Modélisation et analyse d'un réseau cognitif sans fil utilisant l'étalement spectral

L'objectif est d'étudier l'étalement spectral dans un réseau cognitif sans fil afin de caractériser le concept pour des recherches futures.La recherche en télécommunication s'oriente vers une utilisation du spectre fréquentiel moins rigide. Des études ont montré que malgré une réservation complète et fixe de cette ressource, son utilisation en reste très inégale; il y a présence d'encombrements ou d'inactivité en fonction du lieu, des fréquences et de la période. C'est pourquoi l'accès à des usagers non licenciés est très étudié de nos jours. Une grande partie des études s'oriente vers la communication dans les trous de spectre. Cependant, ces dernières requièrent une complexité importante liée à l'écoute du canal pour éviter les superpositions qui nuiraient à l'usager ayant les droits. De plus, la popularisation d'une telle technique augmenterait les risques de collisions ce qui rendrait l'écoute et la stratégie plus complexe. Nous désirons donc étudier une technique différente qu'est l'étalement de spectre et plus particulièrement le facteur d'étalement permettant cet élargissement spectral. En effet, le fait de communiquer avec une densité de puissance faible permet la superposition des usagers entre eux. Il y a donc une suppression des écoutes du canal pour éviter les collisions et donc une diminution de la complexité du système vis-à-vis de l'intégration. Malgré les contraintes de puissances appliquées aujourd'hui par les autorités, le concept reste prometteur pour un usage dans les communications de demain.Dans ce travail, nous étudions le facteur d'étalement nécessaire pour obtenir des interférences blanches et gaussiennes ainsi que pour insérer un usager sous contraintes de qualité de service (Quality of Service (QoS) en anglais) au niveau des usagers ayant les droits. Nous traitons aussi l'influence des divers paramètres du système (diversité, puissance, QoS) ainsi que de la capacité usager que l'on peut obtenir à l'aide de cette technique. Les équations obtenues à l'aide des raisonnements effectués sont ensuite validées par simulations.

Abstract

The goal of this project is to study spread spectrum technique in a cognitive network in order to understand this paradigm for future research. Telecommunication is moving toward a flexible use of spectral resource. It has been shown that even if frequencies are bought, their use is largely unbalanced; there are overload or inactivity depending on the location, frequencies and time. That is why, unlicensed access to users is very interesting nowadays. A lot of researches deal with the white spectrum holes.Unfortunately, this approach is linked to a high complexity owing to the sensing of the channels and to avoid collision. Moreover, popularization of such a technique can lead to an increase in the strategic complexity to access the medium. We want to study a different technique than overlay which is underlay. Most specifically, we want to dig into the analysis of the spreading factor allowing this type of insertion.Communicating with a low spectral density allows superposition of users without the use of sensing techniques. This is leading to a lower complexity. Despite power constraint imposed by authorities this paradigm is very encouraging and deserves a thorough analysis. In this work, we are going to study the spreading factor which is needed to get white Gaussian interference and to allow access to one Secondary user under the quality of service (QoS) constraint from the Primary and the Secondary user. We are discussing the impact of several parameters (diversity, power, QoS) and the user capacity of the system. Finally, theoretical bounds obtained will be verified by simulations.