Performances des codes correcteurs d’erreur LDPC appliqués au lien Fronthaul optique haut-débit pour l’architecture C-RAN du réseau 5G : conception et implantation sur FPGA
(Document en Français)
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- Auteur
- Li Ao
- Date de soutenance
- 18-12-2017
- Directeur(s) de thèse
- Aupetit-Berthelemot Christelle - Meghdadi Neyshabouri Vahid - Cances Jean-Pierre
- Président du jury
- Berthet Antoine Olivier
- Rapporteurs
- Douillard Catherine - Dayoub Iyad
- Membres du jury
- Aupetit-Berthelemot Christelle - Meghdadi Neyshabouri Vahid - Cances Jean-Pierre
- Laboratoire
- XLIM - UMR CNRS 7252
- Ecole doctorale
- École doctorale Sciences et ingénierie pour l'information, mathématiques (Limoges ; 2009-2018)
- Etablissement de soutenance
- Limoges
- Discipline
- Electronique des Hautes Fréquences, Photonique et Systèmes
- Classification
- Sciences de l'ingénieur
- Mots-clés libres
- Codes correcteurs d’erreur,, C-RAN, LDPC, Fronthaul optique
- Mots-clés
- Systèmes de communication sans fil,
- Codes correcteurs d'erreurs (théorie de l'information),
- Codes de contrôle à parité de faible intensité,
- Réseaux logiques programmables par l'utilisateur
De nos jours, l’architecture du réseau mobile est en pleine évolution pour assurer la montée en débit entre les Centraux (CO) (réseaux coeurs) et différents terminaux comme les mobiles, ordinateurs, tablettes afin de satisfaire les utilisateurs. Pour faire face à ces défis du futur, le réseau C-RAN (Cloud ou Centralized-RAN) est connu comme une solution de la 5G. Dans le contexte C-RAN, toutes les BBUs (Base Band Units) sont centralisées dans le CO, seules les RRH (Remote Radio Head) restent situées à la tête de la station de base (BS). Un nouveau segment entre les BBUs et RRHs apparait nommé « fronthaul ». Il est basé sur des transmissions D-ROF (digital radio-overfiber) et transporte le signal radio numérique à un débit binaire élevé en utilisant le protocole CPRI (Common Public Radio Interface). En prenant en compte le CAPEX et l’OPEX, le projet ANR LAMPION a proposé la technologie RSOA (Reflective Semiconductor Optical Amplifier) auto alimenté afin de rendre la solution plus flexible et s’affranchir d’émetteurs/récepteurs colorés dans le cadre de transmission WDM-PON (Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network). Néanmoins, il est nécessaire d’ajouter un FEC (forward error corrector) dans la transmission pour assurer la qualité de service. Donc l’objectif de cette thèse est de trouver le FEC le plus adéquat à appliquer dans le contexte C-RAN. Nos travaux se sont focalisés sur l’utilisation de codes LDPC, choisis après comparaisons des performances avec les autres types de codes. Nous avons précisé les paramètres (rendement du code, taille de la matrice, cycle, etc.) nécessaires pour les codes LDPC afin d'obtenir les meilleures performances. Les algorithmes LDPC à décisions dures ont été choisis après considération du compromis entre complexités de circuit et performance. Parmi ces algorithmes à décision dures, le GDBF (gradient descent bit-flipping) était la meilleure solution. La prise en compte d’un CAN 2-Bit dans le canal nous a amené à proposer une variante : le BWGDBF (Balanced weighted GDBF). Des optimisations ont également été faites en regard de la convergence de l'algorithme et de la latence. Enfin, nous avons réussi à implémenter notre propre algorithme sur le FPGA Spartan 6 xc6slx16. Plusieurs méthodes ont été proposées pour atteindre une latence de 5 μs souhaitée dans le contexte C-RAN. Cette thèse a été soutenue par le projet ANR LAMPION (Lambada-based Access and Metropolitan Passive Optical networks).
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Pour citer cette thèse
Li Ao, Performances des codes correcteurs d’erreur LDPC appliqués au lien Fronthaul optique haut-débit pour l’architecture C-RAN du réseau 5G : conception et implantation sur FPGA, thèse de doctorat, Limoges, Université de Limoges, 2017. Disponible sur https://aurore.unilim.fr/ori-oai-search/notice/view/2017LIMO0110