Optimisation des futures évolutions de l'UMTS – OPUS

Le 3GPP a lancé en Déc. 2004 un groupe de travail sur les évolutions futures de l'UMTS. Les principaux objectifs de l'interface radio visent une amélioration significative de l'efficacité spectrale du système (5 bit/s/Hz) et le support d'une allocation flexible de la bande passante du système (de 1.25 à 20 MHz). Pour atteindre ces objectifs, la majorité des acteurs du 3GPP supporte les techniques OFDMA et MIMO pour le lien descendant. Les partenaires du projet OPUS vont étudier des algorithmes d'émission/réception et des techniques d'allocation de ressources pour cette liaison descendante MIMO OFDMA. Un démonstrateur RF sera aussi développé pour obtenir expérimentalement l'efficacité spectrale recherchée de 5 bit/s/Hz.

Le 3GPP a lancé en Décembre 2004 un groupe de travail sur les évolutions futures de l'UMTS. Il s'agit du « study item on evolved UTRA and UTRAN », plus souvent nommé Long Term Evolution (LTE).
Concernant les évolutions de l'interface radio, les principaux objectifs visés sont les suivants :
- Augmentation significative du débit crête : 100 Mbit/s en liaison descendante et 50 Mbit/s pour la liaison montante pour une bande de 20 MHz.
- Améliorer d'une manière significative l'efficacité spectrale du système : 5 bit/s/Hz, soit 2 à 4 fois l'efficacité spectrale de la version 6 (HSDPA).
- Supporter une allocation flexible de la bande passante du système:
o 5, 10, 20 et potentiellement 15 MHz.
o 1.25 et 2.5 MHz pour offrir de la flexibilité d'allocation dans les bandes étroites où le système pourrait être déployé.
- Optimisation du système pour des vitesses réduites (0 à 15 km/h). Cependant, les
performances doivent rester élevées pour des vitesses de l'ordre de 120 km/h et les paramètres de la couche physique doivent permettre de maintenir une connexion à 350 km/h.

Pour atteindre ces objectifs particulièrement ambitieux, la très grande majorité des acteurs majeurs du 3GPP supporte la technique OFDMA pour la liaison descendante. Concernant la liaison montante, deux solutions sont en concurrence : l'OFDMA et la modulation mono-porteuse basée sur un accès FDMA (Interleaved/Localized FDMA). Dans les deux cas, un schéma de codage/décodage MIMO
doit être mis en oeuvre pour atteindre l'efficacité spectrale visée.
Le projet OPUS a pour ambition de valider expérimentalement l'obtention d'une efficacité spectrale de 5 bits/s/Hz sur la liaison descendante de ce futur système. Pour cela, un travail d'optimisation des spécifications de la liaison descendante sera entrepris, et un démonstrateur matériel sera développé.

Les spécifications de la liaison descendante, disponibles au démarrage du projet seront préliminaires et conduiront à proposer des améliorations. On peut citer entre autre les domaines suivants : optimisation de la structure de la trame en rapport avec le mécanisme d'allocation des ressources(adaptation de lien et allocation des sous-porteuses en fonction de chaque utilisateur), schéma de codage/décodage MIMO, estimation de canal MIMO.
Le prototype mettra en oeuvre les principales caractéristiques de la solution retenue au 3GPP/LTE, ainsi q