INTRODUCTION GÉNÉRALE
Les infrastructures de communication sans fil, tels que ceux
gérés par les opérateurs les réseaux mobiles, sont
un contributeur majeur à la consommation d'énergie sans cesse
croissante de l'industrie des TIC. Malheureusement cette augmentation de la
consommation d'énergie a un coût. Un coût écologique
quand l'on sait que l'industrie des TIC est responsable d'environ 2% de la
production totale de carbone et qu'environ 12% de cette production provient des
réseaux radio mobile (on prévoit une augmentation d'un facteur de
trois de la contribution des réseaux radio mobile aux émissions
de carbone en 2020) [2]. Il y'a aussi et surtout un coût financier, vue
la grande consommation d'énergie (environ 3% de l'énergie
mondiale [1]) et le prix de cette énergie. Ces deux facteurs
économiques et écologiques justifient aujourd'hui toutes les
approches visant à réduire la consommation d'énergie dans
les télécoms : on parle de plus en plus de "Green
Communications", de communications plus écologiques, plus
économes dans l'utilisation de l'énergie.
La majeure partie de la consommation d'un émetteur se
situe au niveau de l'amplifi-cateur de puissance, il est donc important de le
faire fonctionner avec le plus grand rendement possible. Malheureusement, pour
un rendement élevé, l'amplificateur de puissance doit fonctionner
dans une zone dite non-linéaire. Dans cette zone, le signal subit les
non-linéarités de l'amplificateur, sources de distorsions
(inter-modulation, remontée spectrale, etc). Ces effets sont d'autant
plus gênants que les signaux à amplifier sont à fort PAPR,
le PAPR étant une métrique qui mésure la dynamique d'un
signal (sa fluctuation d'enveloppe). La modulation OFDM qui a été
adoptée par plusieurs standards radio mobile à cause de ses
multiples avantages (robustesse du signal vis-à-vis des canaux
multitrajets avec évanouissements, encombrement spectral optimal), a la
propriété d'avoir un PAPR élevé. Cette grande
dynamique du signal OFDM le rend incompatible avec un fonctionnement optimal de
l'amplificateur.
Ce projet de fin d'études intervient en
continuité d'une série de travaux visant
- 2 -
INTRODUCTION GÉNÉRALE
non pas à améliorer le rendement des
amplificateurs, mais à agir sur les signaux "amplifiés" (les
signaux OFDM), de sorte à pouvoir utiliser les amplificateurs dans leur
zone de rendement maximal. Dans ce projet, on se propose de dimunier fortement
la dynamique des signaux OFDM en combinant de façon intelligente
plusieurs techniques de réduction du PAPR (le clipping, la tone
reservation) et en utilisant le codage duobinaire. L'idée
générale est de pouvoir diminuer le PAPR des signaux OFDM en
ajoutant un signal de réduction du PAPR sur les porteuses "libres" (non
utilisées pour transmettre les données). Comme la minimisation du
PAPR augmente avec le nombre de sous-porteuses servant à l'ajout du
signal correcteur, nous utiliserons le codage duobinaire qui libère la
moitié du spectre et qui permet d'en user pour diminuer plus
efficacement le PAPR.
Le présent mémoire résume les recherches
que nous avons faites et la démarche que nous avons suivie afin de mener
ce projet à son terme. Il comporte trois chapitres et est
organisé comme suit:
· dans un premier chapitre, nous détaillerons la
problématique du PAPR. Nous analyserons le fonctionnement "antagoniste"
des amplificateurs de puissance et des signaux OFDM.
· Dans un second chapitre, nous exposerons la technique
proposée pour le réduction de PAPR.
· Enfin dans un troisième chapitre, nous
illustrerons les performances de cette nouvelle forme d'onde suivant plusieurs
critères tels que le taux d'erreur binaire, la complexité de mise
en oeuvre, le processus de décodage, la remontée du spectre
adjacent, la consommation énergétique.
| 
