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Evènements et manifestations

12/11/2014

Soutenance de thèse de doctorat de Raouia AYADI



Soutenance de thèse de doctorat le 12/11/2014 à 14H00 , à l'amphi 1 de Sup'Com.


Intitulé : Optimisation des performances de l’OFDM pour les futurs systèmes radio-mobiles

Présentée par : Raouia AYADI 



Jury


President

M. Hikmet SARI

Professeur à SUPELEC, France.

 

 

 

Rapporteurs

M. Mohamed-Slim ALOUINI

Professeur à KAUST, Arabie saoudite.

 

M. Noureddine HAMDI

Professeur à l’INSAT, Tunisie.

 

Examinateur

Mme Fatma ABDELKEFI

Maître de conférences à Sup'Com.

 

Directeur de Thèse

M. Mohamed SIALA

Professeur à Sup'Com.

 

Co-directeur de thèse

Mme Inès KAMMOUN-JEMAL

Maître de Conférences à l’ENIS.


Résumé


L'objectif de cette thèse est l'optimisation des performances de la technique de transmission multi-porteuses OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) pour les futurs systèmes radio-mobiles (LTE, 5G,...). Cette thèse s'articule autour de deux volets. Un premier volet porte sur des systèmes OFDM et BFDM (Bi-orthogonal FDM) robustes pour les environnements de transmission très dispersifs en temps et en fréquence. Un deuxième volet concerne les codages spatio-fréquentiels (SF) non-cohérents pour les systèmes MIMO-OFDM.


Pour le premier contexte, nous proposons une optimisation, basée sur le critère du rapport signal sur interférences (SIR), de la forme d'onde pour un système OFDM sur des canaux doublement dispersifs. La forme d'onde optimale est exprimée comme une combinaison linéaire des formes d'onde d'HERMITE les mieux localisées. Nous montrons que notre système OFDM optimisé est plus performant, en termes de SIR, que le système OFDM classique qui utilise une forme d'onde rectangulaire. Nous proposons également d'optimiser les formes d'ondes bi-orthogonales dans un système BFDM, qui utilise une fonction prototype à la réception différente de celle utilisée à l'émission, en se basant sur le critère du SIR ou du rapport signal sur interférences et bruit (SINR) sur un canal BBAG (Bruit Blanc Additif Gaussian). Pour accélérer les procédures des optimisations, nous proposons des approximations des expressions exactes du SIR en fonction de l'étalement des délais et de l'étalement DOPPLER en utilisant une série de TAYLOR de second ordre des puissances moyennes d'interférences et des puissances moyennes du signal désiré. Nous montrons que notre approximation de l'expression exacte du SIR permet de réduire la complexité d'optimisation sans toucher à la précision des résultats. Pour une évaluation supplémentaire des performances des systèmes OFDM et BFDM optimisés, nous simulons tout le système de la transmission multi-porteuse. Ainsi, nous proposons des implémentations efficaces des modulateurs et des démodulateurs pour les systèmes OFDM et BFDM et des approches simples pour l'évaluation des SIR simulés. Nous montrons que les SIR obtenus par simulation correspondent parfaitement aux SIR optimisés numériquement.


Concernant le deuxième volet, l'association de l'OFDM au système multi-antennaire est une technique prometteuse pour les futurs systèmes radio-mobiles qui offrent de meilleures performances avec des débits de transmission assez élevés. Cette combinaison a donné naissance à plusieurs schémas de codage spatio-temporel-fréquentiel (STF) ou spatio-fréquentiel (SF). Cependant, la majorité des schémas proposés supposent une connaissance parfaite du canal (CSI) au niveau du récepteur. En pratique, la connaissance du canal est obtenue via des séquences d'apprentissage. Par ailleurs, en traversant un canal très sélectif en temps et en fréquence, cette estimation devient très onéreuse ou vraiment impossible à mettre en oeuvre. Dans ce sens, nous nous proposons de concevoir de nouvelles techniques de codage/décodage adaptées au cas MIMO-OFDM non-cohérent, qui ne nécessitent pas la connaissance du canal au récepteur, sur un canal sélectif en fréquence. Nous commençons par montrer qu'une utilisation de codes NC spatio-temporels, conçus dans la variété de GRASSMANN, comme codes spatio-fréquentiels ne permet pas d'exploiter la diversité pleine. Cependant, un canal sélectif en fréquence offre une diversité supplémentaire par rapport au cas non-sélectif: la diversité fréquentielle. Elle est réalisée physiquement par les délais de propagation différents qui composent la réponse impulsionnelle. Afin d'obtenir cette diversité, nous proposons de nouveaux schémas de codage NC-SF en codant à travers les antennes, les fréquences d'un symbole OFDM et les multiples symboles OFDM. Nous montrons qu'avec ces schémas de codage un ordre maximal de diversité est atteint en utilisant des techniques simples pour le décodage.