CatapuLTE ==> CatG

CatapuLTE est un outil d’analyse de trames LTE. L’analyse est basée sur des trames respectant les spécifications 3GPP pour la norme LTE. Le logiciel renseigne des informations particulières aux trames chargées et les affiche dans une interface.  Les aspects suivant sont gérés par CatapuLTE :

Analyse spectrale

Dans les systèmes de communication sans fil où les utilisateurs partagent une même bande passante, il est impératif de respecter les ressources allouées pour éviter d’interférer avec les autres utilisateurs dans l’environnement. C’est pourquoi l’application s’intéresse particulièrement à l’occupation spectrale du signal.

Analyse des constellations

Le logiciel détecte les constellations de symboles numériques utilisées. Ainsi, la démodulation du signal est rendue possible tout en corrigeant d’éventuelles déformations.

Extraction d’informations dans les trames

CatapuLTE synchronise les trames par détection des canaux P-SCH et S-SCH. Il permet également de décoder les informations broadcast contenues dans le canal PBCH.

Afin d ‘avoir accès à ces informations, plusieurs paramètres sont à renseigner :

• échantillons
• si l’antenne principale est active ou non (main path)
• si l’antenne secondaire est active ou non (aux path)
• mode MIMO ou SIMO

Le schéma global est présenté ci-dessous,

Synchronisation

La première étape pour le décodage d’une trame LTE est la synchronisation. Celle-ci est double : tout d’abord on réalise une synchronisation temporelle puis une synchronisation fréquentielle.

La synchronisation temporelle permet non seulement de détecter le premier échantillon appartenant à la trame, mais également d’en déduire son numéro d’identification dans la cellule. Concrètement, plusieurs signaux de synchronisation sont disponibles. Par un calcul de corrélation sur le signal d’entrée par chacun d’eux, on peut identifier ceux utilisés avant d’en déduire leur identifiant cellule.

La synchronisation fréquentielle permet d’estimer l’influence de l’effet Doppler avant de le corriger.

Correction du signal

Une fois le signal synchronisé, il est nécessaire de corriger l’influence du canal de propagation sur le signal (égalisation). L’estimation de sa réponse impulsionnelle se fait en comparant certaines parties du signal (reference signal) avec des symboles pilotes connus. Ensuite, une identification et une correction des constellations est effectuée après démodulation OFDM.

Démodulation

La constellation étant identifiée, on peut récupérer les symboles contenus dans le PBCH avant d’effectuer une démodulation des symboles numériques. Enfin, un désembrouillage est réalisé afin de réordonner la séquence de bits.

Décodage

L’étape finale est le décodage des informations démodulées.  La première opération moyenne l’information redondante du PBCH dans le de-rate matching. Ensuite, un décodage du code convolutif par l’algorithme de Viterbi est réalisé avant de vérifier l’intégrité du CRC. Ce dernier est constitué d’une séquence de parité fixe, à laquelle est ajouté un offset. La configuration d’antennes en émission détermine cet offset, ce qui permet en réception d’avoir accès  à cette information.

Les informations contenues dans le PBCH sont le Hybrid ARQ (3 bits), les 8 bits de poids forts du System Frame Number (identiques pour 4 trames consécutives, ce qui permet d’en déduire les 2 bits de poids faible) et la largeur de bande utilisée (en nombre de Ressource Block).