes Reed-Solomon en détection-correction Opérateur commun Z-1 Z-1 Z-1 Z-1 - gr-1 x(n) y(n) - g0 - g1 - g2 - g3 hr-1 h0 h1 h2 h3 hr Circuit multiplicateur-diviseur r r r r r x x g x g x g g x h x h x h h x G x H x F + ⋅ + + ⋅ + ⋅ + ⋅ + + ⋅ + ⋅ + = = − − 1 1 2 2 1 0 2 2 1 0 ) ( ) ( ) ( K K L’opérateur MULDIV 3/11
  27. 53 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    Codes Cycliques 1/5 Opérateur mul_div Codage cyclique Systématique ) ) ( ) ( ( ) ( ) ( x g x M x reste x M x x C k n k n − − + = mul_div [g] [x] [h] [s] ) ] [ ] [ ] [ ( ] [ g h x reste s ⋅ = b 0 b 1 b 2 g 1 g 2 g 3 b n-k-1 gn-k-1 Gate M essage xn-kM (x) M ot de code c(x) mul_div M [g] C [0, …,0, hn-k =1,0, …, 0] L’opérateur MULDIV 4/11 54 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation Code cyclique Systématique/Détection Calcul du Syndrome ) ( ) ( ). ( ) ( x s x g x a x r + = s 0 s 1 s 2 g 1 g 2 g 3 s n-k-1 gn-k-1 Gate Message reçu r(x) mul_div r [g] [h0 =1,0, …, 0] S L’opérateur MULDIV 5/11 Codes Cycliques 2/5
  28. 55 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    g 2 g 1 g 3 g 4 g 5 g 6 Z-1 g 7 h 2 h 1 h 3 h 4 h 5 h 6 h 7 h 8 g 0 h 0 x(n) y(n) Mul_div : Applications Z-1 Z-1 Z-1 Z-1 Z-1 Z-1 Z-1 8-depth register needed • Reconfiguration example : CRC8 to CRC3 56 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation h 8 Z-1 Z-1 Z-1 Z-1 Z-1 Z-1 Z-1 h 2 h 1 h 3 h 4 h 5 h 6 h 7 Z-1 h 0 0 0 0 Message Xn-kM(x) Switch Switch C(x) • Reconfiguration example : CRC8 to CRC3 du GSM Mul_div : Applications
  29. 57 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    h 3 Z-1 Z-1 Z-1 h 0 0 Message Xn-kM(x) Z-1 Z-1 Z-1 Z-1 Z-1 h 1 h 2 Switch Switch C(x) • Reconfiguration example : CRC8 to CRC3 Mul_div : Applications 58 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation Mul_div : Implementations Z-1 MDI •Hard Wired Pattern Unit: MDI •More flexibility •Increased Activity MDI : Mul_div Parametrable Pattern in 1 Clock Cycle hi gi LUT gi LUT hi MDI MDI MDI MDI MDIV La plupart des codes cycliques sont X de 4 Utilisation itérative ou pipeline de l’opérateur
  30. 59 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    Standards Nombre d'opérateurs 802.11g G CRC16 (D)=D16+D12+D5+1 16 SR, 3 XOR GSM (1a) g CRC3 (D)=D3+D+1 (1b) g CRC8 (D)=D8+D4+D3+D2+1 (2) g CRC6 (D)=D6+D5+D3+ D2+D +1; (3) g CRC40 (D)=(D23+1)(D17+D3+1) (1) 3 SR, 2XOR (1b) 8 SR, 4XOR (2) 6 SR, 5 XOR (3) 40 SR, 5XOR UMTS (1) g CRC24 (D)=D24+D23+D6+D5+D+1 (2) g CRC16 (D)=D16+D12+D5+1 (3)g CRC12 (D)=D12+D12+D5+1; (4) g CRC8 (D)=D8+D7 +D4 +D3 +D+1 (1) 24 SR, 5XOR (2) 16 SR, 3 XOR (3) 12 SR, 3 XOR (4) 8 SR, 5 XOR Total opérateurs tri-standards 168 Avec MDIV 4 MDIV, 1 XOR (1) 3 MDI, 1 XOR (1b) 2 MDIV, 1 XOR (2) 1 MDIV, 2 MDI, 1 XOR (3) 10 MDIV, 1 XOR 1) 6 MDIV, 1 XOR (1b) 4 MDIV, 1 XOR (2) 3 MDIV, 1 XOR (3) 4 MDIV, 1 XOR 48 60 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation Code Reed-Solomon ) ) ( ) ( ( ) ( ) ( x g x M x reste x M x x C k n k n − − + = r r r r x g x g x g g x h x h x h h x G x H x T ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ) ( ) ( ) ( 2 2 1 0 2 2 1 0 + + + + + + + + = = K K x(n) y(n) [-g0 ] [-g1 ] [-g2 ] [-g3 ] [hr ] [hr-1 ] [h3 ] [h2 ] [h1 ] [h0 ] Z-1 Z-1 Z-1 Z-1 8bits 8bits [-gr-1 ] mul_div [g] [x] [h] [s] _8 L’opérateur MULDIV 6/11 Codes Cycliques 3/5
  31. 61 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    Code Reed-Solomon :Opérateur mul_div_8 Z-1 Z-1 Z-1 Z-1 - g1 x(n) y(n) - gN - g N-1 - g N-2 - g N-3 h1 hN h N-1 h N-2 h N-3 h0 Z-1 Z-1 Z-1 Z-1 - g1 x(n) y(n) - gN - g N-1 - g N-2 - g N-3 h1 hN h N-1 h N-2 h N-3 h0 Z-1 Z-1 Z-1 Z-1 - g1 x(n) y(n) - gN - g N-1 - g N-2 - g N-3 h1 hN h N-1 h N-2 h N-3 h0 Z-1 Z-1 Z-1 Z-1 - g1 x(n) y(n) - gN - g N-1 - g N-2 - g N-3 h1 hN h N-1 h N-2 h N-3 h0 Z-1 Z-1 Z-1 Z-1 - g1 x(n) y(n) - gN - g N-1 - g N-2 - g N-3 h1 hN h N-1 h N-2 h N-3 h0 Z-1 Z-1 Z-1 Z-1 - g1 x(n) y(n) - gN - g N-1 - g N-2 - g N-3 h1 hN h N-1 h N-2 h N-3 h0 Z-1 Z-1 Z-1 Z-1 - g1 x(n) y(n) - gN - g N-1 - g N-2 - g N-3 h1 hN h N-1 h N-2 h N-3 h0 Z-1 Z-1 Z-1 Z-1 - g1 x(n) y(n) - gN - g N-1 - g N-2 - g N-3 h1 hN h N-1 h N-2 h N-3 h0 X(n) y(n) Connexion en parallèle de 8 opérateurs mul_div L’opérateur MULDIV 7/11 Codes Cycliques 4/5 62 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation Codes convolutifs Non Systématiques (CNS) Codes convolutifs Systématiques récursifs (CSR) Les Turbo-Codes Convolutifs L’opérateur MULDIV 9/11 Codes Convolutifs et turbo codage 1/2
  32. 63 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    Codes Convolutifs et turbo codage 2/2 Code Convolutif et turbo codage Z -1 Z -1 Z -1 Z -1 hN h N -1 h3 h2 h1 h0 - g N -1 - g3 - g2 - g1 x(n) y(n) - gN div_m ul [g] [x] [h] [y] Circuit diviseur-multiplicateur Opérateur div_mul L’opérateur MULDIV 10/11 64 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation Opérateur IIR Z -1 Z -1 Z -1 Z -1 h N h N -1 h 3 h 2 h 1 h 0 - g N -1 - g 3 - g 2 - g 1 x (n ) y(n ) - g N Circuit multiplicateur-diviseur Z -1 Z -1 Z -1 Z -1 - g r-1 x (n ) y (n ) - g 0 - g 1 - g 2 - g 3 h r-1 h 0 h 1 h 2 h 3 h r Circuit diviseur-multiplicateur Filtre IIR N N N N z g z g z g z h z h z h h z F − − − − − − ⋅ + + ⋅ + ⋅ + ⋅ + + ⋅ + ⋅ + = K K 2 2 1 1 2 2 1 1 0 1 ) ( L’opérateur MULDIV 11/11
  33. 65 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation

    Conclusions MULDIV ™ L’utilisation de l’opérateur IIR peut s’étendre à d’autres fonctions de la chaîne de Réception ™ Entrelacement/désentrelacement : question ouverte ™ Domaine Fréquentiel : opérateur FFT, … ™ Décodage Convolutif/Turbo Décodage : opérateur commun ? 66 séminaire SCEE- 27 janvier 2005- Les techniques de Paramétrisation CONCLUSION „ Paramétrisation : voie très prometteuse ‹ Aidera le partitionnement entre différents types de composants (FPGA, DSP…) ‹ Optimisation des ressources „ Peu d’études „ Pas assez de résultats pour conclure sur l’intérêt de cette approche „ Efforts importants sur ce sujet par la communauté du domaine