The design and analysis of various distributed space time block coding schemes for cooperative relay networks is considered in this thesis. Rayleigh frequency flat and selective fading channels are assumed to model the links in the networks, and interference suppression techniques together with an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) type transmission approach are employed to mitigate synchronization errors at the destination node induced by the different delays through the relay nodes. Closed-loop space time block coding is first considered in the context of decode-and-forward (regenerative) networks. In particular, quasi orthogonal and extended orthogonal coding techniques are employed for transmission from four relay nodes and parallel interference cancellation detection is exploited to mitigate synchronization errors. Availability of a direct link between the source and destination nodes is studied. Outer coding is then added to gain further improvement in end-to-end performance and amplify-and-forward (non regenerative) type networks together with distributed space time coding are considered to reduce relay node complexity. A novel detection scheme is then proposed for decode-and-forward and amplify-and-forward networks with closed-loop extended orthogonal coding and closed-loop quasi-orthogonal coding which reduce the computational complexity of the parallel interference cancellation. The near-optimum detector is presented for relay nodes with single or dual antennas. End-to-end bit error rate simulations confirm the potential of the approach and its ability to mitigate synchronization errors.

Cette thèse a pour but l'analyse des performances d'une communication radio en présence d'évanouissements et d'effet de masque. Le masquage, du aux obstacles entre l'émetteur et le récepteur, fait varier la probabilité d'erreur moyenne ("Symbole Error Probability" SEP). L'étude de la probabilité de coupure symbole (SEO "Symbol error Outage") définie comme la probabilité que le SEP moyen excède une valeur seuil est donc plus pertinent. La difficulté de son étude réside dans le fait qu'une inversion du SEP moyen par rapport au SNR (Signal to Noise Ratio) est nécessaire. Par la méthode de Laplace nous donnons des approximations précises à tout SNR du SEP dans un canal de Nakagami-m et Rice dans le cas mono-antenne. Nous montrons ensuite que ces approximations sont inversibles par rapport au SNR et permettent d'exprimer analytiquement le SEO en fonction du SEP cible. Nous intégrons ensuite le codage canal et dérivons des expressions analytiques de la probabilité de coupure paquet pour un codage bloc puis un codage convolutif à entrée décidée. Nous étendons l'étude aux systèmes MIMO à codage bloc orthogonaux puis à multiplexage spatial où des formes exactes du SEO sont dérivées. Nous considérons le cas où des interférents sont présents. Nous dérivons une approximation précise et inversible de la probabilité d'erreur lorsque les signaux se propagent à travers un canal à évanouissements rapides de Rayleigh. Enfin parce que la prise en compte de l'interférence est un moyen avéré d'augmenter la capacité des réseaux, nous étudions les performances de la détection multiutilisateurs à maximum de vraisemblance (MUD-MLSE), dans un contexte WLAN à canaux recouvrant.