Dissertations / Theses: 'Systèmes de télécommunications – Systèmes de communication sans fil'

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Tlais, Mazen. "Architecture sans fil discontinue : problématiques, conception et évaluation." Rennes 1, 2008. ftp://ftp.irisa.fr/techreports/theses/2008/tlais.pdf.

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Abstract:

The progress of wireless communication technologies allows the implementation of high rate applications. Users want to use their devices, equipped with a wireless interface, to watch videos and capture images and video clips using their digital cameras. Indeed, these high rate applications can quickly consume the available radio bandwidth. In this context, classical mobile networks provide a throughput which is expensive in terms of costs and is not, in most cases, sufficient to serve a large number of users. The purpose of this thesis is to define a mobile network that provides a high data rate at a low cost. In particular, it must allow a large number of users to exchange high data amounts with application servers without decreasing the quality of service. This contribution is constituted of three parts. In the first one, we propose an architecture which is able to provide high data rates at low costs. This architecture is based on interconnected wireless networks and discontinuous coverage. In the second part, the effectiveness of this architecture is presented, which ensures an efficient data delivery in the down-link and the up-link. In the third part, the challenges posed by a large scale deployment of the considered network are finally described together with the solutions found for the architecture Dans le domaine des réseaux mobiles, les progrès en matière de technologie de communication sans fil permettent d'envisager la mise en oeuvre d'applications réclamant des débits importants. Le plus souvent, les utilisateurs sont maintenant équipés de terminaux munis d'interface de communication sans fil et de fonctions de captures numériques (comme un appareil photo par exemple), avec lesquels ils souhaitent pouvoir regarder des films, ou bien encore capturer et stocker des photos et des séquences vidéo. De telles applications peuvent rapidement consommer la bande passante disponible dans l'infrastructure de communication. Dans ce contexte, les débits fournis par les réseaux mobiles actuels, en plus d'être d'un coût élevé, ne sont pas, le plus souvent, suffisants pour servir un grand nombre d'utilisateurs. L'objectif de cette thèse est de proposer et d'évaluer une architecture de réseau mobile offrant un haut débit, et ce pour un faible coût de déploiement. Cette architecture doit permettre à une densité élevée d'utilisateurs d'échanger des quantités importantes de données avec des serveurs applicatifs, et ce sans dégrader la qualité de service. Notre contribution repose sur trois parties. Dans un premier temps, nous proposons une architecture en mesure de fournir des transferts haut débit, pour des faibles coûts de déploiement. Cette architecture s'appuie sur une interconnexion de cellules radio de tailles réduites et n'offrant pas une couverture continue. On parle alors de réseau à couverture discontinue. Dans un deuxième temps, nous validons le fonctionnement de cette architecture pour les flux descendants et montants. Dans un troisième temps, nous décrivons les problèmes posés par un déploiement grande échelle du réseau proposé, et nous présentons des solutions adaptées

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Dreina, Emmanuel. "Conception, optimisation et intégration RF d'un système d'antennes miniatures multicapteurs utilisant la diversité en vue d'augmenter les eprformances radio d'un terminal mobile 4G." Grenoble INPG, 2010. http://www.theses.fr/2010INPG0060.

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Abstract:

Les communications en milieux urbains et intérieurs sont altérées par les trajets multiples à l'origine d'évanouissements de puissance du signal au niveau du récepteur. La diversité d'antennes constitue un moyen efficace pour améliorer le lien radio dans ces environnements. Nous avons donc travaillé sur différents systèmes d'antennes compactes présentant de la diversité. Afin de comparer leurs performances, nous avons développé une méthodologie d'évaluation théorique de la diversité en introduisant de nouvelles notions comme le gain de diversité référencé. Cette méthodologie permet de choisir le système d'antennes le plus adapté pour une application donnée. Nos travaux portent également sur la mise au point d'un banc de test permettant de quantifier l'amélioration du lien radio en termes de TEB apportée par un système à diversité d'antennes. Cette méthode d'évaluation expérimentale se différencie de l'état de l'art par l'utilisation de signaux modulés correspondant à des standards Ln urban or indoor environment, communications are altered by multiple reflections leading to multipath fading on RF signal. Antenna diversity provides an efficient me ans to improve the radio link in these environments. We worked on different compact diversity antennas structures. To compare their performance, we have developed a theoretical methodology for diversity evaluation by introducing new concepts like the referenced diversity gain. This methodology allows choosing an optimized antenna system for a given application. Ln addition to our study on theoretical tools, we developed a test bench in order to quantify the radio link improvement bring by an antenn versity system in terms of BER. Our experimental method for diversity gain evaluation involves a testbench using realistic modulated RF signaIs. It differs from experimental methods proposed in recent previous works. Finally, experimental procedure and first measurement results are detailed in this document

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Guéguen, Cédric. "Allocation de ressources dans les réseaux sans fil à large bande multi-porteuses." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066437.

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Abstract:

Avec l'essor des services multimédia, garantir une réelle qualité de service est devenu une des grandes priorités de la nouvelle génération de réseaux sans fil. Cela implique que les algorithmes d'allocation de ressources soient capables d'assurer à la fois une équité élevée entre utilisateurs, une différenciation de service efficace et la maximisation du débit global du système. Nos travaux se sont focalisés sur la proposition d’algorithmes plus efficaces adaptés à une couche physique utilisant la modulation OFDM. En effet, dans les réseaux sans fil, en raison du phénomène d'affaiblissement multi-trajets, les utilisateurs ne peuvent pas tous bénéficier d'une même capacité de transmission/réception même s'ils occupent la même position et utilisent la même fréquence à un instant donné. Le principe de nos algorithmes est d'exploiter plusieurs fréquences de manière opportuniste afin de les allouer à l'utilisateur qui en tirera à un instant donné le meilleur profit. Les trois ordonnanceurs qui ont été développés dans cette thèse tiennent compte à la fois de paramètres issus de la couche physique comme les débits possibles associés à chaque couple utilisateur/fréquence mais aussi des contraintes applicatives telles que le taux de perte de paquets, le taux d'erreur par bit, le retard maximum admissible. Grâce à un système de priorités dynamiques entre les différents utilisateurs qui tire avantage de la diversité temporelle, fréquentielle et multi-utilisateurs, la capacité du réseau est ainsi maximisée tout en assurant un haut niveau de qualité de service égal pour tous, ce qui permet d'assurer la gestion efficace des flux multimédia dans les réseaux sans fil actuels et futurs.

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Afif, Mériem. "Interaction des mécanismes RLC/MAC et de SCTP dans les réseaux B3G." Paris, ENST, 2007. http://www.theses.fr/2007ENST0028.

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Abstract:

La tendance actuelle dans les réseaux de communication sans fils (EDGE/EGPRS, WLAN, AdHoc. . . ) est focalisée sur l'étude des mécanismes d'interaction inter-couches. Le travail effectué dans cette thèse porte sur l'étude des mécanismes d'interaction entre la couche transport et la couche liaison et leurs applications pour contrôler les paramètres de transmission (liés au contrôle de congestion et de flux). Après une description détaillée des fonctionnalités de base de SCTP et de ses extensions mobiles, nous présentons une analyse de performances de SCTP avec multistreaming supportant une application interactive de type HTTP1. 0 dans un environnement EDGE. Comparé au TCP, SCTP avec multistreaming améliore la qualité de service offert en évitant le problème de HOL blocking. La deuxième contribution porte sur l'amélioration de performances de handover data intra et inter réseaux d'accès. Nous proposons un nouveau chunk de contrôle SCTP, le QoS_Measurement_Chunk, qui remonte les mesures de qualité sur le lien radio, effectuées par le mobile, aux entités réseaux (SGSN et GGSN). Cette procédure, basée sur le multihoming associé à la mobilité a montré une amélioration de performances de la couche transport, comparée au SCTP standard, particulièrement pour la résolution des problèmes de dégradation de qualité en situation de handover data (EDGE/EDGE, EDGE/WLAN). Elle consiste principalement en une adaptation du flux de transmission sur la couche transport au flux de transmission au niveau liaison. C'est dans cette optique que se situe notre troisième contribution, consistant ainsi en une modélisation inter-couches (transport/liaison) Current tendency in wireless communication networks (EDGE/EGPRS, WLAN, AdHoc…) is focused on the study of cross-layer interaction mechanisms. This thesis concerns the study of interaction mechanisms between transport and link layers, and their applications to transmission control parameters (as congestion and flow control parameters). After a detailed description of the basic SCTP functionalities and its additional extensions defined to adapt SCTP to wireless contexts, we investigate the influence of multi streaming when used to transport web pages in HTTP 1. 0 transactions over SCTP in EDGE environment. SCTP does not suffer from the head of line blocking issue inherent to TCP due to its multistreaming functionality. The results show that SCTP performs better than TCP when several streams are activated at SCTP level. The second contribution relates to intra and inter radio access technologies data handover performance improvement. We propose a new SCTP control chunk, QoS_Measurement_Chunk. It allows the transmission of radio QoS measurements from the mobile to its SCTP peer. These information can be used by the SCTP layer to adapt the transmission rate to current radio transmission conditions (particularly useful in handover/reselection situation). The combined use of Qos_Measurement_Chunk with multihoming feature provide a data handover (EDGE/EDGE, EDGE/WLAN) with performance improvement. The obtained simulation results are compared to the standard SCTP presenting so better performance in terms of data throughput over the access network. The third contribution of this thesis is on cross-layer modeling (transport : SCTP/link Layer EDGE)

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Al, Hajjar Hani. "Evaluation of optical technologies for home networking at very high-speed." Télécom Bretagne, 2013. http://www.telecom-bretagne.eu/publications/publication.php?idpublication=11987.

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Abstract:

Pendant la dernière décennie, le nombre des ordinateurs portables, assistants personnel numérique et autres terminaux mobiles a massivement augmenté. Cela a conduit à une énorme demande de communications sans fil pour offrir la mobilité dans différents endroits tels que les bureaux de travail, les gares ferroviaires ou les aéroports. A ce jour, cette mobilité est principalement offerte par les communications radiofréquences tel que le WiFi, ayant un débit maximal de 300 Mbit/s. Cependant, des nouvelles applications telles que le transfert des vidéos HD non-compressées ou le sauvegarde des disques durs à distance nécessitent une bande passante plus importante (> 2 Gbit/s). Ce débit peut être transmis en utilisant les communications optiques sans fil. Dans cette thèse, une nouvelle architecture de transmissions optiques sans fil est proposée et étudiée selon le critère GROWTH (GReen Optical Wireless InTo Home network). Cette architecture est basée sur la distribution des pico-cellules optiques en espace libre dans les différentes pièces de la maison par l¿intermédiaire d¿une interconnexion fibrée offrant un débit dépassant le Gbit/s. Ce travail est divisé en quatre parties : le dimensionnement du système et la sélection des technologies optoélectroniques associées, la simulation su canal optique hybride (fibre optique + espace libre) en utilisant les logiciel VPI Transmission Maker et Matlab, le choix de la longueur d¿onde et finalement, les mesures expérimentales pour valider la performance du système Over the last ten years, the number of laptop computers, personal digital assistants (PDAs) and other mobile terminals has massively increased. This evolution has led to a huge demand of wireless communications, in the purpose of avoiding wires and connectors to supply mobility in various places such as offices, homes, rail stations or airports. To date, this mobility is mainly offered by radiofrequency (RF) communications using Wi-Fi channels, with a maximum bitrate of 300 Mbps. However, new indoor applications such as non-compressed high-definition (HD) video transfer or remote hard-disk backup require much higher bandwidths (> 2Gbps). Such a bitrate can be transmitted using an optical wireless communications OWC system. In this thesis, a new architecture of OWC has been proposed and studied according to the GROWTH criteria (GReen Optical Wireless InTo Home network). This architecture is based on distributed free-space optical pico-cells in each room of the home interconnected by optical fibers and offering bitrates that exceed 1 Gbps. The work is divided into four parts: dimensioning of the systems and the selection of associated opto-electronics technologies, simulation of the hybrid optical channel (fiber optics + free-space) using the VPI Transmission Maker and Matlab softwares, choice of the wavelength and finally the experimental measurements to validate the performance of the system

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Radu, Augustin. "Evaluation de la qualité de service par l'utilisateur final dans les systèmes mobiles." Université de Marne-la-Vallée, 2004. http://www.theses.fr/2004MARN0190.

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Abstract:

Les utilisateurs de services multimédia veulent aujourd'hui effectuer l'évaluation de la qualité de service. Pour ce faire, ils ont besoin de procédures et d’outils de mesure appropriés. Malheureusement, la qualité de service et les produits de gestion de la qualité de service disponibles actuellement sur le marché, ne correspondent pas à leurs attentes. L’objectif de notre recherche vise à combler cette lacune. En partant du principe qu'il est possible de trouver un procédé d'évaluation de la qualité de service simple et commun à tous les utilisateurs, que ce processus d'évaluation peut par ailleurs être automatisé, cette thèse propose un nouveau cadre d'évaluation de la qualité de services, adapté aux intérêts et aux besoins des utilisateurs, orienté vers des applications dans des réseaux indépendants, ouverts et extensibles. Notre approche porte sur :1. Une procédure d'évaluation de la qualité de service en 5 étapes conforme à la norme ISO 9000. Le but de cette procédure est d'identifier les paramètres de la qualité qui influencent significativement la perception de la qualité de service par l’utilisateur final. Dans une première étape, tous les paramètres de qualité sont identifiés et exprimés en terme de normes ou de caractéristiques internationales [identification]. Ceux qui sont essentiels pour la perception de la qualité par l'utilisateur sont classés [classification]. Parmi eux, on retient ce qui sont mesurables [sélection] et pour lesquels on peut déterminer des valeurs de seuils [quantification] qui seront utilisées comme limites auxquelles seront comparées [évaluation] les valeurs obtenues lors des différentes mesures. 2. Une architecture d’outils d'évaluation de la qualité de service. Pour être réussie et pour fournir des résultats utilisables, l'évaluation de la qualité de service doit être automatisée. Nous proposons donc une architecture appropriée faisant participer des utilisateurs, des méthodes d'évaluation ainsi que les applications et les services à l'essai. L'utilisation des agents intelligents permet d’automatiser l'évaluation de la qualité de service pour des applications et des services. L'architecture présentée inclut les modules d'agents et les modèles simples de communication et de coordination pour des agents d'évaluation de la qualité de service. 3. Une plate-forme d’expérimentation de l’architecture d'évaluation de la qualité de service. Une infrastructure d'évaluation de la qualité de service est nécessaire pour établir un environnement de confiance dans lequel les utilisateurs peuvent faire l'évaluation de la qualité de service. Sa première conception inclut des tests sur des services comme le web, le mail et le streaming vidéo comme infrastructure préalable à la qualité normalisée et authentifiée par les opérateurs de télécommunications The users of multi-media services today want to be able to evaluate quality of service. In order to do so, they need procedures and suitable measurement tools. Unfortunately, the quality of service and the products for managing quality of service currently available on the market do not correspond to their needs and expectations. The objective of our research is to fill this gap based on the principle that it is possible to find a simple process of evaluation of the quality of service which would be usable by all users, and which could be automatic. This thesis proposes a new framework for quality of service evaluation, adapted to the users’ interests and needs, and intended for applications in independent, open and expandable networks. Our approach relates to: 1. A procedure of evaluation of the quality of service in 5 stages conforms to the standard ISO 9000. The goal of this procedure is to identify the parameters of quality which significantly influence the perception of the quality of service by the end-user. In a first stage, all the parameters of quality are identified and expressed in term of standards or international characteristics [identification]. Those which are essential for the perception of quality by the user are classified [rating]. Among them, one retains those which are measurable [selection] and for which we can determine threshold values [quantification] which will be used to compare [evaluation] with the values obtained during various measurements. 2. An architecture of a tool for the quality of service evaluation. Quality of Service evaluation has to be automatic to be successful and to provide usable results. An appropriate architecture involving end users, evaluation methods, and the applications and services under test is designed. The usage of intelligent agents is proposed to do automatic Quality of Service evaluation for applications and services. The architecture introduced includes single agent building blocks and communication and co-ordination models for Quality of Service evaluation agents. 3. An experimentation platform for testing the architecture of quality of service evaluation. A Quality of Service evaluation infrastructure is needed to establish a trusted environment in which end users can do Quality of Service evaluation. Its first design includes tests on services like Web access, email and video streaming as the preliminary infrastructure to the standardised and authenticated quality proposed by the operators in telecommunications. This thesis is about Quality of Service evaluation and it addresses issues of quality of multimedia applications and distributed services. It fulfils end user requirements

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Ben, Halima Slim. "Gestion des interférences pour les réseaux de femtocells en se basant sur les techniques MIMO coopératives." Rennes, INSA, 2012. http://www.theses.fr/2012ISAR0028.

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Abstract:

Dans ce travail, on s’intéresse au problème des interférences générées dans un réseau de femtocells coopérants au niveau des données de contrôle et non pas au niveau de données utiles. On propose des schémas pratiques pour résoudre ce problème. Dans une première phase, les schémas proposés sont basés sur des techniques de précodage existantes comme le maximum ratio transmission et le zero forcing. Dans un second lieu, la technique d’alignement d’interférences est exploitée. On propose au début des techniques de groupement pour les environnements très chargés où l’alignement n’est pas faisable sur tous les liens. La réduction de complexité de ces techniques de groupement est visée dans une deuxième étape. On aborde dans une troisième partie, le problème de sous optimalité de l’alignement des interférences dans certaines régions de rapport signal sur bruit du système. On conçoit un algorithme distribué qui assure un ensemble de rapports signal sur bruit plus interférence (SINRs) cibles au niveau des différents liens du système. Cet algorithme est amélioré à travers trois schémas de coordination qui optimisent les choix des SINRs cibles utilisés In this work we address the interference problem generated in a network of femtocells cooperating at channel state information level and not at user data level. In a first part, we investigate some cooperation strategies based on conventional MIMO pre-coding techniques such as maximum ratio transmission and zero forcing. These strategies are designed for some particular deployments especially those where operators aim at offering some fair QoS for their subscribers. In a second part, we exploit the interference alignment (IA) technique to manage the interference issues. We propose in a first step three joint clustering and scheduling schemes for overloaded femtocell networks where IA is not feasible on all the links. The complexity of these clustering schemes is reduced in a second phase. Then, we design a distributed algorithm for the constant MIMO IC that aims at ensuring a set of signal to interference plus noise ratios (SINRs) at the different streams of all the links in the network. The motivation behind this algorithm is that IA is not always the best strategy depending on system signal to noise ratio. Finally, we tackle the issue of the choice of the target SINRs. We propose three network coordination algorithms aiming at optimizing the used target SINRs to run the already proposed distributed algorithm

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Ivanova-Lamouret, Mila. "Conception et caractérisation de circuits intégrés radiofréquences pour les réseaux sans fil." Rennes, INSA, 2006. http://www.theses.fr/2006ISAR0002.

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Abstract:

Ce travail de thèse a été effectué dans le but d'étudier la possibilité d'intégrer des fonctionnalités du système d'émission/réception d'un modem sans fil : mélangeur et oscillateur contrôlé en tension, sur la technologie 0,8 µm BiCMOS SiGe de AMS. Le premier chapitre présente les standards des réseaux sans fil et résume les fréquences, les techniques d'accès et les modulations utilisés par ces standards. Le deuxième chapitre est consacré à une introduction aux systèmes d'émission/réception. Le troisième chapitre présente un bref historique du développement des technologies intégrées pour les systèmes de communication sans fil. Le quatrième chapitre est consacré à la modélisation d'inductances intégrées. Le cinquième chapitre présente la conception et la caractérisation d'un oscillateur contrôlé en tension (OCT) applicable aux systèmes d'émission/réception pour les réseaux sans fil. Le sixième chapitre est consacré à la conception et la caractérisation d'un mélangeur " downconverter ". The aim of this work of thesis was to study the possibility to integrate some functionalities of the emission/reception systems for wireless modems : mixer and voltage controlled oscillator, using 0,8 µm BiCMOS SiGe technology of AMS. The first chapter presents some standards for the wireless local area networks and summarizes the frequencies, the access techniques and the modulations used by these standards. The second chapter is dedicated to an introduction to the emission/reception systems. The third chapter presents a little history of the integrated technologies for the wireless communication systems development. The fourth chapter is dedicated to the integrated inductances modelling. The fifth chapter presents the design and the characterization of an voltage controlled oscillator (VCO) applicable to the emission/reception systems for wireless networks. The sixth chapter is dedicated to the design and the characterization of a mixer " downconverter "

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Lertsinsrubtavee, Adisorn. "Sélection et transfert de spectre adaptatifs dans les réseaux de radio cognitive." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066300.

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Abstract:

La radio cognitive est proposée comme une solution prometteuse pour la prochaine génération de réseaux de communication sans fil. Les utilisateurs de radio cognitive sont tenus d'effectuer des sauts entre les différents canaux sans fil non utilisés. Cependant il devra interrompre ses communications lorsqu'un utilisation licencié souhaitera utiliser ce canal. Les sauts de fréquences peuvent provoquer des interruptions de transmission conduisant à la dégradation des services. Nous étudions et développons des stratégies efficaces de gestion de spectre qui veillent aux divers besoins des services utilisant la radio cognitive. Tout d'abord, nous proposons un nouvel algorithme de transfert de spectre ainsi que de nouvelles stratégies de sélection de spectre afin de respecter les impératifs de délai. Nous estimons notamment le retard des paquets d'arrivée basé sur les paquets précédents dans la file d'attente en les comparant à un délai maximal limite. Ensuite, nous utilisons ces retards pour estimer un seuil de guidant les sauts de fréquence et les décisions de sélection. Puis, nous mettons l'accent sur les garanties de débit en examinant les intéractions autre les sauts de fréquences et le partage de spectre. Ces résultats nous donnent des indications et des lignes directrices afin de concevoir des heuristiques de partage de spectre prenant en compte les stratégies de sélection de canaux et les sauts de fréquences. Enfin, nous développons une heuristique pour le partage de spectre basé sur de nouveaux algorithmes du partage statique et dynamique du spectre. Ils sont basés essentiellement sur une approche de compensation de débit et de Best Fit Algorithms Cognitive radio is proposed as a promising solution for the next generation of wireless communication networks. Cognitive radio users are required to perform spectrum handoff from a wireless channel to another in order to cope with the dynamic spectrum environment imposed by licensed users. Spectrum handoff can cause transmission interruptions leading to the degradation of services. We study and develop efficient spectrum management strategies that aim to provide diverse service requirements for cognitive radio users. First, we propose novel spectrum handoff and selection strategies in order to satisfy a delay requirement. In particular, we estimate the delay of arrival packets based on the prior packets in the queue and compare it to a maximum delay bound. Then, we use the expected delays to estimate a delay violation ratio that guides the spectrum handoff and selection decisions. Our strategies reduce the number of spectrum handoff significantly compared to existing approaches while the delay requirement is guaranteed. Second, we consider the rate requirement by investigating the interaction between spectrum handoff and spectrum sharing through an optimization framework. The results provide useful insights and guidelines for designing efficient spectrum sharing heuristics that take into account spectrum handoff and selection strategies. Finally, we develop a heuristic for spectrum sharing that includes novel static and dynamic spectrum sharing algorithms based essentially on a rate compensation approach and adapted best fit algorithms. Our heuristic reduces the number of handoffs significantly while the achieved rate is fulfilling compared to the optimal

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Aubert, Sébastien. "Techniques avancées ayant pour but de s'approcher des performances du maximum de vraisemblance à décision souple pour les systèmes MIMO-OFDM : et étude des aspects d'implantation pour les normes ETE/LTE-A." Rennes, INSA, 2011. http://www.theses.fr/2011ISAR0007.

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Behlouli, Abdeslam. "Simulation du canal optique sans fil. Application aux télécommunications optique sans fil." Thesis, Poitiers, 2016. http://www.theses.fr/2016POIT2308/document.

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Abstract:

Le contexte de cette thèse est celui des communications optiques sans fil pour des applications en environnements indoor. Pour discuter des performances d'une liaison optique sans fil, il est nécessaire d'établir une étude caractéristique du comportement du canal de propagation. Cette étude passe par l'étape de la mesure ou de l'estimation par la simulation de la réponse impulsionnelle. Après avoir décrit la composition d'une liaison et passé en revue les méthodes de simulation existantes, nous présentons nos algorithmes de simulation dans des environnements réalistes, en nous intéressant à leurs performances en termes de précision et de temps de calcul. Ces méthodes sont basées sur la résolution des équations de transport de la lumière par du lancer de rayons associées aux méthodes d'intégration stochastique de Monte Carlo. La version classique de ces méthodes est à la base de trois algorithmes de simulations proposés. En utilisant une optimisation par des chaînes de Markov, nous présentons ensuite deux autres algorithmes. Un bilan des performances de ces algorithmes est établi dans des scénarios mono et multi-antennes. Finalement, nous appliquons nos algorithmes pour caractériser l'impact de l'environnement de simulation sur les performances d'une liaison de communication par lumière visible, à savoir les modèles d'émetteurs, les matériaux des surfaces, l'obstruction du corps de l'utilisateur et sa mobilité, et la géométrie de la scène de simulation The context of this PhD thesis falls within the scope of optical wireless communications for applications in indoor environments. To discuss the performance of an optical wireless link, it is necessary to establish a characteristic study of the behavior of the optical wave propagation channel. This study can be realized by measurement or by the simulation of the channel impulse response. After describing the composition of an optical wireless link and reviewing existing simulation methods, we present our new simulation algorithms channel in realistic environments by focusing on their performances in terms of accuracy and their complexity in terms of computation time. These methods are based on solving the light transport equations by ray-tracing techniques associated with stochastic Monte Carlo integration methods. The classical version of these methods is the basis of three proposed simulation algorithms. By applying an optimization using Markov Chain, we present two new algorithms. A performance assessment of our simulation algorithms is established in mono and multi-antenna scenarios of our simulation algorithms. Finally, we present the application of these algorithms for characterizing the impact of the simulation environment on the performances of a visible light communication link. We particularly focus on the transmitter models, surface coating materials, obstruction of the user's body and its mobility, and the geometry of the simulation scene

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Lima, Ferrer de Almeida André. "Tensor modeling and signal processing for wireless communication systems." Nice, 2007. http://www.theses.fr/2007NICE4056.

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Abstract:

Dans plusieurs applications de traitement du signal pour les systèmes de communication sans fils, le signal reçu est de nature multidimensionnelle et possède une structure algébrique multilinéaire. Dans ce contexte, la décomposition tensorielle de type PARAFAC a fait l’objet de plusieurs travaux au cours des six dernières années. Il s’avère que des décompositions tensorielles plus générales sont nécessaires pour couvrir des classes plus larges de systèmes de communication faisant intervenir à la fois des modèles de transmission et de canal plus complexes et des méthodes de traitement plus efficaces. Cette thèse traite les problèmes de modélisation des systèmes multi-antennes, d’égalisation de canal, de séparation de signaux et d’estimation paramétrique de canal à l’aide d’approches tensorielles. Dans un premier temps, de nouvelles décompositions tensorielles (bloc-PARAFAC avec contraintes et CONFAC) ont été développées et étudiées en termes d’identifiabilité. Dans un deuxième temps, la décomposition bloc-PARAFAC avec contraintes a été appliquée tout d’abord pour mettre en évidence une modélisation tensorielle unifiée des systèmes suréchantillonnés, DS-CDMA et OFDM, avec application à l’égalisation multiutilisateur. Puis, cette décomposition a été utilisée pour modéliser des systèmes de transmission MIMO avec étalement spatio-temporel et détection aveugle. La décomposition CONFAC a ensuite été exploitée pour concevoir un nouveau schéma de transmission MIMO/CDMA combinant diversité et multiplexage spatial. Les propriétés d’unicité de cette décomposition ont permis de réaliser un traitement aveugle au niveau du récepteur pour la reconstruction du canal et des symboles transmis. Un troisième volet du travail concerne l’application de la décomposition PARAFAC pour la conception de nouveaux schémas de transmission spatio-temporel-fréquentiel pour des systèmes MIMO multiporteurs, et pour l’estimation paramétrique de canaux multitrajets In several signal processing applications for wireless communications, the received signal is multidimensional in nature and may exhibit a multilinear algebraic structure. In this context, the PARAFAC tensor decomposition has been the subject of several works in the past six years. However, generalized tensor decompositions are necessary for covering a wider class of wireless communications systems with more complex transmission structures, more realistic channel models and more efficient receiver signal processing. This thesis investigates tensor modelling approaches for multiple-antenna systems, channel equalization, signal separation and parametric channel estimation? New tensor decompositions, namely, the block-constrained PARAFAC and CONFAC decompositions are developed and studied in terms of identifiability. Fist, the block-constrained PARAFAC decompositions applied for a unified tensor modelling of oversampled, DS-CDMA and OFDM systems applications to blind multiuser equalization. This decomposition is also used for modelling multiple-antenna (MIMO) transmission systems with block space-time spreading and blind detection, which generalizes previous tensor-based MIMO transmission models. The CONFAC decomposition is then exploited for designing new uniqueness properties of this decomposition? This thesis also studies new applications f third-order PARAFAC decomposition? A new space-time-frequency spreading system is proposed for multicarrier multiple-access systems, where this decomposition is used as a joint spreading and multiplexing tool at the transmitter using tridimensional spreading code with trilinear structure. Finally, we present a PARAC modelling approach for the parametric estimation of SIMO and MIMO multipath wireless channels with time-varying structure

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Pelé, Ismaël. "Étude et conception d'antennes large bande et d'antennes multistandards pour les communications mobiles." Nantes, 2005. http://www.theses.fr/2005NANT2072.

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Abstract:

Le développement des télécommunications entraîne une multiplication des standards et une complexification des systèmes. Afin de pouvoir intégrer dans un même terminal plusieurs standards, il est nécessaire d'utiliser des composants multistandards. Nous nous sommes surtout intéressés aux antennes. Ainsi, nous avons développé des monopôles à très large bande passante permettant de couvrir plusieurs octaves. La possibilité d'une maîtrise conjointe de la bande passante et du diagramme de rayonnement de l'antenne a été examinée au travers de deux exemples. Ensuite, nous avons modifié les antennes développées. Des fonctions de filtrage coupe bande ont été insérées afin de délimiter plusieurs bandes et créer des antennes multi-bandes. Enfin nous avons effectué quelques tests simples à partir d'un modèle développé afin de savoir si les antennes proposées dans la thèse pouvaient être utilisées dans des systèmes UWB utilisant des modulations temporelles basées sur des impulsions très courtes Telecommunication development leads to a multiplication of standards and a complication of transmission systems. To integrate several standards into a single terminal, it is necessary to use multistandard devices. We focussed our work on antennas. Thereby very wide matching band monopole antennas have been developped and they cover several octaves of frequency. The possibility of controlling jointly the matching band and the radiation pattern has been considered with two examples. Then, we have modified and structurated the previous antennas by inserting a filtering structure to create a stop band and develop multiband antennas. Finally, an antenna model has been created and used to know if these antennas can be used into UWB systems

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Okassa, M'Foubat Anicet. "Détecteurs multi-utilisateurs pour télécommunications optiques." Valenciennes, 2008. http://ged.univ-valenciennes.fr/nuxeo/site/esupversions/9bcf18df-a028-4013-952a-db152dc31bdc.

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La fibre optique semble être le seul média capable de transporter des débits allant jusqu'au Gigabit par seconde et au-delà, vu sa grande bande passante. La technologie radio DECT-DPRS et l'Ultra-large bande (UWB) permettent de transporter des flux de données en mode paquets avec des débits élevés. L'utilisation d'une infrastructure optique pour relier les différents points d'accès (radio sur fibre) permettra des économies dans le déploiement des réseaux haut débit dans le monde de l'entreprise. Nous nous intéressons dans ce mémoire à l'accès multiple par code (CDMA). Le but de ce travail est de proposer une structure de récepteur multi-utilisateurs, basée sur une annulation en parallèle des interférences, améliorée en termes de performance et de complexité réduite. L'amélioration proposée consiste à introduire un coefficient de pondération des interférences et/ou un coefficient multiplicateur pour le signal de l'utilisateur détecté. Une étude théorique complète, abondée par des simulations est présentée et les imperfections des éléments du réseau optique sont prises en compte, sans oublier une comparaison avec les dispositifs classiques pré-existants. De plus, dans le but d'assurer une mutualisation des éléments intelligents de l'interface DPRS reliant le réseau optique, nous avons proposé un algorithme d'identification des modulations proposées dans le standard de l'ETSI afin d'assurer la gestion dynamique des ressources. Plusieurs solutions possibles sont présentées et nous proposons un détecteur de type de modulation original, dont nous fournissons une étude théorique et par simulation (optimisation des seuils, comparaisons avec les solutions alternatives) The optical fiber appears to be the only medium able to convey informations at rates exceeding 1Gb/s, owing to its large bandwidth. The DECT-GPRS and UWB radio technologies allow to transmit data streams in packet mode at high rates. Using an optical infrastructure to link the different access points (radio on fiber) leads to cost reductions in the high data rate networks deployment in the office environment. Our concern, in this thesis report, is with code division multiple access (CDMA). The aim of our work is to design a, performance enhanced and reduced complexity, multi-user receiver structure, based on the parallel cancellation of interferences, our solution is to introduce an interference weighting factor and/or an amplification factor for the detected user signal. A complete theoretical study, supported by simulations, is presented and the optical elements imperfections are taken into account, without omitting a comparison with classical pre-existing systems. Moreover, in order to ascertain the sharing of intelligent components of the DPRS interface to the optical network and dynamic resource supervision, an algorithm is presented for identification of the modulation types authorized by the ETSI standard, several possible solutions are depicted and a novel modulation detector is described, theoretically analyzed, optimized using simulations (thresholds, comparison with alternative solutions)

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Mekki, Sami. "Architecture et traitement numérique pour les communications UWB à bas coût." Paris, ENST, 2009. http://www.theses.fr/2009ENST0069.

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Abstract:

Ce manuscrit traite des récepteur UWB à faible coût pour les hauts débits (100Mbps). Le système considéré émet des impulsions très courtes modulées en position (PPM), avec un simple détecteur d'énergie analogique à la réception. Pour surmonter les problèmes des débits très élevés, telles que l'interférence entre symboles et l'interférence intra-symbole, un égaliseur probabiliste est proposé. Cette étude a perrmis de mettre en œuvre un modèle de détection d'énergie adapté qui tire profit des niveaux d'interférences. Les simulations sont réalisées sur les canaux du 802. 15. 3a. Les résultats montrent que l'égaliseur probabiliste améliore les performances du récepteur pour un CSI parfait. Les paramètres du canal nécessaires à l'égalisation sont estimés à l'aide de l'algorithme EM. L'égaliseur probabiliste et l'algorithme EM sont exécutés conjointement dans la boucle itérative d'un décodeur canal afin de minimiser le BER. On a pu montré que l'algorithme EM est capable d'estimer les paramètres du canal pour un résultat similaire au CSI parfait. Une deuxième alternative d'estimation des paramètre du canal basée sur une nouvelle séquence d'apprentissage est proposée. Cette séquence permet d'avoir une estimation du canal avec une complexité moindre comparée à l'algorithme EM. En dernière partie, l'implantation matérielle de l'égaliseur probabiliste y est étudiée. Où, la fonction de vrassemblance du Chi2 est approchée par une fonction moins complexe. Ensuite, la complexité calculatoire est encore réduite en effectuant les calculs dans le domaine logarithmique. Les simulations en virgule fixe sont comparées au résultats obtenus avec la fonction non approchée en précision double This thesis report deals with a low cost IR-UWB receiver for high-data rates (100Mbps). The system under consideration uses a PPM modulation with a simple analog energy detector. In ordeer to overcome the problems inherent to high-data rates, such as inter-symbol interference and intra-symbol interference, a probabilistic equalizer is proposed. On this study, we define a well matched energy model that takes advantage from the interference levels. COmputer simulations are performed on the channel models of IEEE 802. 15. 3a Task Group. Numerical results show that the energy equalizer improve the receiver performances if perfect CSI was assumed. Channel parameters necessary for equalization are estimated by the mean of the EM algorithm. The energy equalizer and the EM algorithm are jointly run into the loop of an iterative channel decoder in order to enhance the BER performance and achieve 100Mbps data rate. We show that the EM algorithm is capable of estimating the channel parameters as accurately as the perfect CSI. Besides, a new training sequence for channel estimation is proposed. This allows to obtain a very low complexity channel estimation with regards to the EM algorithm. Finally, the hardware implementation feasability of the probabilistic equalizer is studied. For this purpose, we apporximate and replace certain complex mathematical functions, such as the chi-squared likelihood function, by ones less complex. Then, the computational complexity is further reduced by performing the calculations in the logarithmic domain. Fixed-point data types simulations are carried out and compared to the results obtained from the reference floating point non-approximated functions

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Ciais, Pascal. "Antennes multistandards pour communications mobiles." Nice, 2004. http://www.theses.fr/2004NICE4070.

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Abstract:

Ce mémoire présente la conception, l'optimisation et l'analyse d'antennes miniatures, opérant dans plusieurs standards de télécommunications, destinées à des applications en communications mobiles et sans fil. Ces antennes doivent satisfaire différents critères (fonctionnement multibande et large bande, diagramme de rayonnement omnidirectionnel, bonne efficacité, encombrement minimum permettant leur intégration dans un boîtier de téléphonie mobile) qui sont souvent difficiles à mettre en oeuvre de façon simultanée. Divers procédés sont utilisés pour satisfaire ces contraintes comme l'ajout de courts-circuits de type languettes, l'insertion de fentes à la surface du résonateur, la juxtaposition de résonateurs parasites ou encore l'utilisation de chargements capacitifs. La mise en oeuvre simultanée de ces principes a conduit à l'élaboration d'une antenne bi-bande (GSM/2 GHz), de structures tri-bandes (GSM/UMTS-2,3 GHz ; GSM/DCS-PCS), d'antennes quadribandes pour la couverture des standards GSM/DCS-PCS-UMTS et enfin d'un élément rayonnant multibande (GSM/DCS-PCS-UMTS/5 GHz WLAN). Toutes ces antennes ont été conçues sur plan de masse réduit de type PCB (Printed Circuit Board) pour être facilement intégrables dans un boîtier portable. Des études paramétriques ont permis l'interprétation des phénomènes physiques mis en jeu, ainsi que l'appréciation de l'influence des différents paramètres des antennes. Plusieurs réalisations ont validé les structures issues des résultats de simulation This thesis presents the design, the optimisation and the analysis of small antennas dedicated to mobile and wireless communication standards. These antennas must satisfy several criteria which are often hard to simultaneously obtain : multiband and wide band operations, omnidirectional radiation pattern, good efficiency, small size allowing their integration into a mobile handset. Different techniques are used to achieve these characteristics like the addition of shorting strips, slots, parasitic elements and distributed capacitive loads. The simultaneous implementation of these techniques has led to the design of a biband antenna (GSM/2 GHz), triband antennas (GSM/UMTS-2,3 GHz ; GSM/DCS-PCS), quadband antennas for GSM/DCS-PCS-UMTS operations and lastly a multiband antenna (GSM/DCS-PCS-UMTS/5 GHz WLAN). All structures have been designed on a reduced ground plane having a size approximately equal to that of the PCB (Printed Circuit Board) of a typical mobile phone. Parametric studies allowed to interpret the physical phenomena and to estimate the influence of the different antenna's parameters. Measurement of several antenna prototypes validated the designed and optimised structures obtained by a simulation software tool

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Nahas, Michel. "Réseaux coopératifs asynchrones : analyse de performances et conception de codes." Paris, Télécom ParisTech, 2010. http://www.theses.fr/2010ENST0073.

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Abstract:

Récemment, la coopération a été proposée comme une technique alternative des systèmes à antennes multiples (MIMO), afin de fournir une haute efficacité spectrale et une diversité spatiale, en vue d'améliorer la fiabilité des communications sans fils. L'idée de base est que plusieurs noeuds d'un réseau coopèrent ensemble, pour former un réseau d'antennes virtuelles. Cette nouvelle configuration peut entraîner un asynchronisme dû à la différence dans les oscillateurs locaux et les délais différents de propagation et de traitement. Dans la 1ère partie, l'effet de l'asynchronisme sur les réseaux coopératifs est étudié par approximation asymptotique de la probabilité de coupure pour un rapport signal à bruit élevé. Les performances des réseaux à deux transmetteurs coopérants et des réseaux avec deux relais avec et sans lien direct entre la source et la destination sont évalués. Il a été montré que lorsque aucun délai relatif existe entre les noeuds coopérants et envoyant la même information, l'ordre de la diversité du réseau est égal à un, mais avec la présence d'un retard, une diversité pleine est obtenue. Dans la 2ème partie, des codes spatio-temporels en blocs sont proposés pour les réseaux de coopération asynchrones. Une méthode générale basée sur les codes synchrones optimaux est conçue pour construire des codes tolérants les délais pour un nombre arbitraire de nœuds coopérants et pour des profils de délais bornés. Cette méthode de conception consiste à changer l'ordre des symboles à envoyer, par la concaténation et la permutation de plusieurs matrices de codes. Des méthodes de décodage à faible complexité, offrant de bonnes performances, sont aussi proposées Recently, cooperation was proposed as an alternative technique of multiple antennas (MIMO) systems, in order to provide high spectral efficiency and spatial diversity to improve the link reliability. The main idea is that multiple nodes, in a network, cooperate together to form a virtual antenna array. Cooperation permits, like the MIMO, to exploit space-time or cooperative diversity. This new configuration can result in an asynchronism due to the difference in local oscillators and the different propagation and processing delays. In the first part of the thesis, the effect of asynchronism on cooperative networks is studied by asymptotic approximation of the outage probability at high Signal to Noise Ratio. The performances of networks with two cooperative transmitters or two relays are evaluated. It is shown that when no relative delay exists between cooperative nodes sending the same information, the diversity order of the network is equal to one, but with the presence of a delay, full transmit diversity is obtained. In the second part, appropriate Space Time Block Codes are investigated for asynchronous cooperative networks. A general construction method based on optimal synchronous codes is designed to build delay tolerant codes for an arbitrary number of cooperative nodes and for bounded delay profiles. This design method consists of changing the order of the symbols to send by concatenation and permutation of several code matrices. Moreover, low complexity decoding methods, providing good performances, are proposed

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Xiao, Lei. "Conception de systèmes de communication sans fils avec connaissance imparfaite du canal." Thesis, Paris, ENST, 2012. http://www.theses.fr/2012ENST0054/document.

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Dans la première partie de la thèse, on se concentre sur la conception d'un système de communication par satellite complet se basant sur la construction de faisceaux adaptatifs aux terminaux mobiles. Comparé à la construction classique de faisceaux fixes, le système à faisceaux adaptatifs peut considérablement améliorer la capacité du système en termes du nombre de STs desservies et de l'efficacité énergétique. Pour la conception du système à faisceaux adaptatifs, les informations sur l'état de canal (CSI) sont essentielles. Vu que le temps de propagation est trop long par rapport au temps de cohérence du canal, le CSI instantané est déjà périmé lorsqu'il est reçu pour la construction des faisceaux. Cependant, une partie de l'information du canal, plus particulièrement, les vecteurs de directivité ont une variation assez lente. On utilise cette connaissance partielle du CSI pour concevoir le système à base de faisceaux adaptatifs. Afin d'estimer les vecteurs de directivité, on propose un algorithme basé sur un critère de minimisation de l'erreur quadratique. Puis, basées sur l'estimation des vecteurs de directivité, on présente deux approches heuristiques pour la conception des faisceaux. En outre, on propose également deux approches qui reposent sur l'estimation de la directivité pour la détection des STs et la résolution possible des collisions sur le canal d'accès aléatoire au satellite. Comme la performance du système SDMA dépend fortement des positions spatiales des STs co-existants, on propose deux algorithmes de faible complexité pour l'attribution des fréquences dans le système de communication par satellite In the first part of the thesis, we focus on the design of a complete satellite communication system adopting adaptive beamforming with mobile satellite terminals. Compared with conventional fixed beamforming, adaptive beamforming can signi_cantly improve the capacity of a satellite system in terms of served satellite terminals (ST) and power e_ciency. For the design of an adaptive beamforming system, channel state information (CSI) is critical. Since the propagation delay is too long compared to the coherence time of the channel, the instantaneous CSI is already stale when processed for beamforming. However, some parts of the channel, more speci_cally, directivity vectors change quite slowly. We utilize this partial knowledge of CSI to design an adaptive beamforming system. In order to estimate the directivity vectors, we propose an algorithm based on a least square error criterion. Then, based on the estimation of directivity vectors, we propose two heuristics approaches to the design of adaptive beamforming. Additionally, we also propose two approaches, based on directivity estimation for the detection of transmitting terminals and the possible resolution of collisions in the random access channel of the satellite system. Since SDMA system performance depends strongly on the spatial locations of co-existing terminals, we also propose two low complexity algorithms for frequency allocation in a satellite communication system. Finally, we simulate a complete satellite system, including a random access channel and a connection-oriented channel. We analyze the system performance and compare it to conventional fixed beamforming systems

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Yang, Guowei. "Systèmes de communication optique aérienne utilisant la diversité spatiale: analyse de performances en considérant des évanouissements corrélés." Ecole centrale de Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013ECDM0005.

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Pardonche, Jean-François. "Systèmes de transmission sans fil multi-émetteurs, multi-récepteurs pour des applications transports : étude des modèles de canal de propagation." Lille 1, 2004. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2004/50376-2004-5-6.pdf.

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Abstract:

Le monde des transports constitue un acteur majeur du développement des nouvelles technologies de l'information et de la communication afin d'améliorer l'efficacité, les performances et la sécurité des déplacements en optimisant l'usage des infrastructures et en contribuant ainsi au développement durable. Certains de ces besoins demandent des liaisons bidirectionnelles haut débit et robustes. Les techniques "multi-émetteurs, multi-récepteurs" (MIMO : Multiple-Input, Multiple-Output) offrent de telles caractéristiques. Elles reposent sur l'utilisation conjointe d'un réseau d'antennes à l'émission et à la réception. Elles permettent une amélioration des débits ou de la robustesse sans augmenter les puissances d'émission et les bandes de fréquences allouées. Les travaux présentés dans ce mémoire portent sur l'utilisation des techniques MIMO pour des applications dans les transports publics (autobus urbains ou métros). Notre travail de recherche s'est tout particulièrement orienté vers la connaissance et la modélisation du canal de propagation MIMO afin de disposer des outils adaptés lors de l'analyse des performances d'une chaîne de transmission MIMO. Comparativement aux techniques SI80 (Single-Input, Single-Output), les techniques multi-antennes exploitent la dimension spatiale du canal de propagation caractérisée par la corrélation spatiale. Dans le cas d'un système MIMO à NT antennes d'émission et NR antennes de réception, il est possible de mettre en évidence plusieurs canaux de propagation indépendants qui correspondent à des modes de propagation "propres" associés aux trajets des signaux entre l'émetteur et le récepteur. Le nombre de ces "modes propres" dépend du degré de corrélation entre les NT. NR canaux SISO élémentaires La pertinence d'un modèle de canal MIMO dépend donc de sa capacité à traduire le degré de corrélation dans le canal. Différents types de modèles de canal MIMO sont présentés dans ce mémoire: les modèles déterministes et les modèles stochastiques. Nous insistons plus particulièrement sur les principes de' construction des modèles stochastiques parce qu'ils ne demandent pas une description de l'environnement et qu'ils sont simples d'utilisation. Ils sont fondés sur le calcul de la corrélation dans le canal. Ces modèles de canal sont comparés à partir de mesures réalisées dans différents environnements, un tunnel de métro et deux environnements "indoor". L'influence des différents environnements sur la capacité d'un canal MIMO est présentée. Il ressort de cette comparaison que les modèles qui décrivent le mieux le comportement du canal MIMO quel que soit l'environnement sont ceux qui reposent sur la matrice de covariance du canal qui permet de prendre en compte de façon intrinsèque à la fois la puissance et la phase des coefficients du canal. La transmission d'un flux vidéo issu d'un système de vidéo surveillance à l'intérieur d'un bus vers un poste de contrôle distant est simulée sous Matlab. Les différents algorithmes implémentés sont décrits et nous rappelons leurs performances. Le meilleur modèle de canal identifié est appliqué sur des mesures réalisées en environnement semi-urbain. Nous montrons le gain apporté par les systèmes MIMO sur les débits ou la robustesse de la liaison sans fil et l'influence des caractéristiques du canal de propagation sur les performances

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Reynaud, Sébastien. "Modélisation hybride du canal radiomobile en environnement indoor complexe : application aux systèmes sans fil." Limoges, 2006. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/b4f6d9b0-26aa-432b-96fa-753d42ce5000/blobholder:0/2006LIMO0020.pdf.

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Abstract:

De nos jours, un intérêt croissant est porté aux applications large bande telles que les réseaux sans fil (WLANs) car les services multimédia actuels nécessitent des débits de plus en plus importants et donc une plus large bande. Ces besoins en bande passante impliquent une montée en fréquence importante. A de telles fréquences et dans un contexte de propagation indoor, certains objets jusqu'alors négligés dans la modélisation du canal de propagation (objets de forme complexes et/ou de l'ordre de la longueur d'onde), peuvent perturber la transmission des signaux. Récemment, les techniques de tracé de rayons, associées à la Théorie Uniforme de la Diffraction (TUD), sont apparues comme étant les techniques les plus utilisées pour prédire le comportement du canal large bande. En effet, ces méthodes asymptotiques sont rapides et non limitées en fréquence. Cependant, dans un environnement de propagation indoor, cette démarche de rayons est insuffisante pour modéliser la diffraction par des objets de forme complexe et de petite taille devant la longueur d'onde. Pour de telles structures, les méthodes rigoureuses telles que la FDTD sont bien adaptées. Cependant, ces méthodes sont limitées en fréquence. Ce sujet de thèse consiste en l'élaboration d'une méthode hybride, combinant les avantages des méthodes TUD et FDTD. Les techniques de tracé de rayons seront utilisées pour modéliser la propagation dans les pièces et bâtiments comportant des objets canoniques grands devant la longueur d'onde. Le mobilier de petite taille et de forme complexe sera modélisé par FDTD. Le but final est de déterminer jusqu'à quel niveau de détail il faut descendre dans la prise en compte de l'environnement pour avoir une bonne représentation électromagnétique de la scène étudiée. De façon globale, ce sujet entre dans la thématique de l'évaluation de l'intérêt d'une modélisation déterministe du canal de propagation dans la simulation système Nowadays, an increasing interest is devoted to wide-band applications like Wireless Local Area Networks (WLANs), because the present multimedia services require more high bit rate and thus large bandwidth. These needs in bandwidth involve important rise in frequency. At such frequencies and in an indoor propagation context, several objects neglicted in the channel modelisation (objects of wavelength size or with complex shapes), can disturb signal transmission. Recently, ray tracing techniques (RT), associated to the Uniform Theory of Diffraction (UTD), have emerged as the dominant techniques to predict the wide-band channel behaviour. Indeed, these asymptotic methods are fast and not limited in frequency. However, dealing with INDOOR propagation, this classical approach is not sufficient to model object of wavelength size or with complex shapes. For these structures, rigorous methods like the FDTD, consisting in solving Maxwell's equations in discrete time domain, are well-suitable. This subject deals with the elaboration of a hybrid method, combining the advantages of the UTD and the FDTD methods. On the one hand, the RT technique is used to model the wave propagation in rooms and buildings including large objects compared to wavelength. On the other hand, the furniture with small size or complex shape will be modeled by FDTD. The final goal is to determine which accuracy level of description of the environment we have to choose to get a good electromagnetic representation of the studied scene. In global terms, this subject deals with the bringing of a deterministic channel modelisation in systems' simulations

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Torkestani, Seyed Sina. "Contribution à l’étude d’un réseau de communications optiques sans fils indoor : application à la télésurveillance en milieu hospitalier." Limoges, 2012. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/39959db3-b156-4d92-bfa9-fc57efa87f84/blobholder:0/2012LIMO4032.pdf.

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Abstract:

L’étude réalisée dans ce mémoire porte sur l’analyse des performances de la technologie optique sans fil, solution alternative aux radiofréquences, pour une application de télésurveillance médicale en milieu hospitalier. Dans le contexte, l’émetteur Infrarouge est placé sur le patient couplé avec les capteurs médicaux. De plus le patient est mobile dans un environnement déterminé. Le récepteur est fixe positionné au centre du plafond. Différentes configurations de transmissions optiques sont considérées : des liens optiques sans fils en visibilité directe dans plusieurs scénarios d’alignement entre l’émetteur et le récepteur ainsi que des liens en diffus basés sur la réflexion des ondes optiques sur les surfaces de l’environnement. Pour modéliser la mobilité du patient donc de l’émetteur on utilise dans cette étude différents modèles : uniforme, Gaussien et Random WayPoint. Pour chaque modèles de mobilité, nous calculons les distributions statistiques du gain statique du canal et du rapport signal à bruit pour tous les scénarios de transmission en visibilité directe et en diffus. Pour cela, nous utilisons des expressions analytiques pour le gain statique mais également des résultats issus d’un logiciel de lancer de rayons dans le cas diffus. Afin d’évaluer les performances nous déterminons la probabilité de rupture du lien de communication (Pout) et analysons les résultats en termes de débits, puissances et qualité de service. Nous montrons ainsi que quelle que soit la configuration, la technologie optique sans fil permet de satisfaire les contraintes liées à la surveillance médicale mobile. Dans le but de mettre en oeuvre une solution simple et robuste notamment aux problèmes éventuels de blocage de la liaison, la configuration de transmission en diffus représente le meilleur compromis mais nécessite une puissance de transmission plus élevée que dans les autres scénarios. En étudiant l’impact sur les performances de la prise en compte des propriétés de réflexion des surfaces de l’environnement, nous montrons que cette puissance peut être déterminée de manière plus précise ce qui conduit à un dimensionnement de la puissance plus favorable. De plus nous explorons la possibilité d’utiliser un codage de canal en calculant la capacité avec blocage ce qui permet d’envisager une diminution de la puissance émise dans le cas du diffus jusqu’à un niveau comparable à celui des liens en visibilité directe This study focuses on performance analysis of optical wireless technology as an alternative solution to the radiofrequency one, for healthcare monitoring applications in hospital environments. In this context, an Infrared transmitter is placed on a patient coupled with medical sensors. Moreover, the patient is mobile in the defined environment. The receiver is fixed placed on the middle of the ceiling. Different transmission configurations are considered : optical wireless links with a line of sight propagation and different types of tracking systems and diffuse links based on reflections from environment surfaces. We consider three mobility models for the emitter : uniform, Gaussian and Random WayPoint. For each mobility model and for each configuration, we obtain the statistical distributions of the channel static gain and signal to noise ratio. For this purpose, we use either analytical expressions or a ray-tracing software especially for the diffuse case. In order to evaluate performance, we estimate the outage probability i. E. The probability of the link failure in terms of data rates, transmitted powers and quality of service. We show that in all configurations, this technology permits performing mobile healthcare monitoring according to the required quality of service. In order to have a simple and robust solution against possible link shadowing, we chose the diffuse solution as the best trade-off even though it requires more transmitted power than the line of sight links. To overcome this drawback, we study the possibility of using channel coding by calculating the outage capacity with permits decreasing the transmitted power to a value as low as the one for line of sight propagations

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El, Arab Ali. "Codage correcteur d'erreurs et spatio-temporel conjoint pour systemes MIMO cohérents et non-cohérents." Rennes, INSA, 2012. http://www.theses.fr/2012ISAR0011.

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Abstract:

L'objectif des travaux réalisés dans le cadre de cette thèse est d'étudier et de proposer des nouveaux schémas mutli-antennes (MJMO) sur canal de transmission radio-mobile. Les systèmes utilisant une détection cohérente à la réception souffrent souvent de la perte de leur efficacité spectrale due à l' insertion des symboles pilotes dans les trames transmises afin d'estimer le canal à la réception. En outre, l'estimation de canal n'est pas toujours évidente. D'autre part, dans la plupart des schémas de communications, le code correcteur d'erreurs est concaténé en série avec le code espace-temps. Nous présentons une nouvelle construction de codage combinant la fonction du codage correcteur d'erreurs, la modulation et le codage espace-temps clans une seu le fonction pour avoir un système plus robuste, plus performant et moins complexe. Ces nouveaux schémas de codage/décodage appelés Modulation Codée Matricielle (MCM) sont prévus pour fonctionner en absence de l'information sur le canal à la réception mais peuvent être adaptés pour fonctionner lors d'une détection cohérente. Les techniques de construction des schémas MCM sont optimisées en se basant sur des critères d'unicité d'un syndrome. Ces schémas MCM ont été d'abord conçus avec des codes correcteurs en blocs. La construction des schémas MCM à partir de codes convolutifs et des codes cortex a également été étudiée. En outre, un algorithme d'estimation aveugle et conjointe du canal a été réalisé lors du processus itératif de ces schémas. Grâce à cet algorithme, les schémas MCM possède l'avantage de commuter du mode de détection non-cohérente au mode de détection cohérente This thesis focuses on the studying and proposing new mutli-antennas (MIMO) schemes for radio-mobile communication. Coherent systems are those for which Channel State Information (CSI) is available at the transmitters and/or at the receivers and the ir performance strongly depend on the channel estimation. Genera li y, this CSI estimation requires the insertion of pilot-symbols in the transmitted frame which implies a spectral efficiency Joss of the global system. Moreover, channel estimation may not be evident in sorne cases. On the other hand, in most communication systems, the channel error correcting code is serially concatenated with the space-time code. We present a new construction combining the coding channel function coding, modulation and coding spacetime in a single function for a more robust, more efficient and Jess complex system. These new MIMO techniques of encoding 1 decoding called Matrix Coded Modulation (MCM) are dedicated mainly to operate without channel information at the receivers but can however be adapted to work in a coherent detection. The techniques of MCM conception are optimized based on the criteria of uniqueness of a syndrome. These MCM schemes were first conceived with error-correcting codes in blocks. Also, these new MCM schemes were developed with convolutional codes and c01tex codes. Moreover, a blind and joint channel estimation algorithm was achieved. With this new algorithm, the MCM has the advantage of switching from the noncoherent detection mode and coherent one

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Hajri, Salah Eddine. "L’amélioration des performances des systèmes sans fil 5G par groupements adaptatifs des utilisateurs." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLC029/document.

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Abstract:

5G est prévu pour s'attaquer, en plus d'une augmentation considérable du volume de trafic, la tâche de connecter des milliards d'appareils avec des exigences de service hétérogènes. Afin de relever les défis de la 5G, nous préconisons une utilisation plus efficace des informations disponibles, avec plus de sensibilisation par rapport aux services et aux utilisateurs, et une expansion de l'intelligence du RAN. En particulier, nous nous concentrons sur deux activateurs clés de la 5G, à savoir le MIMO massif et la mise en cache proactive. Dans le troisième chapitre, nous nous concentrons sur la problématique de l'acquisition de CSI dans MIMO massif en TDD. Pour ce faire, nous proposons de nouveaux schémas de regroupement spatial tels que, dans chaque groupe, une couverture maximale de la base spatiale du signal avec un chevauchement minimal entre les signatures spatiales des utilisateurs est obtenue. Ce dernier permet d'augmenter la densité de connexion tout en améliorant l'efficacité spectrale. MIMO massif en TDD est également au centre du quatrième chapitre. Dans ce cas, en se basant sur les différents taux de vieillissement des canaux sans fil, la périodicité d'estimation de CSI est supplémentaire. Nous le faisons en proposant un exploité comme un degré de liberté supplémentaire. Nous le faisons en proposant une adaptation dynamique de la trame TDD en fonction des temps de cohérence des canaux hétérogènes. Les stations de bases MIMO massif sont capables d'apprendre la meilleure politique d’estimation sur le uplink pour de longues périodes. Comme les changements de canaux résultent principalement de la mobilité de l'appareil, la connaissance de l'emplacement est également incluse dans le processus d'apprentissage. Le problème de planification qui en a résulté a été modélisé comme un POMDP à deux échelles temporelles et des algorithmes efficaces à faible complexité ont été fournis pour le résoudre. Le cinquième chapitre met l'accent sur la mise en cache proactive. Nous nous concentrons sur l'amélioration de l'efficacité énergétique des réseaux dotes de mise en cache en exploitant la corrélation dans les modèles de trafic en plus de la répartition spatiale des demandes. Nous proposons un cadre qui établit un compromis optimal entre la complexité et la véracité dans la modélisation du comportement des utilisateurs grâce à la classification adaptative basée sur la popularité du contenu. Il simplifie également le problème du placement de contenu, ce qui se traduit par un cadre d'allocation de contenu rapidement adaptable et économe en énergie 5G is envisioned to tackle, in addition to a considerable increase in traffic volume, the task of connecting billions of devices with heterogeneous service requirements. In order to address the challenges of 5G, we advocate a more efficient use of the available information, with more service and user awareness, and an expansion of the RAN intelligence. In particular, we focus on two key enablers of 5G, namely massive MIMO and proactive caching. In the third chapter, we focus on addressing the bottleneck of CSI acquisition in TDD Massive MIMO. In order to do so, we propose novel spatial grouping schemes such that, in each group, maximum coverage of the signal’s spatial basis with minimum overlapping between user spatial signatures is achieved. The latter enables to increase connection density while improving spectral efficiency. TDD Massive MIMO is also the focus of the fourth chapter. Therein, based on the different rates of wireless channels aging, CSI estimation periodicity is exploited as an additional DoF. We do so by proposing a dynamic adaptation of the TDD frame based on the heterogeneous channels coherence times. The Massive MIMO BSs are enabled to learn the best uplink training policy for long periods. Since channel changes result primarily from device mobility, location awareness is also included in the learning process. The resulting planning problem was modeled as a two-time scale POMDP and efficient low complexity algorithms were provided to solve it. The fifth chapter focuses on proactive caching. We focus on improving the energy efficiency of cache-enabled networks by exploiting the correlation in traffic patterns in addition to the spatial repartition of requests. We propose a framework that strikes the optimal trade-off between complexity and truthfulness in user behavior modeling through adaptive content popularity-based clustering. It also simplifies the problem of content placement, which results in a rapidly adaptable and energy efficient content allocation framework

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Portier, Fabrice. "Systèmes hertziens à forte efficacité spectrale pour les communications mobiles multi-antennes et multi-porteuses de 4e génération." Rennes, INSA, 2007. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00694774.

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Abstract:

Cette étude contribue aux projets européens sur les systèmes sans fil 4G et propose des solutions optimisées pour la voie descendante. Une approche unifiée des systèmes multiporteuses, multiutilisateurs, et multiantennes permet d’utiliser au mieux les propriétés du canal de propagation radio-mobile large-bande. Pour exploiter les gains de réseau d'antennes, diversité et multiplexage MIMO en fonction du contexte, une stratégie est dressée. La chaîne de communication numérique MIMO-OFDM-CDMA insiste sur la flexibilité des algorithmes linéaires adoptés. L’optimisation repose sur des techniques de codage et d'estimation temps/fréquence/espace innovantes. Par pragmatisme, nous exploitons la diversité pour assurer robustesse, détection simple et compatibilité avec l'ensemble des terminaux. Nous proposons également des solutions à fort potentiel en haut-débit mobile dès que le nombre d'antennes augmente, avec une simple détection MMSE. Enfin, nous introduisons des méthodes d'estimation du canal MIMO adaptées, utilisant des pilotes répartis ou les données décodées de manière itérative. Les résultats confirment la pertinence des solutions développées This study contributes to European projects on 4G wireless systems and proposes optimized downlink solutions. The considered multi-carrier, multi-user and multi-antenna systems intend to benefit from the properties of the wideband mobile propagation channel. The strategy depicted takes advantage of the antenna array, diversity and MIMO multiplexing gains depending on the context. The MIMO-OFDM-CDMA digital communication chain insists on the flexibility of the algorithms. The optimization also relies on innovative techniques for coding and estimating in space/time/frequency. First, pragmatism means exploitation of diversity to ensure robustness, simple detection and compatibility with a wide range of terminals. Then, we suggest additional high-rate solutions when the number of antennas increases, with a simple MMSE detection. Finally, we introduce proper MIMO channel estimation schemes, using scattered pilots and iterative methods with decoded data. The various results exhibit the relevance of the developed solutions

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Rabobason, Yvon Georges. "Modélisation de système antennaire flexible à bas coût pour objets communicants non planaire." Rouen, 2016. http://www.theses.fr/2016ROUES060.

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Abstract:

L’électronique flexible est actuellement considérée comme une des solutions technologiques face aux contraintes géométriques, baisse de coût et aux exigences technologiques. Cette émergence devra à terme alimenter le marché des vêtements connectés ou l’électronique implantée (in-body electronics). Toutefois, la technologie flexible n’est pas à maturité et présente quelques questions qui restent à soulever comme le choix de substrats à la fois efficace, respectueux de l’environnement et à moindre coûts, la modélisation (numérique ou analytique) d’un système ou sous-système flexible, ou l’analyse des phénomènes Electromagnétiques liés à la forme géométrique non planaire. Ce manuscrit présente le mémoire de mes travaux de thèse qui s’articulent sur la modélisation de système antennaire flexible à bas coût pour objets communicants non planaires. Le premier chapitre introduit les différents paramètres comme le facteur de qualité, les efficacités, le gain ou la polarisation, permettant d’évaluer les performances d’une antenne. Par la suite, des travaux sur différentes structures antennaires, qui se distinguent par l’emploi de substrats flexibles sont présentés et discutés afin de correctement choisir la structure antennaire la plus adéquate aux systèmes flexibles. Ce chapitre se termine par la caractérisation des substrats plastiques souples communément utilisés et qui a vu notre choix s’orienter vers les substrats Kapton HN, qui présentent le meilleur compromis efficacité-coût-robustesse. Les phénomènes EM associés à l’utilisation d’une structure d’antenne patch flexible sont analysés. Des nouvelles formules pour évaluer l’efficacité de rayonnement selon des scénarios de courbures distincts sont établies. Une méthodologie permettant une approche d’analyse et de modélisation des réseaux d’antennes patch 1×2 passif et actif est développée. En dernier lieu, deux nouvelles structures d’antennes souples et performantes en termes de bande passante et efficacités de rayonnement, sont proposées, étudiées et comparées. L’influence de la courbure de ces antennes large bande ont été étudiées en fonction d’un modèle de canal de propagation indoor. L’effet combiné du canal et de la courbure sur le gain effectif moyen des antennes est analysé et discuté Flexible electronics is currently considered as one of the technological solutions to face up to geometric constraints, lower cost and technological requirements. This emergence will ultimately drive the market for connected clothing, implanted electronics (in-body electronics). However, the flexible technology is not mature and has some issues that remain to lift as the choice of substrates both effective, environmentally friendly and at lower costs, modeling (analytic or digital) of a system or flexible subsystem, or the analysis of electromagnetic phenomena related to non-planar geometry. This manuscript presents the memory of my PhD thesis that focuses on the modeling of flexible antenna system for low-cost non-planar communicating objects. First, the different parameters such as the quality factor, antenna efficiencies, gain or bias, for evaluating the performance of an antenna are introduced. Subsequently, research work on flexible substrate based different antenna structures is presented. The main characteristics of flexible plastic substrates commonly used are addressed. The choice towards the substrates Kapton HN, as the best compromise cost-effectiveness robustness is justified. The influence of the antenna curvature constitutes the main object of the present PhD thesis. In this way, the study on the EM phenomena associated with the use of a flexible patch antenna structure is developed. Novel analytical formulas for assessing the antenna radiation efficiency in discrete curvatures scenarios are established. In addition, a methodology providing an analysis and modeling approach to passive and active 1×2 antenna arrays is presented and validated. Finally, two new structures of flexible high performance antennas in terms of bandwidth and radiation efficiencies are designed and implemented. The Kapton-based broadband structures are based on slots antenna topology with new matching adaptation technique by the use of lumped elements. The influence of the curvature on the slot antenna prototypes are analyzed and discussed

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Boher, Laurent. "Etude et mise en oeuvre de récepteurs itéractifs pour systèmes MIMO." Rennes, INSA, 2008. http://www.theses.fr/2008ISAR0017.

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Abstract:

Les systèmes MIMO constitués de plusieurs antennes à l'émission et à la réception offrent un gain en capacité grâce à l'exploitation de la diversité spatiale. La plupart des techniques MIMO introduisent cependant de l'interférence co-antenne qui doit être annulée pour profiter au mieux de la diversité. Les techniques itératives basées sur le principe de la turbo-égalisation permettent de traiter cette interférence mais souffrent d'une forte complexité. On étudie ici la faisabilité et la complexité de solutions itératives pour des systèmes MIMO. Tout d'abord, l'étude des solutions itératives existantes nous mène vers un détecteur à base de filtres linéaires qui offre un bon compromis performances/complexité. Ensuite, une architecture de récepteur performante est définie. On étudie notamment la réalisation des calculs matriciels du filtrage MMSE et l'ordonnancement des échanges entre détection et décodage. Enfin, une intégration sur FPGA permet d'évaluer les architectures proposées MIMO systems, associating multiple antennas at transmission and reception, allow a significant gain in capacity thanks to exploitation of spatial diversity. Though they are promising, most of MIMO techniques insert co-antenna interference that must be cancelled to fully exploit the diversity of the channel. Iterative solutions based on turbo-equalization principle allow the interference to be treated but are relatively complex to implement. The aim of this thesis is to study the feasibility and the complexity of the integration of iterative receivers for MIMO systems. Firstly, an analysis of existing iterative solutions leads us to consider a MIMO detector based on linear filters that offers an interesting performance/complexity trade-off. Then, an efficient receiver architecture has been defined. We especially study the integration of matrix calculations for MMSE filtering and the scheduling of the exchanges between detection and decoding. Finally, an integration on FPGA allows the evaluation of proposed architectures

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Lacerda, Neto Raul Liberato de. "Exploiting the wireless channel for communication." Nice, 2008. http://www.theses.fr/2008NICE4049.

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Abstract:

The recent development in digital communications has made wireless networks one of the most promising areas of research. Fueled by the advances in digital processing, high data rate connections have recently become the focus of research in the communication domain. The growth of the Internet and the introduction of a multitude of applications culminated in a new era of communications in which wireless networks play a very important role. However, the wireless environment still offers some challenges that need to be addressed before meeting next generation mobile requirements. Due to imperfect channel characterization and modeling, much of the potential of the wireless environment is wasted. Furthermore, the need of multiple simultaneous connections lead to the use of multiple access schemes that were not designed to cope with some of the wideband/multiple antenna wireless characteristics. The objective of the thesis is to treat these two points. The first part of this thesis is dedicated to the use of bayesian probability theory tools that enable the derivation of models based only on partial knowledge of the environment. Using Jaynes' maximum entropy principle, we present a framework that allows us to infer on the channel characteristics by choosing probability distributions that maximize entropy under the constraints that represent the actual state of knowledge. This technique is at the heart of scientific inference and has applications in many other fields. Probabilistic channel Models for two different types of environment are derived: wideband channels and multiple-input multiple-output (MIMO) channels. In the second part, the multiple access problem for ultra wideband (UWB) systems is considered. Despite the large amount of work conducted during recent years on UWB technology, no scheme can cope with the high dispersion of UWB channels and still offer reasonable spectral efficiency. An innovative scheme that exploits the users' channels to guarantee multiple access is introduced, entitled channel division multiple access (ChDMA) Le récent développement des communications mobiles a fait des réseaux sans fil un des secteurs technologiques les plus prometteurs. Stimulé par les avancées en traitement de l'information, le haut débit est récemment devenu le centre de la recherche dans le domaine des communications. La croissance des flux Internet et l'introduction d'une multitude d'applications ont abouti à une nouvelle ère des communications dans lesquelles les réseaux sans fil jouent un rôle très important. Cependant, l'environnement sans fil offre toujours quelques défis qui doivent être adressés avant d'atteindre les pré-requis nécessaires pour les futurs réseaux sans fils. En raison de la caractérisation imprécise du canal de transmission, une grande partie du potentiel du canal sans fil est gaspillé. En outre, les schémas de communications multi-utilisateurs actuels n'exploitent pas convenablement les différents degrés de liberté (espace et bande) du canal. Le but de cette thèse est de traiter précisément ces deux points. La première partie de cette thèse est consacrée à l'utilisation des outils de théorie des probabilités bayésiens qui permettent de générer des modèles basés seulement sur la connaissance partielle de l'environnement. A partir du principe de maximisation d'entropie, nous présentons une approche qui permet d'inférer sur les caractéristiques des canaux en choisissant les distributions de probabilité qui maximisent l'entropie sous des contraintes qui représentent l'état de la connaissance de l'environnement. Cette technique est à la base des procédés d'inférences et a connu un large succès dans différentes disciplines. Des modèles pour deux différents types d'environnement sont analysés et proposés: canaux à large bande et canaux multi-antennes (MIMO). Dans la deuxième partie, le problème d'accès multiple pour les systèmes ultra large bande (UWB) est étudié. Malgré la grande quantité de travaux effectués ces dernières années sur la technologie d'UWB, aucune technique d'accès multiple n'exploite actuellement la dispersion élevée des canaux d'UWB, ce qui engendre une faible efficacité spectrale. Un schéma innovant qui exploite les canaux des utilisateurs s'intitulant "Channel Division Multiple Access" (ChDMA) est proposé. Ce schéma fournit une solution très simple tout en obtenant une efficacité spectrale élevée

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Maréchal, Nicolas. "Consensus de moyenne dans les réseaux de capteurs : applications et optimisation." Lyon, INSA, 2009. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2009ISAL0078/these.pdf.

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Abstract:

En fonction de leur application, les réseaux ad hoc de capteurs peuvent être composés d’un nombre plus ou moins important de nœuds avec des contraintes sur leur taille, coûts, consommation énergétique et par corollaire sur tout un ensemble d’autres paramètres. Ces contraintes caractéristiques se traduisent par le besoin d’une utilisation de méthodes distribuées d’auto-organisation et de traitement des données. En particulier, la classe des algorithmes de consensus de moyenne (ACM) initialement conçue pour le calcul de la valeur moyenne d’un jeu de paramètres distribués, est une brique de base amenée à jouer un rôle important pour des protocoles/algorithmes applicatifs complexes. L’objectif de cette thèse est de fournir des éléments d’amélioration et d’application de cette catégorie d’algorithme. La thèse s’est focalisée dans un premier temps sur des méthodes de caractérisation et d’optimisation des ACM de l’état de l’art. Dans un second temps, deux nouveaux algorithmes sont proposés afin de réduire le coût énergétique. Le premier se place dans un cadre d’estimation et vise à prendre en compte de nouvelles informations plus rapidement. Le second permet d’utiliser la nature diffusante du canal radio et présente l’avantage de ne pas nécessiter de mécanismes contrôle (acquittements). Enfin, des applications à la synchronisation fine d’horloge (couche physique) et à la cartographie paramétrique (couche application) sont décrites et apportent une concrétisation du besoin Depending on their applications, sensor networks may be composed of a varying number of nodes having severe constraints on their size, cost, energetic consumption, and as a consequence on a large set of related parameters. These characteristics involve the need of distributed methods for organization and data processing. In particular, the class of average consensus algorithms (ACA), initially designed for computing the empirical mean of a set of input parameters, is a building block which is about to play an important role for complex applicative algorithms/protocols. The goal of this thesis is to provide elements for improving this category of algorithms, and validating them on some applications. In a first time, it focuses on characterization and optimization methods applied to ACA from the state of the art. Then, two new algorithms are proposed in order to reduce the energetic cost. The first one takes place in an estimation framework and aims at taking quickly account of fresh information. The second algorithm focuses on reducing the communication cost by exploiting the diffusive nature of wireless communications and requiring no transmission control mechanism (such as acknowledgements or synchronization). To finish with, applications to fine synchronization of clocks (physical layer) and to parametric cartography (application layer) are given

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Abou, Chakra Sara. "La boucle locale radio et la démodulation directe de signaux larges bandes à 26 GHz." Paris, ENST, 2004. http://www.theses.fr/2004ENST0045.

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Abstract:

La Boucle Locale Radio (BLR) est un système qui connecte les abonnés du réseau téléphonique commuté public avec une liaison radio. En France, les bandes de fréquence allouées à la BLR sont autour de 3,5 et 26 GHz. Une boucle constituée de deux liaisons à 26 GHz a été simulée avec le logiciel ADS et ensuite mise en œuvre au laboratoire RFM à l'ENST. Les récepteurs employés dans ce système utilisaient une architecture superhétérodyne. Afin de réduire la complexité de ces récepteurs, tout en gardant les mêmes performances du système, une architecture homodyne a été proposée en introduisant le réflectomètre cinq-port. Le démodulateur cinq-port est un composant constitué d'un circuit interférométrique à deux entrées RF suivi par trois détecteurs de puissance délivrant trois tensions de sortie. Un circuit permettant la démodulation directe de signaux larges bandes à 26 GHz a ainsi été réalisé en technologie MHIC. La régénération des signaux I&Q à partir des trois tensions de sortie du démodulateur cinq-port nécessite une procédure de calibrage. Par conséquent, une méthode adaptative d'auto-calibrage, intégrant toutes les procédures de synchronisation nécessaires, a été conçue afin de corriger toutes les distorsions du système et de régénérer les signaux en bande de base. La transmission de signaux modulés en QPSK et en 16QAM avec des débits binaires atteignant 40 Mbit/s a validé le fonctionnement du système complet. Les performances obtenues en termes de taux d'erreurs binaires et de sensibilité étaient très proches de celles définies par la norme IEEE 802. 16c de la BLR The Wireless Local Loop (WLL) is a system that uses radio signals to complete the "last mile" between the subscribers and the Public Switched Telephone Network. The frequency bands allocated to the WLL in France are around 3. 5 and 26 GHz. A loop constitued of two transcievers working at 26 GHz was simulated with the ADS software, and then implemented in the RFM laboratory at ENST. This platform receivers were using a superheterodyne architecture. In order to reduce the receiver complexity while keeping the same system performances, a homodyne receiver architecture was proposed by introducing the five-port reflectometer. The five-port demodulator is a component constitued of an interferometric circuit with two RF inputs followed by three power detectors delivering three output voltages. A circuit performing broadband direct demodulation at 26 GHz was then designed in MHIC technology. The regeneration of the I&Q signals from the three output voltages of the five-port demodulator requires a calibration procedure. Thus, an adaptative self-calibration method, including all needed synchronisation procedures, was defined in order to compensate all system distorsions and regenerate the baseband signals. The transmission of modulated signals by QPSK or 16QAM with bit rates reaching 40 Mbit/s validated the complete system. The obtained performance in term of bit error rate or sensitivity were very similar to those defined in the IEEE Standard 802. 16c of the WLL

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Varela, santana Thomas. "Intérêt de la communication direct entre équipements mobiles dans les réseaux radio sans fil." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLC083/document.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous étudions plusieurs scénarios de communication pour les futurs réseaux sans fil. Plus particulièrement, cette thèse porte son attention sur comment la communication directe entre équipements mobiles (D2D) peut améliorer les performances des technologies existantes dans les systèmes sans fil. Le premier scénario étudié durant cette thèse est celui de la communication par multidiffusion d’un message commun entre un émetteur et plusieurs récepteurs. Il peut être illustré par le streaming vidéo, les messages d’alerte à destination de la police ou des pompiers ou des ambulanciers. Le second scénario étudié est celui d’une transmission à contraintes critiques en latence et en fiabilité. Ce dernier est illustré par son implication primordiale dans les futures technologies telles que les voitures connectées, avec pour but d’éviter des accidents, ou bien les machines connectées pour améliorer les services hospitaliers tels que la télé-chirurgie entre autres. Le dernier scénario étudié est celui de la localisation d’un groupe d’équipement dans un réseau densément peuplé tel qu’on peut trouver dans le contexte des objets connectés en masse. En général les objets communiquent entre eux à un niveau local et sont intéressés par des services communs et locaux. Plus concrètement, dans cette thèse, nous montrons les bienfaits de la communication D2D dans les trois scénarios précédents. Dans le cas du premier scénario de multidiffusion, contrairement à la tendance habituelle d’avoir un taux de transmission qui diminue en fonction du nombre d’équipements mobiles (en particulier, car l’équipement émetteur doit adapter sa transmission à l’équipement récepteur en plus mauvaise condition), en ajoutant la communication D2D, on observe que ce même taux de transmission augmente en fonction du nombre d’équipements mobiles présents. Dans le deuxième scénario où la communication est soumise à des contraintes de fiabilité et de latence exigeantes, nous déduisons une politique de retransmission optimale et proposons une autre politique semi-optimale qui est beaucoup moins gourmande en temps et qui a prouvé son optimalité dans plusieurs cas pratiques. Enfin dans le dernier scénario, nous proposons une méthode de localisation d’équipements mobile et l’étudions dans plusieurs environnements (avec et sans visibilité directe dans les cas intra-muros et extérieurs). L’identification de ces zones est ensuite utilisée pour créer de petites cellules virtuelles adaptatives aux situations changeantes et non prédictibles, dans le but de réduire les coûts liés aux infrastructures actuelles This thesis studies D2D communication in realistic and challenging scenarios for future wireless systems. In particular, the thesis focuses on how may D2D communication help other technologies to enhance their performance. The first wireless scenario is the one of multicasting, used for example in video streaming or common alert message transmission for police, firefighters or ambulances. The second wireless scenario is the critical one of URLLC expected to be used to avoid cars crashes in the upcoming V2X context, and also when connecting machines together in environments like connected hospitals, airports, factories (industry 4.0), and last but not least in e-health context in order to enhance medical tele-surgery. The last wireless scenario is the one of UE group localization in the context of massive IoT, where devices are interacting with each other and are mostly confined in local groups, needing local services. In the multicast channel scenario, where a transmitter wishes to convey a common message to many receivers, it is known that the multicast rate decrease as the number of UEs increases. This vanishing behavior changes drastically when enabling the receivers to cooperate with each other via D2D. Indeed, the multicast rate increases with high probability when the number of receivers increases. This chapter also analyzes the outage rate of the proposed scheme in the same setting. Extensions regarding firstly resource utilization and secondly considering the use of HARQ are also analyzed. Next chapter addresses one of the major challenges for future networks, named URLLC. Specifically, the chapter studies the problem of HARQ with delayed feedback, where the transmitter is informed after some delay on whether or not his transmission was successful. The goal is to minimize the expected number of retransmissions subject to a reliability constraint within a delay budget. This problem is studied at two levels: (i) a single transmitter faced with a stochastic i.i.d. noisy environment and (ii) a group of transmitters whom shares a collision channel. Then the chapter that follows provides a cooperative UE mapping method that is highly accurate. Four different channel models are studied in this chapter: LOS and NLOS for indoor and outdoor environments. The results show significant improvement compared to already existing methods. Identifying the dense local areas in real time and informing the network allows the Base Station (BS) to increase the capacity through highly directive beams, and therefore, avoids the deployment cost of new infrastructure

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Barbot, Nicolas. "Codage de canal pour les communications optiques sans fil." Limoges, 2013. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/17c6e7fe-9e55-4e8e-a9f3-3ae053b9877c/blobholder:0/2013LIMO4020.pdf.

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Abstract:

Cette thèse aborde la performance du codage de canal pour les communications optiques sans fil indoor. L’application visée concerne la télésurveillance des données physiologiques de patients mobiles en milieu hospitalier. Après avoir présenté les caractéristiques des liens optiques infrarouges en visibilité directe et en diffus, les techniques permettant de fiabiliser le canal optique non stationnaire à variations lentes notamment par l’emploi de codes correcteurs d’erreurs et de codes correcteurs d’effacements, sont introduites. Les performances des codes de Reed Solomon et LDPC sont évaluées et comparées à la probabilité de blocage du canal optique mobile. L’étude permet de montrer que l’efficacité des codes augmente avec le rendement au prix d’une probabilité de blocage élevée impactant directement les couches supérieures. La performance du codage correcteur d’effacement (codage LT) est alors étudiée en termes de débits atteignables et comparée à la performance de l’ARQ hybride ainsi qu’à la capacité avec blocage. L’étude met en évidence que le codage LT permet d’augmenter le débit effectif et de réduire la puissance optique émise ce qui est important pour une application de télésurveillance médicale, embarquée sur le patient This thesis deals with the performance of channel coding for wireless optical communications in an indoor environment in the context of mobile patient monitoring. After presenting the optical channel characteristics of LOS and diffuse links, error correcting codes and erasure correcting codes are introduced as a way to achieve reliable transmissions over the non stationary optical channel. The performance of Reed Solomon codes and LDPC codes is then determined and compared to the outage probability of the optical channel. The results show that the performance of LDPC codes increases with the code rate at the expense of an higher outage probability which is a typical parameter for the higher layers. The performance of erasure correcting codes (LT codes) is then studied in terms of achievable rate and compared to the performance of hybrid ARQ and outage capacity. The study shows that LT codes can increase the achievable rate and reduce the optical emitted power which is important for healthcare applications, embedded on the patient

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Wetterwald, Michelle. "Contrôle de terminaux multi-modes autonomes dans des environnements sans fil hétérogènes et indépendants." Thesis, Paris, ENST, 2012. http://www.theses.fr/2012ENST0064/document.

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Abstract:

Nous assistons actuellement à une évolution considérable des communications mobiles. En l’absence d’accord entre les fournisseurs, changer son point d’attachement au réseau signifie encore casser la session en cours et dépendre de l'application pour récupérer les données perdues. De même, il n'est guère possible pour un utilisateur mobile de contrôler la connectivité de son appareil. L'objectif de cette thèse est de présenter le concept d'une structure technologique innovante pour le contrôle autonome des terminaux multimodes dans les environnements sans fil hétérogènes et non fédérés. Son but est de permettre à un terminal auto-configuré de se connecter et de se déplacer de manière transparente à travers des réseaux indépendants, tout en respectant les choix et préférences de son utilisateur. Le schéma obtenu implique des mécanismes d’abstraction et inter-couches. Il tient compte de contraintes basées sur les systèmes sans fil hétérogènes, les architectures autonomes, et permet l’exécution de services génériques comme le choix du réseau d'accès et la gestion de la connectivité et des sessions. Ce schéma s'applique au terminal mobile, avec des mécanismes dissociés de l'infrastructure réseau. La thèse analyse comment les technologies existantes sont améliorées et combinées avec de nouvelles fonctionnalités pour atteindre cet objectif, et donne une description de l'ensemble du concept et de sa mise en œuvre. Un modèle simulé est utilisé pour évaluer la validité de la structure proposée. Diverses applications à des systèmes réels mettant en œuvre les éléments de cette architecture sont présentées, faisant ressortir la généralité et les principaux avantages du concept Recent years have witnessed a massive evolution of mobile communications. When no agreement between the network providers exists, changing the attached network still means breaking the session and relying on the application to recover the lost data. In parallel, it is hardly possible for a mobile user to control the connectivity of his terminal. The objective of this thesis is to present the concept of an innovative technological framework for the autonomous control of multimode terminals in heterogeneous and non-federated wireless environments. The aim is to enable a self-configuring terminal to connect and roam seamlessly across independent networks, while respecting its user’s choices and preferences. The target scheme involves abstraction and cross-layer mechanisms. It takes into account constraints based on heterogeneous wireless systems, autonomous architectures and enables generic services such as smart access network selection, connectivity and session management. This scheme applies to the mobile terminal, with mechanisms independent of the network infrastructure. The thesis analyses how existing technologies are enhanced and combined with new features to achieve this objective and gives a description of the overall concept and of its implementation. A simulated model is used to assess the validity of the proposed framework. Diverse applications to real systems that implemented the components of this framework are presented, highlighting the generality and key benefits of the concept

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Mouhamadou, Moctar. "Contribution au développement et à l'optimisation d'un démonstrateur d'antennes adaptatives : Application à des systèmes de communications sans fil haut débit : WiMax." Limoges, 2007. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/361df6d6-7ddc-43a3-b186-747beed431b9/blobholder:0/2007LIMO4010.pdf.

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La tendance actuelle est d'utiliser les systèmes multi-antennes en émission et en réception afin d'utiliser au mieux le spectre radioélectrique et d'améliorer la liaison radio pour les systèmes de communications sans fil. C'est dans ce contexte que s'inscrit ce mémoire de thèse qui porte sur l'étude et l'optimisation d'un démonstrateur d'antennes intelligentes. Après avoir effectué une étude approfondie des méthodes de détection de directions d'arrivée des signaux RF et développé une technique de formation de lobe, deux prototypes de système d'antenne adaptative ont été développés dans la bande WiMax (3. 4 - 3. 5 GHz) et validé expérimentalement. Le premier prototype fonctionnant en réception est basé sur les liaisons de type Uplink. Il utilise les démodulateurs cinq-ports et le système de formation numérique de faisceau où les poids sont calculés par l'algorithme SQP (technique de synthèse développée) et appliqués directement aux signaux en bande de base afin d'améliorer la qualité des signaux reçus c'est-à-dire améliorer le rapport signal à interférent plus bruit. Le deuxième fonctionnant en émission est basé sur les liaisons de type Downlink, c'est un système analogique de formation de faisceau utilisant les modulateurs vectoriels commandés numériquement à partir de la loi d'alimentation donnée par la synthèse de diagramme (algorithme SQP) afin de concentrer le rayonnement émis dans la direction privilégiée du récepteur utile. Ces deux systèmes sont complémentaires dans la mesure où ce dernier utilise les résultats de mesure de DoA du premier pour adapter son diagramme de rayonnement en fonction de la position angulaires des sources The current tendency is to use the multi-antennas systems in emission and/or reception in order to optimize the radioelectric spectrum as well as possible and to improve the radio connexion for the wireless communication systems. It is in this context that this thesis is related to the study and optimization of a demonstrator of smart antennas. After having carried out a thorough study of the detection methods of directions of arrival of the RF signals and having developed a beamforming technique, two prototypes of adaptive antenna system were developed in the WiMax band (3. 4 - 3. 5 GHz) and experimentally validated. The first system functioning in reception is based on the Uplink. It uses the five-port demodulators and the numerical beamforming system where the weights are calculated by the SQP algorithm (technique of pattern synthesis developed) and directly applied to the signals in baseband in order to improve quality of the received signals i. E. To improve the signal to interference plus noice ratio. The second system functioning in emission is based on the Downlink ; it is an analogical beamforming system using the vectors modulators controlled numerically, starting form the weight given by the array pattern synthesis (SQP algorithm) in order to concentrate the radiation emitted in the desired direction of the useful receiver. These two systems are complementary insofar as the last one uses the results of measurement of DoA of the first one to adapt its radiation pattern according to the position angular of the sources

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Ngo, Thi Minh Hien. "Etude et construction d'une nouvelle classe de codes temps-espace en treillis pour les futurs systèmes MIMO." Rennes, INSA, 2009. http://www.theses.fr/2009ISAR0015.

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Les travaux de cette thèse portent sur la proposition d’une méthode de construction d’une nouvelle classe de codes temps-espaces en treillis dits « équilibrés ». Les codes équilibrés sont des codes qui utilisent les points de la constellation MIMO d’une façon équiprobable si les données binaires sont générées d’une façon équiprobable par une source sans mémoire. En comparant avec les codes publiés, on remarque que ce sous-ensemble de codes contient les meilleurs codes STTC. On peut alors limiter la recherche systématique des meilleurs codes seulement à cette famille de codes. Cette thèse présente une méthode originale de construction des codes QPSK STTC équilibrés à 2, 3 antennes d’émission. Cette méthode est également généralisée pour des systèmes avec un nombre d’antennes d’émission et un nombre d’états du codeur quelconques. Une liste complète des meilleurs codes à 4 états et 16 états pour 2 antennes et plusieurs codes équilibrés pour 3 et 4 antennes d’émissions sont aussi donnés New class of QPSK Space Time Trellis Codes (STTC) for several transmit antennas is presented in this thesis. We propose to call these codes “Balanced STTC” because they use the points of the MIMO constellation with the same probability. Comparing to known codes, these codes offer the best performance. Therefore, the systematic search for good codes can be reduced to this class. It is shown that all the best published codes are balanced. This thesis presents an original method to design these balanced STTC and gives a complete list of the best 4-state et 16-state codes for 2 transmit antennas. Several balanced codes for 3 and 4 transmit antennas are also given

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Habib, Gilbert. "Qualité de service et qualité de controle d'un système discret controlé en réseau sans fil : proposition d'une approche de co-conception appliquée au standard IEEE 802.11." Thesis, Nancy 1, 2010. http://www.theses.fr/2010NAN10093/document.

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Abstract:

L'utilisation de la communication sans fil dans les applications de contrôle offre de nombreux avantages comme la mobilité. Toutefois, la communication sans fil souffre de nombreux inconvénients tels que la perte d'information, délais aléatoires. Ces problèmes sont essentiellement induits par le non déterministe du comportement de la communication sans fil qui peut avoir un impact négatif sur la performance du système. L'objectif de ce travail porte sur l'amélioration des performances de Systèmes Discrets Contrôlés via un Réseau Sans fil. Ses systèmes sont caractérisés par une commande logique distribuée sur des automates programmables et des boîtiers d'entrées/sorties déportés communiquant via un réseau de communication sans fil, IEEE 802.11. L'approche proposée repose sur un processus de co-conception basé : un, sur une modélisation conjointe des comportements de la commande et du réseau au travers de modèles SED déterministes pour la commande et stochastiques pour le réseau, et sur la simulation pour évaluer les performances des SDCR sans fil et notamment leur temps de réponse. Deux, la proposition d'un algorithme qui alloue dynamiquement les priorités définies par l'IEEE 802.11e sur les trafics de communication en fonction des besoins et des états de la commande; cet algorithme est évalué sur un cas d'étude, pour lequel la communication sans fil induit des risques de collision entre des équipements d'une installation industrielle, en utilisant l'environnement de simulation précédemment défini. Les simulations montrent une amélioration de la performance du système surtout dans des cas où le réseau est très chargé Using wireless communication in the control system introduces many advantages like reduced wiring costs but also many drawbacks such as the delays, packet losses... which may disturb the system performance. The objective of this thesis is to improve the performance of a Wireless Networked Discrete Control System. This kind of system is characterized with a logic command distributed among PLC and plant part communicating through a wireless network, IEEE 802.11. The proposed approach is based on a co-design concept by simultaneously modeling the behavior of the command part (deterministic), and network part (non deterministic). Simulation tools do not cope with this co-design point of view because they are generally either ?control design? or ?network analysis? dedicated. Two solutions are explored: first, by integrating the network model into a control-oriented tool, Matlab-Truetime library and second, by integrating the discrete control system behavior into a network-oriented tool, OPNET. Comparisons between these tools confirm the possibility of modeling a WNDCS using Matlab-Truetime (with some modifications) and OPNET. Moreover, an algorithm is proposed to improve the global system performance; it dynamically allocates IEEE 802.11e priorities to the communication traffic with regard to the control requirements and the current state of the system, but also by taking into account the current quality of service provided by the network. Simulations of a case study performed using OPNET have highlighted the efficiency of the proposed algorithm

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Toufik, Issam. "Allocation dynamique des ressources dans les futurs systèmes cellulaires." Paris, ENST, 2006. http://www.theses.fr/2006ENST0053.

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Abstract:

Nous considérons le problème d’allocation du canal avec des contraintes dures d’équitabilité pour les systèmes multi-utilisateurs à bande large. Nous démonterons que, pour ces systèmes, avec les ressources intelligemment allouées, garantir une Qualité de Service pour l’ensemble des utilisateurs n’est pas synonyme de dégradation importante des performances. Nous considérons d’abord une system multi-utilisateurs avec une seule antenne et nous donnons une définition de la Capacité limitée par le délai avec une caractérisation lagrangienne de sa surface de frontière. On propose un algorithme itératif pour trouver l’allocation de ressources permettant à un ensemble d’utilisateurs d’atteindre leur vecteur de débits cibles avec un minimum de puissance. Nous proposons également différents algorithmes pour l’allocation de ressource avec une signalisation orthogonale et avec différentes contraintes dures d’équitabilité. On montre que ces algorithmes équitables réalisent des performances approchant celles de l’allocation optimale. Nous étendons par la suite notre étude au cas multicellulaire avec des antennes multiples. Nous montrons comment la dimension spatiale affecte les performances du système en termes d'efficacité spectrale et du débit minimum alloué. Nous proposons différentes techniques d'attribution et de transmission avec une extension de l’étude aux antennes distribuées. Nous abordons egalement un autre problème très important pour les futurs systèmes de communication sans fil: la réduction du feed-back. Ainsi nous proposons différents schémas de feedback des informations sur la qualité du canal pour les systèmes de MIMO-OFDMA avec beamforming opportuniste In this thesis, we consider the interesting problem of channel allocation for multiuser wideband systems with Hard Fairness constraints. We first address the problem of resource allocation for single cell single antenna wideband Multiple Access Channels (MAC) under hard fairness constraints. We show that for wideband systems, with intelligently allocated resources, guaranteeing QoS for a set of users is not necessarily accompanied with a huge system performance degradation. We define the Delay-Limited capacity with a Lagrangian characterization of its boundary surface. An iterative algorithm for resource allocation to achieve a rate vector target with minimum power is proposed. We also propose different algorithms for resource allocation when orthogonal signaling is adopted with different hard fairness constraints. It is shown through numerical results that these orthogonal signaling fair algorithms achieve performances approaching that of the optimal delay limited strategy. We then extend our study to the downlink of multiple antenna multi-cellular wideband systems. We show how the additional spatial dimension affects the system performance in terms of spectral efficiency and minimum allocated channel gain. We propose different allocation and transmission techniques. We then extend our study to multi-cellular systems and show the benefit from using distributed antennas in terms of both system throughput and fairness. We also address another important issue of future wireless systems: Feed-back load. We propose different feed-back schemes, for MIMO-OFDMA systems with opportunistic beamforming

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Koné, Cheick Tidjane. "Conception de l'architecture d'un réseau de capteurs sans fil de grande dimension." Thesis, Nancy 1, 2011. http://www.theses.fr/2011NAN10056/document.

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Abstract:

Cette thèse considère les réseaux de capteurs sans fil (RCSF) de grande dimension (de l'ordre du million de noeuds). Les questions posées sont les suivantes : comment prédire le bon fonctionnement et calculer avant déploiement les performances d'un tel réseau, sachant qu'aucun simulateur ne peut simuler un réseau de plus de 100 000 noeuds ? Comment assurer sa configuration pour garantir performance, passage à l'échelle, robustesse et durabilité ? La solution proposée dans cette thèse s'appuie sur une architecture de RCSF hétérogène à deux niveaux, dont le niveau inférieur est composé de capteurs et le niveau supérieur de collecteurs. La première contribution est un algorithme d'auto-organisation multi-canal qui permet de partitionner le réseau inférieur en plusieurs sous-réseaux disjoints avec un collecteur et un canal de fréquence par sous-réseau tout en respectant le principe de réutilisation de fréquence. La seconde contribution est l'optimisation du déploiement des collecteurs car leur nombre représente celui des sous-réseaux. Les problèmes traités ont été : l'optimisation des emplacements des puits pour un nombre prédéfini de puits et la minimisation du nombre de puits ou du coût pour un nombre prédéfini de sauts dans les sous-réseaux. Une solution intuitive et appropriée pour assurer à la fois performances réseaux et coût, est de partitionner le réseau inférieur en sous-réseaux équilibrés en nombre de sauts. Pour ce faire, la topologie physique des puits est une répartition géographique régulière en grille (carrée, triangulaire, etc.). Des études théoriques et expérimentales par simulation des modèles de topologie montrent, en fonction des besoins applicatifs et physiques, la méthodologie de choix et le calcul des meilleures solutions de déploiement This thesis considers the large-scale wireless sensor network (LSWSN) consisting of million nodes. The questions are: how to predict the good working and to compute before deployment the performances of such a network, knowing that no simulator can simulate a network of more than 100000 nodes? How to ensure its configuration to ensure performance, scalability, robustness and longevity? The solution proposed in this thesis is based on a two-tiered heterogeneous architecture of WSN in which the level 1 is composed of sensors and the level 2 of collectors. The first contribution is a multi-channel self-organization algorithm, which allows partitioning the network of level 1 into several disjointed sub-networks with one collector and one frequency channel while respecting the principle of frequency reuse. The second contribution is to optimize the deployment of collectors because their number represents that of sub-networks. The problems addressed were: the optimization of sinks locations for a predetermined number of sinks, and the minimization of financial cost related of the sinks? number, for a predetermined number of hops in the sub-networks. An intuitive and appropriate solution to ensure both network performance and cost is to partition the network of level 1 into balanced sub-networks in number of hops. To do this, the physical topology of sinks is a regular geographical grid (square, triangular, etc.). Theoretical studies and simulation of topology models show, depending on application requirements (node density, charge application, etc.) and physical (radio range, surveillance zone), the methodology of choice and the computation of the best deployment solutions

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Freytag, Laure. "Conception, réalisation et caractérisation d'antennes pour stations de base des réseaux de télécommunication sans fil." Limoges, 2004. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/5ca5f86f-6913-4d29-aa6e-bc17bc3d1402/blobholder:0/2004LIMO0019.pdf.

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Abstract:

Ce mémoire s’inscrit dans le cadre du développement des réseaux de télécommunication sans fil terrestres. Dans ce domaine en pleine expansion, les antennes pour stations de base ont pour objectif la couverture des cellules la plus étendue et la plus homogène possible. Après un état de l’art des systèmes existants et des problèmes rencontrés, l’étude et la conception de deux types d’antennes ont été réalisées : - une antenne dite en « cosécante carrée » permettant de répartir l’énergie émise de manière homogène dans toute la cellule. Cette antenne a été réalisée en technologie imprimée pour le système LMDS (Local Multipoint Distribution Service) à 40 GHz. - une antenne à Bande Interdite Electromagnétique (BIE) présentant un diagramme omnidirectionnel en azimut et un fort gain. La conception de ce nouveau type d’antenne, appelé antenne BIE coaxiale, a nécessité une étude théorique puis paramétrique. Une réalisation a été présentée à 5 GHz This thesis takes place in wireless telecommunication networks development. In this expanding field, the challenge for base station antennas is to cover correctly the cells. After a state of art on existing systems and on problems, the study and the design of two antennas have been done : - a cosecant squared antenna, which allows to divide up the power among all the subscribers. This antenna has been realized in microstrip technology for the LMDS system (Local Multipoint Distribution Service) at 40 GHz. - an Electromagnetic Band Gap (EBG) antenna, which has an omnidirectional pattern in the azimuth plane and a high gain. The design of this new type of antenna, called coaxial EBG antenna, needed a theoretical and a parametric study. A realization was done at 5 GHz. These two antennas allow to optimize the coverage of wireless networks

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Ismaïl, Mohamed Amine. "Study and optimization of data protection, bandwidth usage and simulation tools for wireless networks." Nice, 2010. http://www.theses.fr/2010NICE4074.

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Abstract:

La conception de systèmes de communication sans fil supportant les services émergents suscite de plus en plus d'intérêt et ne cesse de poser des problèmes et des défis techniques à la communauté scientifique. Dans cette thèse, nous avons adressé trois de ces problèmes. La première contribution porte sur la fiabilisation des liaisons sans fil et en particulier sur la protection des données contre les évanouissements de longue durée dans le cadre d'un lien "satellite vers mobile". Nous avons proposé un algorithme innovant, appelé Codage Multi-rafale Glissant (CMRG), qui étend la protection “intra-rafale” (MPE-FEC) de DVB-H à une protection “inter-rafale”. Ce nouveau mécanisme permet la récupération de rafales intégralement perdues tout en prenant en compte les spécificités des équipements mobiles de poche. S'appuyant sur une organisation intelligente des données, notre algorithme offre une protection améliorée contre les évanouissements du signal de longue durée tout en utilisant le codage Reed-Solomon implémenté dans les puces DVB-H. CMRG a été approuvé par le Forum DVB et a été intégré à la norme DVB-SH dans laquelle il joue désormais un rôle clé. La deuxième contribution de cette thèse est liée à l'optimisation pratique de la bande passante dans le cadre de liaisons sans fil. Nous avons proposé WANcompress, une technique de compression de bande passante permettant de détecter et d'éliminer le trafic réseau redondant en envoyant uniquement une étiquette au lieu d'envoyer les paquets d'origine. Là où les techniques de compression habituelles opèrent sur des kilooctets (quelques secondes de trafic), WANcompress travaille à une échelle beaucoup plus importante de l'ordre de giga-octets (plusieurs jours, voire semaines de trafic). Nous avons effectué des expérimentations poussées qui ont montré que que Wancompress permet d'atteindre un facteur 25 en compression, ainsi qu'un facteur 22 en accélération. Des essais conduits sur des liens WiMAX et Satellite opérationnels transportant un trafic réel ont montré que WANcompress a amélioré considérablement le débit (jusqu'à 10 fois), et en moyenne 33% de la bande passante a été économisée. La troisième contribution de cette thèse est liée à la simulation des réseaux sans fil. Nous avons proposé un module IEEE 802. 16 WiMAX pour le simulateur ns-3. Notre module fournit une mise en oeuvre détaillée et conforme au standard de la topologie point-à-multipoint (PMP) avec le mode “Time Division Duplex” (TDD). Il supporte un grand nombre de fonctionnalités, permettant ainsi la simulation d'un ensemble riche et varié de scénarios tout en fournissant des résultats proches de la réalité. Ces fonctionnalités incluent notamment la gestion de la qualité de service (QoS), l'ordonnancement efficace du trafic montant et descendant, la classification des paquets, la gestion de la bande passante, la création dynamique de flux de service, ainsi qu'une simulation fiable de la couche OFDM qui permet le passage à l'échelle. Ce module a été fusionné avec la branche principale du simulateur ns-3, et est devenue l'une de ses composantes de base à partir de la version v3. 8 Today, many technical challenges remain in the design of wireless networks to support emerging services. The main contributions of this thesis are three-fold in addressing some of these issues. The first contribution addresses the reliability of wireless links, in particular through data protection against long fading time (also known as slow fading) in the context of a direct satellite-to-mobile link. We propose an innovative algorithm, called Multi Burst Sliding Encoding (MBSE), that extends the existing DVB-H intra-burst (MPEFEC) protection to an inter-burst protection. Our MBSE algorithm allows complete burst losses to be recovered, while taking into account the specificity of mobile hand-held devices. Based on an optimized data organization, our algorithm provides protection against long term fading, while still using the Reed-Solomon code already implemented in mobile hand-held chipsets. MBSE has been approved by the DVB Forum and was integrated in the DVB-SH standard in which it now plays a key role. The second contribution is related to the practical optimization of bandwidth usage in the context of wireless links. We have proposed WANcompress, a bandwidth compression technique for detecting and eliminating redundant network traffic by sending only a label instead of the original packets. It differs from standard compression techniques in that it removes redundant patterns over a large range of time (days/weeks, i. E. Giga-bytes) where as existing compression techniques operate on a smaller windwos scales (seconds, i. E. Few kilo-bytes). We performed intensive experiments that achieved compression factors up to 25 times, and acceleration factors up to 22 times. In a corporate trial conducted over a WiMAX network for one week, WANcompress improved the bitrate up to 10 times, and on average 33% of the bandwidth was saved. The third contribution is related to the simulation of wireless networks. We have proposed a 802. 16 WiMAX module for the widely used ns-3 simulator. Our module provides a detailed and standard-compliant implementation of the Point to Multi-Point (PMP) topology with Time Division Duplex (TDD) mode. It supports a large number of features, thus enabling the simulation of a rich set of WiMAX scenarios, and providing close-to-real results. These features include Quality of Service (QoS) management, efficient scheduling for both up-link and downlink, packet classification, bandwidth management, dynamic flow creation, as well as scalable OFDM physical layer simulation. This module was merged with the main development branch of the ns-3 simulator, and has become one of its standard features as of version v3. 8

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Nguyen, Le-Duy-Lai. "Contrôle distribué multi-couche des systèmes complexes avec contraintes de communication : application aux systèmes d'irrigation." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAT108/document.

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Abstract:

Cette thèse présente une contribution sur les problèmes de contrôle de réseaux d'irrigations en tenant compte des contraintes de communication grâce à une approche multicouches d’intelligence distribuée. Les analyses détaillées de chaque couche avec les résultats analytiques et les simulations seront décrites dans les différents chapitres. Ils mettent l'accent sur l'intérêt de l'approche multicouches, plus précisément sur son efficacité et sa fiabilité pour la supervision, l'optimisation multi-objectifs et le contrôle coopératif distribué sur des systèmes complexes de transport d'eau.La première couche analysé est le réseau hydraulique composé de canaux d’écoulements à surface libre, de sous-réseaux maillés de tuyaux sous pression et des structures hydrauliques (pompes vannes, ..). En intégrant les équations de Saint-Venant pour décrire l’écoulement physique des fluides en surface libre et la méthode Lattice Boltzmann pour la simulation du fluide, nous obtenons un modèle non linéaire discret pour les canaux à surface libre. Les structures hydrauliques sont généralement traitées comme des limites internes des biefs (tronçons) et modélisées par des relations entre les variables de flux et de pression.Permettant l'échange d'informations entre les éléments du système de contrôle, le réseau de communication sera considéré comme la deuxième couche. La résolution des problèmes d’hétérogénéités des systèmes et des communications (par exemple les retards de diffusion dans le réseau, la perte de paquets, la consommation d'énergie) sera étudié en introduisant une architecture de réseau hybride avec un routage dynamique basé sur les exigences de Qualité de Service (QoS) des applications de contrôle. Pour le routage dynamique dans le réseau, une composition pondérée de certaines métriques standards est proposée afin que le protocole de routage utilisant cette métrique composite converge sans boucle avec une « route » optimum. Grâce à différents scénarios de simulation, plusieurs critères de performance du réseau ont été évalués. La comparaison des résultats de simulation permet de valider l'intérêt de cette approche de composition pour le routage dynamique.Une troisième couche propose un système de contrôle réactif optimal développé pour la régulation du réseau d'irrigation dans un modèle étendue à grande échelle : Distributed Cooperative Model Predictive Control (DCMPC). Cette partie aborde la mise en œuvre de différentes stratégies de contrôle (centralisées, décentralisées et distribuées) et intègre la communication coopérative entre les contrôleurs MPC locaux afin d’améliorer les performances global es du système. La gestion de la divergence dans l'échange d'informations entre les contrôleurs est considérée comme un problème de consensus et résolue en utilisant un protocole de consensus asynchrone. Cette approche du contrôle distribué basée sur le paradigme des systèmes multi-agents, fournit une solution garantissant que tous les contrôleurs aient une vue cohérente de certaines valeurs des données nécessaires pour le calcul de décision. Un cas d’application sur un canal d'irrigation est étudié dans les simulations. La comparaison des résultats de simulations valide les avantages de l'approche du contrôle distribué coopératif par rapport aux autres stratégies de contrôle This thesis presents control problems of irrigation network with communication constraints and a multi-layer approach to solve these problems in a distributed manner. Detailed discussions of each layer with analytical and simulation results are described throughout several chapters. They emphasize the potential interest of the multi-layer approach, more precisely its efficiency and reliability for supervision, multi-objective optimization and distributed cooperative control of complex water transport systems. Conventionally, the first layer to be considered is the hydraulic network composed of free-surface channels, hydraulic structures and mesh subnetwork of pressurized pipes. By coupling the Saint-Venant equations for describing the physics of free-surface ﬂuid and the Lattice Boltzmann method for the ﬂuid simulation, a discrete-time nonlinear model is obtained for channel reaches. The hydraulic structures are usually treated as internal boundaries of reaches and modeled by algebraic relationships between the ﬂow and pressure variables. To enable the exchange of information among the control system’s components, a communication network is considered in the second layer. Solving challenging problems of heterogeneous devices and communication issues (e.g., network delay, packet loss, energy consumption) is investigated in this thesis by introducing a hybrid network architecture and a dynamic routing design based on Quality of Service (QoS) requirements of control applications. For network routing, a weighted composition of some standard metrics is proposed so that the routing protocol using the composite metric achieves convergence, loop-freeness and path-optimality properties. Through extensive simulation scenarios, different network performance criteria are evaluated. The comparison of simulation results can validate the interest of this composition approach for dynamic routing. Finally, the third layer introduces an optimal reactive control system developed for the regulatory control of large-scale irrigation network under a Distributed Cooperative Model Predictive Control (DCMPC) framework. This part discusses the implementation of different control strategies (e.g., centralized, decentralized, and distributed strategies) and how the cooperative communication among local MPC controllers can be included to improve the performance of the overall system. Managing divergent (or outdated) information exchange among controllers is considered in this thesis as a consensus problem and solved by an asynchronous consensus protocol. This approach based on the multi-agent system paradigm to distributed control requires each controller to agree with its neighbors on some data values needed during action computation. For simulations, a particular benchmark of an irrigation channel is considered. The comparison of simulation results validate the benefits of the distributed cooperative control approach over other control strategies

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Diallo, Moussa. "Etude et mise en oeuvre du module d'estimation de canal pour les systèmes MIMO-OFDM." Rennes, INSA, 2010. http://www.theses.fr/2010ISAR0021.

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Abstract:

L'estimation de canal est un enjeu important pour les systèmes MIMO nécessitant la connaissance du canal à la réception. Elle doit être optimisée en terme de débit et de performance, mais aussi en terme de complexité de mise en œuvre. En effet, pour une transmission MIMO-OFDM cohérente, le récepteur doit estimer non plus un seul canal, comme dans un cas SISO, mais un ensemble de sous-canaux constituant le canal MIMO. Ces études ont permis la proposition de plusieurs estimateurs robustes vis-à-vis des sélectivités du canal MIMO. Ces estimateurs sont caractérisés par un passage dans un domaine de transfert grâce à l’utilisation de fonctions de transfert à base de DFT et de DCT. Ils permettent de réduire la puissance du bruit et de profiter des corrélations temporelle et/ou fréquentielle pour améliorer l’interpolation du canal à partir des sous-porteuses pilotes. Ces estimateurs ont été évalués dans les contextes indoor IEEE802. 11n et outdoor 3GPP et les résultats obtenus montrent qu'ils sont attractifs pour tout récepteur MIMO. Les travaux ont également porté sur la réduction de la complexité des estimateurs proposés. Un module d'estimation de canal a été implémenté sur une plateforme de développement dans un contexte 802. 11n avec 2 antennes d'émission et 2 antennes de réception. Ces travaux sur l'estimation de canal ont également permis d'apporter des améliorations aux systèmes MIMO nécessitant la connaissance du canal à l'émission et à la réception, comme le beamforming ou le SDMA. En effet, ces systèmes nécessitent une phase de récupération de l'information du canal par feedback, et une phase de transmission de données utiles. Des techniques permettant de réduire la durée de la première phase et de prolonger celle de la deuxième phase ont été étudiées afin d’augmenter l’efficacité spectrale de ces systèmes This thesis aims at studying channel estimation techniques in a MIMO-OFDM wireless context. Channel estimation is a crucial function for MIMO systems which require the knowledge of the channel state information at the receiver side. This function needs to be optimized in terms of throughput and performance, but also in terms of complexity. Indeed, for a coherent MIMO OFDM transmission, the receiver no longer needs to estimate one channel as in a SISO case, but a set of sub-channels, each from one of the transmit antennas to one of the receive antennas, which compose the MIMO channel. The studies conducted during this thesis led to the definition of several estimators robust to any MIMO channel selectivity. These estimators are characterized by the transition of the signal in a transfer domain thanks to the use of transfer function constructed based on DFT and DCT. They allow to reduce the noise power and to benefit from time and frequency correlations to improve channel interpolation using only pilots sub-carriers. These estimators have been evaluated in different contexts, indoor with IEEE_02. 11n systems and outdoor with 3GPP systems. The results demonstrate that these estimators are very attractive for any type of MIMO receivers. A part of this thesis have been focused on the complexity reduction of the proposed estimators. A channel estimation module have been implemented on a development platform in an 802. 11n context with 2 transmit and receive antennas. The studies on channel estimation have also led to improvements for MIMO systems using beamforming or SDMA techniques, which require the knowledge of channel state information both at the receiver and the transmitter. These systems required the existence of two phases, one dedicated to the feedback of channel state information, and another one used to transmit the useful data. Techniques which enable to reduce the duration of the first phase or increase the duration of the second one have been studied. In a general manner, they allow a very significant increase of the spectral efficiency of these systems

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Haj, Hmida Wafa. "Affectation de pilotes dans la liaison descendante des systèmes de télécommunication sans cellule." Thesis, Limoges, 2020. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/0fd5c3e4-7bba-4783-9a5e-f033b34aa0e9/blobholder:0/2020LIMO0079.pdf.

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Abstract:

En systèmes « Cell-Free massive Multiple-Input-Multiple-Output (Cell-Free massive MIMO) » on distribue dans un territoire géographique un nombre massif de points d’accès, contrôlés par des unités centrales de processing (CPUs), afin de servir simultanément un nombre beaucoup moins inférieur au nombre d’équipements utilisateurs dans les mêmes ressources temporelles et fréquentielles. Contrairement aux systèmes MIMO massifs centralisés, « Cell-Free massive MIMO » est caractérisé par un durcissement de canal pas suffisamment accentué, c’est pourquoi il serait convenable d’inclure des pilotes envoyés en voie descendante afin d’estimer le canal descendant. Cette thèse met en exergue l’allocation de pilotes en voie descendante en systèmes « cell-free massive MIMO » moyennant une métrique qui prend en compte l’interférence inter-utilisateurs en voie descendante. Cette métrique nous donne une information sur le taux de sévérité du problème de «contamination de pilotes envoyés en voie descendante». Suite au calcul de cette métrique, un seuil d’interférence est déni pour déterminer les utilisateurs qui sont susceptibles de réutiliser le même pilote en voie descendante. Fixer un tel seuil vise à optimiser le nombre de pilotes envoyés en voie descendante, tout en maximisant le minimum du débit effectif par utilisateur en voie descendante. Cette approche donne lieu à un graphe de conflit, dans lequel chaque équipement utilisateur est considéré un nœud du graphe. C’est un problème d’optimisation combinatoire qui pourrait être résolu approximativement en utilisant un algorithme de coloriage. C’est un algorithme glouton dont les étapes sont les suivantes. En fixant un seuil adéquat, qui maximise le minimum du débit effectif en voie descendante par utilisateur, un graphe de conflit est ainsi construit. Il modélise l’interférence susceptible d’être présente parmi les équipements utilisateurs interférents, où chaque équipement utilisateur représente un noeud du graphe de conflit. Ensuite, la méthode de coloriage proposée permet de mitiger l’interférence inter-utilisateurs par l’affectation de différents pilotes en voie descendante aux équipements utilisateurs directement connectés dans le graphe de conflit, caractérisés par une interférence considérable et le même pilote aux utilisateurs, non directement connectés dans le graphe de conflit, présentent avec une interférence moins prédominante dans le graphe de conflit. Ce processus de coloriage s’effectue en accord à des règles bien déterminées. Les résultats de simulation démontrent que la méthode proposée présente des performances, en termes de débit effectif par utilisateur en voie descendante, mieux que celles des méthodes existantes à l’instar de la méthode celle qui s’appuie sur la connaissance de la statistique du canal « statistical channel state information », l’allocation orthogonale et aléatoire de pilotes en voie descendante. De surcroît, notre analyse met l’accent également sur la réduction de la charge de pilotes en voie descendante en utilisant l’allocation de pilotes en voie descendante reposant sur notre méthode proposée comparativement aux méthodes conventionnelles susmentionnés In Cell-Free massive Multiple-Input-Multiple-Output (Cell-Free massive MIMO) systems, we distribute in a coverage area a massive number of access points, mastered by central processing units (CPUs), to simultaneously serve much smaller number of user equipments (UEs) over the same time/frequency resources. In contrast to the centralized massive MIMO, cell-free massive MIMO is characterized by a channel hardening not sufficiently accentuated, thus, it will be appropriate to include downlink (DL) pilots to estimate the DL channel. This thesis considers a DL pilot assignment for the cell-free massive MIMO systems by defining a metric, involving the inter-user interference (IUI). This metric gives insights about DL pilot contamination. A threshold is then defined to optimize the number of DL pilots, which maximizes the minimum per-user DL throughput. This approach gives a conflict graph, where each UE is regarded as a vertex of the graph. It consists in a combinatorial optimization problem that can be approximated using a graph coloring algorithm. It is a greedy algorithm whose steps are described as follows. By fixing the adequate threshold, maximizing the minimum per-user DL throughput, a conflict or interference graph is constructed. It models the potential interference among interfering UEs, the UEs between which there is an edge are in conflict, i.e., present a high IUI. Then, the proposed scheme mitigates the potential IUI by appointing different DL pilots to connected UEs with high IUI and same DL pilots to UEs with low IUI in the conflict graph in accordance with some coloring rules. The simulation results validate that the minimum per-user DL throughput based on the proposed approach outperforms the conventional methods, i.e., statistical channel state information, the orthogonal and the random pilot assignment in the DL training. Our analysis underlines also the reduction of the DL pilot overhead ratio using the DL pilot assignment based on our proposed scheme, compared to the conventional methods aforementioned

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Lepage, Anne Claire. "Analyse et optimisation d'antennes tridimensionnelles : applications à la conception d'antennes compactes intégrées dans un système de communication ultra-large bande." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2005. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00002238.

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Abstract:

Depuis plusieurs années, le domaine des télécommunications et des nouvelles technologies connaît un véritable essor. On assiste aujourd'hui à un engouement sans précédent du grand public pour les applications de communication multimédia (données, voix, photos, vidéos) et la demande est de plus en plus forte pour un transfert à haut débit entre des équipements communicants mobiles et à encombrement réduit. De plus, que le mode d'utilisation soit nomade ou sédentaire, les technologies radio sans fils (Bluetooth, WiFi, GPRS, UMTS, WiMax) connaissent un grand succès. Pour répondre à ces besoins croissants de communication sans fils à haut débit, les futures générations d'équipements vont faire appel à des antennes de plus en plus performantes. Celles-ci devront fonctionner sur plusieurs bandes de fréquences ou sur une large bande. Mais elles devront aussi, pour des raisons pratiques et esthétiques, être intégrées aux systèmes radio, ce qui requiert la mise au point de structures compactes, discrètes et n'ayant pas de problèmes de compatibilité électromagnétique avec les circuits électroniques environnants. Pour répondre à ces différents objectifs, nous avons axé notre recherche sur les antennes tridimensionnelles qui offrent un grand nombre de degrés de liberté. Mais ces structures sont souvent complexes car elles comportent de nombreux paramètres. Afin de mieux les appréhender, nous proposons dans cette thèse d'élaborer une démarche de conception de ces antennes. Ainsi, nous commençons par l'étude systématique d'une antenne canonique constituée d'un dipôle placé à proximité d'une cavité métallique rectangulaire. L'effet des différents paramètres est analysé afin de mettre en évidence l'importance relative de chacun d'entre eux et de proposer ainsi une démarche de conception pour optimiser la bande passante et le rayonnement de l'antenne. Dans un deuxième temps, nous présentons la conception d'une antenne tridimensionnelle compacte, large bande et directive, l'antenne "sonde en F et triangle", qui offre l'avantage de présenter un diagramme de rayonnement stable en fréquence. Puis, fort de l'expérience acquise sur l'antenne dipôle, nous procédons de nouveau à une étude de l'influence sur l'impédance des différents paramètres de cette antenne complexe. Celle-ci permet d'élaborer une méthodologie de conception simple, rapide, efficace et générale. Nous pouvons ainsi optimiser l'antenne "sonde en F et triangle" et atteindre une bande passante en adaptation comprise entre 3.1 et 6.1 GHz. Le diagramme de rayonnement de cette antenne est stable sur la bande passante et le gain moyen de cette antenne est de 6 dB. Une caractérisation dans le domaine temporel est ensuite proposée afin de connaître le comportement de l'antenne dans une communication UWB. Enfin, l'antenne "sonde en F et triangle" est mise en cavité afin d'étudier ses propriétés lors de l'intégration dans un système radio. Des analogies et différences entre cette antenne complexe et le système {dipôle et cavité} sont également mises en évidence.

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Nivor, Frédéric. "Architecture de Communication pour les Applications Multimédia Interactives dans les Réseaux Sans Fil." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01067146.

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Abstract:

Les travaux de cette thèse s'inscrivent dans le contexte des réseaux sans fil et des réseaux d'accès par Satellite en particulier, qui facilitent l'installation d'infrastructures réseau dans les zones géographiquement reculées et faiblement peuplées. Cependant, ces derniers présentent certains inconvénients lorsqu'il s'agit de déployer des applications multimédia interactives. En effet, de telles applications requièrent un délai de bout en bout aussi faible que possible et plus généralement exigent une meilleure Qualité de Service (QdS) du système de communication que le classique Meilleur-Effort (BE) afin de fonctionner correctement. Or, les réseaux d'accès par satellite géostationnaires souffrent déjà d'un délai de propagation non négligeable d'autant plus accru que la transmission des données est assurée par des mécanismes d'allocation dynamique, par exemple dans un système DVB-S2/RCS. Dans ces travaux de thèse, nous proposons d'utiliser les informations de signalisation de session des applications multimédia basées sur le protocole de session SIP afin d'ajuster le paramétrage du système de communication selon une approche " cross-layer " qui permet alors d'améliorer de façon significative la réactivité du système. Nous avons proposé plusieurs solutions pour, d'abord réduire le temps entre la demande de communication et le démarrage effectif du transfert des flux multimédia, ensuite réduire le délai de transmission des données multimédia durant la communication (tout en utilisant de manière optimale les ressources réseau disponibles sur la voie retour), et enfin accroître le nombre de flux multimédia admissibles dans le réseau satellite tout en leur garantissant un niveau de QdS satisfaisant. Afin de faciliter l'intégration et l'implémentation des solutions proposées dans un système de communication réel, un mécanisme de communication inter-couches d'optimisation est proposé et développé. De plus, une architecture orientée web services est utilisée afin de faciliter la découverte et l'invocation des différentes niveaux de services de communication présents dans de tels réseaux d'accès. Les solutions proposées ont été évaluées dans des environnements sans fil émulés et réels

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Bodinier, Quentin. "Coexistence of communication systems based on enhanced multi-carrier waveforms with legacy OFDM Networks." Thesis, Rennes 1, 2017. http://www.theses.fr/2017REN1S091/document.

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Abstract:

Les futurs réseaux sans fil devront être conçus pour répondre aux besoins hétérogènes de systèmes entièrement différents. De nouveaux services soumis à des contraintes variées coexisteront avec les utilisateurs actuels sur la même bande de fréquences. L'OFDM, la couche physique utilisée par les systèmes actuels, souffre d’un mauvais confinement spectral et ne permet pas cette coexistence. De nombreuses nouvelles formes d'onde avec une localisation spectrale améliorée ont donc été proposées. Nous étudions la coexistence de nouveaux systèmes basés sur ces formes d'onde avec des utilisateurs OFDM préexistant. Nous fournissons la première analyse théorique et expérimentale de l'interférence inter-système qui se produit dans ces scenarios. Nous appliquons ensuite cette analyse pour évaluer les performances de différentes formes d'ondes avancées et nous étudions finalement les performances d'un réseau où des utilisateurs cellulaires OFDM coexistent avec des paires D2D utilisant l'une des formes d'ondes améliorées étudiées Future wireless networks are envisioned to accommodate the heterogeneous needs of entirely different systems. New services obeying various constraints will coexist with legacy cellular users in the same frequency band. This coexistence is hardly achievable with OFDM, the physical layer used by current systems, because of its poor spectral containment. Thus, a myriad of multi-carrier waveforms with enhanced spectral localization have been proposed for future wireless devices. In this thesis, we investigate the coexistence of new systems based on these waveforms with legacy OFDM users. We provide the first theoretical and experimental analysis of the inter-system interference that arises in those scenarii. Then, we apply this analysis to evaluate the merits of different enhanced waveforms and we finally investigate the performance achievable by a network composed of legacy OFDM cellular users and D2D pairs using one of the studied enhanced waveforms

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Juery, Lucie. "Communication térahertz sans fil à haut débit avec un transistor à haute mobilité électronique comme détecteur." Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20115/document.

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Abstract:

Un des objectifs majeurs des systèmes de communication est de pouvoir transmettre des données aux plus hauts débits possibles. La demande croissante des utilisateurs pour la communication sans fil à haut débit excède déjà les possibilités des réseaux actuels. Afin de répondre à cette problématique, nous présentons des systèmes de communication basés sur des fréquences porteuses térahertz (THz), fréquences suffisamment élevées pour supporter des débits supérieurs à la centaine de gigahertz. En particulier, nous nous intéressons au développement et à l'intégration d'un détecteur haut débit destiné à la communication THz sans fil. Nous utilisons comme détecteur un transistor GaAs à haute mobilité électronique (HEMT). Contrairement aux détecteurs existants tels que les diodes Schottky, le transistor étudié offre des avantages en ce qui concerne le coût, la compacité et les performances. En particulier, l'impédance de sortie est mieux adaptée aux circuits intégrés hauts débits d'impédance d'entrée de 50 Ohm. Nous présentons une caractérisation de ce détecteur en sensibilité et en bande passante de modulation, démontrant pour la première fois sa capacité à être utilisé pour des communications à haut débit. L'intégration du transistor, indispensable à la réalisation de communications réelles, est détaillée. Une communication THz sans fil est démontrée à des fréquences de 0,200 THz et 0,309 THz. Pour la première fois, une transmission de données sans erreur a été démontrée jusqu'à un débit de 8,2 Gbps avec un transistor GaAs HEMT à une fréquence porteuse de 0,309 THz. Enfin, nous présentons de nouveaux transistors avec antenne intégrée permettant des communications à plus haut débit et de plus grande portée, grâce à une meilleure sensibilité One of the major objectives of communication systems is the ability to transmit data at the highest possible rates. The ever-growing user demand for wireless communication already exceeds capacities of present networks.In order to solve this problem, we introduce communication systems based on terahertz (THz) high-frequency carriers, whose frequencies are high enough to support data-rates higher than a hundred of gigahertz. In particular, we are interested in the development and the integration of a high data-rate detector intended for THz wireless communication.We use a GaAs High-electron-mobility transistor (HEMT) as detector. Unlike existing detectors such as Schottky diodes, the transistor studied in this thesis offers advantages in terms of cost, compactness and performances. In particular, the output impedance is more suitable for high data-rate integrated circuits whose input impedance is 50 Ohm. We present the characterization of the detector in terms of sensitivity and modulation bandwidth, demonstrating for the first time its ability to be used for high data-rate communications. The transistor's integration, essential for real communications, is detailed.A wireless THz communication is demonstrated around 0.200 THz and 0.309 THz. For the first time, an error-free transmission at data-rates up to 8.2 Gbps is demonstrated, using a GaAs plasma wave HEMT and a 0.309 THz carrier frequency. Finally, we present new transistors with integrated antenna, allowing communications at higher data-rates and with a longer range, thanks to a better sensitivity

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Bellahsene, Samir. "Prédistion de la mobilité pour la gestion des handovers dans les réseaux IP : modèles et algorithmes." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2012. http://www.theses.fr/2012VERS0018.

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Abstract:

Dans les réseaux cellulaires, la procédure du handover qui consiste à transférer un terminal mobile en communication d'une interface radio vers une autre reste un problème majeur pour la garantie de la continuité des services. Ces handovers qui reposent principalement sur des phases de mesures introduisent des délais proportionnels au nombre de cellules voisines à scanner. En effet, durant la phase du handover, le terminal mobile doit scanner continuellement son voisinage pour déterminer la station de base qui offre la meilleure qualité de signal et de service. Étant donné que les couvertures actuelles sont de plus en plus denses et que, dans le but d'augmenter la capacité des réseaux, les opérateurs optent pour une planification cellulaire avec des cellules de faibles largeurs (ex. Picocells et Femtocells), les temps qu'occupent ces phases de handover deviennent longs et critiques au point de ne pas respecter les contraintes temporelles imposées par les applications mobiles. Dans ce cas, le mobile risque de perdre sa communication avec sa station de base d'origine, avant que la liaison avec la nouvelle station qui offre la meilleure qualité de service ne soit établie. Dans ce contexte et dans le cadre des réseaux mobiles tout IP, à l'image du LTE et du Wimax, nous proposons dans notre thèse une solution fondée sur la prédiction de la mobilité pour anticiper les handovers et garantir la continuité des communications des utilisateurs mobiles. Cette solution qui suppose un apprentissage permanent des mouvements antérieurs de chaque utilisateur, consiste en une approche algorithmique basée sur la théorie des graphes et les chaînes de Markov. Nous définissons deux notions importantes : les profils locaux et les profils globaux. Les profils locaux reposent sur l'hypothèse qu'un utilisateur a toujours tendance à suivre régulièrement les mêmes chemins. Ainsi, un profil local se définit comme une séquence de cellules régulièrement empruntées par l'utilisateur entre deux cellules, la source et la destination. Un profil global se définit comme étant un parcours très fréquenté par plusieurs utilisateurs et il représente la séquence des cellules traversées par ces mêmes utilisateurs entre une cellule source et une autre de destination. La difficulté principale dans cette notion réside dans le fait qu'un profil, local ou global, ne se traduit pas nécessairement dans le graphe de voisinage des cellules par un chemin unique, mais par un ensemble de chemins quasi identiques que nous avons réussi à détecter grâce à la théorie des graphes. Ainsi, le principe de base de notre approche consiste à combiner dans un modèle de prédiction les chaînes de Markov avec la notion de profils locaux et globaux pour prédire les prochains déplacements des utilisateurs dans le réseau. Nous avons présenté un schéma d'implémentation au niveau de l'architecture du LTE qui tient compte de la disposition des entités de gestion de la mobilité et des besoins en termes de la confidentialité des données des utilisateurs. L'évaluation de notre approche a été réalisée en utilisant des données de mobilité réelles. L'analyse de ces données a confirmé la validité de la notion des profils locaux et globaux. La comparaison des taux de réussite des prédictions réalisées avec notre approche et avec les meilleures méthodes trouvées dans la littérature prouvent l'efficacité de notre modèle qui offre des résultats significatifs en termes de prédictions réussies Service continuity is one of the main quality of service requirements in cellular networks. However, the continuity of user sessions is not always guaranteed as the changes of radio channel, namely handovers, during mobile user movements between the network cells, imposes short session disconnections. Thus, in the case of applications such as multimedia applications where a session discontinuity cannot be transparent to the users, the continuity of a service like VoIP is not guaranteed unless an efficient handover procedure is implemented. The handover procedure consists in handing off a call to a new cell when the mobile user crosses the current-cell boundaries and moves to an adjacent cell while the call is in progress. During this procedure, the mobile terminal should scan all the neighbouring cells to determine the one offering the best quality of signal a service. The coverage density of current mobile networks is often important and, to increase network capacity, mobile operators further deploy cells with small size, like picocells and femtocells. Thus, the time needed by any mobile terminal to scan all its neighbouring cells and classify those offering the best quality of signal and service can be long enough to become a critical issue for service continuity. Consequently, for multimedia applications that require short service interruption time, the number of cells to scan, before a handover is initiated, may play a decisive role in service continuity. In this context and in the case of mobile IP networks, like LTE and Wimax, we propose in this thesis a solution based on mobility prediction to limit the number of cells to scan. The objective is to predict the next cell(s) to be visited by the mobile user. If a unique cell is predicted, no radio signal measurement is needed, otherwise only the predicted cells will be scanned and the one offering the best quality of signal is selected. Thus, mobility prediction allows the network to anticipate the preparation of the handover in the predicted cell, enabling seamless handovers and thus limited call dropping rates. The solution we propose requires regular learning from the past movements of mobile users. It consists on an algorithmic approach based on graph theory and Markov chains. We define the notion of local and global profiles. The local profile is a set of closed sequences of cells the user has the tendency to regularly cross in the same way. Similarly, the global profile is a set of cell sequences often followed by a large number of users. A major difficulty of this approach is that a local or global profile does not necessarily translate into a unique path in the neighbourhood graph of cells, but as a set of paths sufficiently close, that we detect with the use of graph theory. Thus, our mobility prediction model consists in combining the notion of local and global profiles in order to compute the probability of the next moves, and thus predict the next cell of the user. We provide an implementation scheme of this model in LTE architecture. This scheme is aware of the elementary position in the network of the entities dedicated to manage mobility of users. It also takes into account the needs in terms of user data confidentiality. In order to assess the performance of our prediction model, we use data sets from real networks. The analysis of these data approves the validity of our local and global profiles approach. The comparison between prediction accuracies obtained with our prediction model and one of the best models found in the literature proves the efficiency of our prediction approach

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Abdennebi, Marwen. "Réseaux cellulaires auto configurables : plan contrôle et accès usager." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2008. http://www.theses.fr/2008VERS0017.

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Abstract:

Les réseaux radio maillés/ad hoc offrent de bonnes performances et une simplicité d’installation grâce aux fonctions d’auto-organisation mais restent limités coté usager n’offrant ni un bon support de la mobilité ni celui des applications temps réels. Aussi, nous proposons une architecture de réseau ellulaire auto configurable, auto organisé pour l’opérateur pour un déploiement rapide de ’infrastructure et cellulaire pour l’usager pour le support de la mobilité. Les performances sont évaluées, avec un modèle de mobilité pour un backbone WiMAX mesh, et avec NS2 pour un réseau ad hoc WiFi et pour un réseau satellitaire. La partie suivante concerne l’accès usager en mode cellulaire pour un meilleur support de la téléphonie. Il s’agit d’abord de modifier le support de la voix dans les réseaux WiMAX grâce à un accès statistique qui réduit les délais d’accès et la bande consommée. Enfin, un algorithme distribué tire profit du lien descendant pour améliorer l’accès sur le lien montant Mesh/ad hoc networks allow high performances and fast deployment thanks to self configuring capabilities but suffer from the lack of user mobility management and telephony support. We then propose a mixed architecture, cellular for users, and meshed for the operator. Appropriate functions related to configuration and mobility management are defined for the network. Performance evaluations were done for a WiMAX meshed infrastructure using an analytical model and under NS2 tool for ad hoc Wi-Fi and satellite networks. Then, we were interested in the cellular access between user and the base station for a good support of telephony applications. We first propose to enhance WiMAX voice support with a statistical multiple access scheme that takes advantage of the whole frame structure. Thereafter, we generalised the statistical access scheme and proposed a distributed scheduling algorithm that takes into account the downlink state. A 3 states source model was used for a refined prediction

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De, Kerret Paul. "Transmission coopérative dans les réseaux sans-fil avec feedback distribué." Phd thesis, Telecom ParisTech, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00952820.

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Abstract:

La coopération des transmetteurs dans les système multi-antennes a été reconnue comme un outil prometteur pour éviter ou aligner les interférence résultant d'une réutilisation agressive de la bande spectrale. Il est usuellement supposé que les estimées de canal sont parfaitement partagées entre tous les transmetteurs entrant en coopération, ce qui n'est pas adaptée à de nombreuses situations où des émetteurs éloignés visent à coopérer. C'est pourquoi nous étudions le cas de réseaux sans-fil où des transmetteurs émettent d'une manière coopérative bien qu'ils ne puissent échanger que d'une manière imparfaite l'information de canal obtenue localement. Ce partage imparfait de l'information de canal donne lieu à une configuration d'information de canal, dénotée comme " distribuée ", où chaque transmetteur reçoit une estimée du canal multi-utilisateurs qui lui est propre, à partir de laquelle il détermine ses paramètres de transmission. Nous étudions tout d'abord les conséquences de la configuration à information de canal distribuée sur le précodage. En particulier, nous mettons en évidence l'inefficacité des méthodes conventionnelles de précodage lorsque confrontées à une configuration à information de canal distribuée. Nous passons ensuite à un autre aspect de ce scenario, qui est la détermination de " qui doit savoir quoi ", lorsqu'il s'agit de l'information de canal disponible aux transmetteurs engagés dans la coopération. À l'opposé de la méthode gourmande en ressource qui consiste à allouer à chaque transmetteur la même information de canal, il est montrée comment une allocation non-uniforme de l'information de canal aux transmetteurs peut donner lieu à des gain importants, en fonction de la géométrie du réseau considéré.

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Dissertations / Theses on the topic 'Systèmes de télécommunications – Systèmes de communication sans fil'

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