Analyse de performances de systèmes de communication sans-fils exploitant micro- et macro-diversité - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2005

Performance analysis of wireless communication system exploiting micro- and macro-diversity

Analyse de performances de systèmes de communication sans-fils exploitant micro- et macro-diversité

Résumé

Wireless systems are now popular worldwide to help people and machines to communicate with each other independently
of their location. Hence, the demand for capacity in cellular and wireless local area networks has grown
in a literally explosive manner during the last decade. But, data transmission over wireless communication suffers
from several channel impairements such as fading and cochannel interference. An efficient technique to mitigate
the fading and increase the communication link robustness is the spatial diversity.
This thesis deals with the perfomance analysis of wireless communication systems exploiting spatial micro- and
macro-diversity. The first part is concerned with the investigation of Multiple-Input Multiple-Output (MIMO)
systems using Orthogonal Frequency division Multiplexing (OFDM), in the micro-diversity context. It is shown
that taking into account the real channel delay profile can have an impact on the MIMO/OFDM system ergodic and
outage capacities, when a parametrized cannel model is considered. Then, two space-time block coding schemes
are proposed for a MIMO/OFDM system using two transmit antennas. These schemes, based on the Alamouti
code, partially simulate the spatial diversity by the frequency one by taking advantages of the OFDM modulation,
and present a rate of a half. We find that the diversity order of the proposed schemes converges to a half-rate
scheme using 4 antennas instead of 2.
The second part deals with the performance of wireless systems exploiting spatial macro-diversity. First, a realistic
channel model based on a refinement of the Radio-Frequency Fornt-End (RFFE) is proposed. The impact of
this realistic channel model on the MIMO system capacity is investigated, in both the micro- and macro-diversity
contexts. It is shown that this refined channel model can describe the capacity behavior as observed in real implementations.
Then, an optimal power allocation algorithm is proposed for the two-relay regenerative parallel
transmission system. This optimization, subject to a cartain power budget to be allocated between the two relays,
is done in order to minimize the BER at the destination. It is found that the relayed transmission can give better
results than the direct transmission, and that the optimal power allocation is more useful when the relayed links
are unbalanced.
Cette thèse s'intéresse à l'étude de la couche physique des réseaux locaux sans-fils dits WLAN (Wireless Local
Area Networks). Durant les dernières décennies, les applications destinées aux réseaux locaux sans-fils sont devenues
de plus en plus nombreuses, d'où la nécessité d'avoir des débits de transmission plus importants. Cependant,
les ingénieurs de conception des systèmes de communication radio sont généralement confrontés à de nombreux
challenges ; Parmi ceux-ci nous citons la limitation de la bande fréquentielle du canal, les variations complexes de
l'environnement de propagation (évanouissements et trajets multiples), etc. Les techniques de diversité et plus particulièrement
les techniques de diversité spatiale s'avèrent très efficaces pour réduire l'impact de ces problèmes sur
les performances des systèmes sans-fils. Cette thèse s'interesse à l'analyse de performance de systèmes de commnications
sans-fils exploitant micro- et macrodiversité. Dans une première partie, les systèmes de communication
MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) utilisant la modulation OFDM sont considérés. L'impact de considérer
le vrai profile des retards du canal sur la capacité ergodique et la capacité complémentaire est étudié. Puis deux
schémas de codage spatio-emporels de rendement 1/2 sont proposés pour le système MIMO munis deux antennes
émetrices qui, profitant des propriétés de la modulation OFDM, présentent une diversité qui converge vers celle
d'un système MIMO ayant 4 antennes émettrices et utilisant un schéma de codage de rendement 1/2.
Dans une deuxième partie, les systèmes à antennes multiples dans un contexte de macro-diversité sont étudiés.
L'analyse de performance des systèmes MIMO dans un contexte de micro-diversité est effectué en termes de capacité
ergodique. Cette étude est faite en prenant en considération un modèle réaliste du bloc radio-fréquence
(RFFE). Les résultats trouvés montrent que ce nouveau modèle de canal permet de décrire la saturation de la
capacité, phénomène observé dans des implémentations réelles. Ensuite, un algorithme d'allocation optimale de
puissance est proposée pour un système de transmission à deux relais numériques mis en parallèle. L'optimation
est faite sous la contrainte d'un certain budget de puissance afin de minimiser le taux d'erreur au niveau de la destination.
Il est à noter que l'allocation de puissance est d'autant plus utile que les liens relayés sont dissymétriques,
et que la transmission relayée peut être plus performante que la transmission direct dans certains contextes.
Fichier principal
Vignette du fichier
tel-00011058.pdf (1.08 Mo) Télécharger le fichier
Loading...

Dates et versions

tel-00011058 , version 1 (19-11-2005)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00011058 , version 1

Citer

Ilham Ouachani. Analyse de performances de systèmes de communication sans-fils exploitant micro- et macro-diversité. Réseaux et télécommunications [cs.NI]. Université Paris Sud - Paris XI, 2005. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00011058⟩
289 Consultations
2259 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More