Performance augmentation of the DSL systems by dynamic spectrum management
Augmentation des performances des systèmes DSL par allocation dynamique de spectre
Résumé
DSL systems are transmission technologies which transport important data flows on simple telephone lines. Unfortunately several distriburbing phenomena are degrading the quality of the connections. The limitations are mainly due to line attenuation and also to electromagnetic compatibility problems. In this context, this thesis work consists in increasing the performances noise margin/rate/rerach of DSL systems by Dynamic Spectrum Management (DSM). In a fisrt part are developed three methods of discrete allowance of bits between the carriers of a DSL system with DMT modulation. After this improvement of the DSL transmission technology which constitutes the level 0 of the DSM, the attenuation of the interference between the lines of the same DSL cable by coordinated allowance of spectrum (level 2of the DSM) is approched, and two processes are proposed. In a last part is considered the vectoring transmission technique which constitutes the third level of the DSM. Methods of cancellation of interference between the lines of the same DSL cable are presented and a determination model of the matrix of MIMO channel is developed
Les systèmes DSL sont des technologies de transmission qui transportent des flux de données importants sur de simples lignes téléphoniques. Malheureusement, plusieurs phénomènes perturbateurs sont susceptibles de dégrader la qualité des liaisons. Les limitations sont principalement dues à l'affaiblissement ainsi qu'à des problèmes de compatibilité électromagnétique. Dans ce contexte, ce travail de thèse consiste à augmenter les performances marge de bruit/débit/portée des systèmes DSL par allocation dynamique de spectre (DSM: Dynamic Spectrum Management). Dans une première partie sont développées trois méthodes d'allocation discrète de bits entre les porteuses d'un système DSL à modulation DMT. La première est une simplification importante de l'algorithme de P.S. Chow à distribution plate d'énergie. La deuxième étant un processus de moindre complexité qui nous ramène à la distribution optimale d'énergie entre les porteuses, appelé "remplissage par Gammas croissants". Et la troisième est une méthode d'attribution de marges de bruit distinctes aux différents flux d'une même liaison DSL. Après cette amélioration de la technologie de transmission DSL qui constitue le niveau 0 de la DSM, l'atténuation de l'interférence entre les lignes d'un même câble DSL par allocation coordonnée de spectre (niveau 2 de la DSM) est abordée, et deux procédés sont proposés. Le premier est un procédé de réglage dynamique des DSP des porteuses les unes indépendamment des autres, de façon à réduire l'interférence provenant de certaines lignes dont le débit est supérieur au débit nécessaire aux services. Le deuxième procédé est une nouvelle architecture DSL, caractérisée par l'introduction d'éléments actifs dans la sous-répartition. Les performances des lignes, divisées en deux tronçons plus courts et séparés, sont ainsi améliorées. Dans une dernière partie est considérée la transmission vectorielle qui constitue le troisième niveau de la DSM. Des méthodes d'annulation d'interférence entre les lignes d'un même câble DSL sont présentées, et un modèle de détermination de la matrice de canal MIMO est développé.