In the nineties, two major events brought about a revolution in the field of digital communications: the invention of turbo codes and the development of multiple-input multiple-output (MIMO) wireless systems. The turbo codes are error-correcting codes which enable communication systems to operate close to the channel capacity with a reasonable complexity. Multiple-antenna transceivers, a.k.a. MIMO wireless systems, mitigate the effect of multipath fading that occurs in most terrestrial wireless communications. MIMO transmissions are more reliable than single-input single-output transmissions. Moreover, the data rate achievable by MIMO systems is also much higher. This thesis combines these two recent breakthroughs in digital communications. Iterative decoding is a key factor in the success of turbo codes. This principle has proved to be so powerful that it has soon been applied to other schemes such as iterative channel equalization, also known as turbo equalization. In the first part of this thesis, we derived a low-complexity iterative equalizer for frequency-selective MIMO channels. Its robustness against channel estimation errors was also addressed. The second part of this thesis is devoted to the estimation of the channel impulse response and the noise variance for coded transmissions over MIMO channels. We proposed several new iterative estimators based on the expectation-maximization algorithm, the expectation-conditionalmaximization algorithm and the minimum mean square error criterion. Finally, we derived lower bounds on the mean square error of channel estimators. In particular, the Cramer-Rao bound for the estimation of frequency-selective MIMO channels were computed. We mainly investigated the case where no training sequence are transmitted and the case where the receiver has a partial knowledge of the transmitted sequence.

Dans ce travail, nous poursuivons l'idée de la prochaine génération des réseaux mobiles capable de fournir globalement un accès adaptatif aux services. Nous discutons les problèmes des technologies sans fil et mobiles actuelles et argumentons pour une vision de la 4e Génération en tant qu'un système intégrant d'une manière opportuniste des technologies hétérogènes, se concentrant sur l'utilisateur et ses besoins. Nous identifions le contrôle d'accès aux services et la gestion des utilisateurs et de l'infrastructure en tant que défis majeurs et points critiques dans cette vision 4G. Dans notre vision, l'accès aux services doit être adaptatif et indépendant de l'opérateur et de l'infrastructure, permettre un contrôle rapide et garantir le passage à l'échelle. Quant à l'accès logique aux services dans 4G, nous discutons les solutions proposées et démontrons les limites du contrôle d'accès sur les couches basses et les problèmes de sécurité avec le contrôle sur les couches hautes. Nous proposons une solution nouvelle basée sur la virtualisation des mécanismes du contrôle d'accès. Nous présentons une réalisation possible dans notre vision 4G et montrons une implémentation fonctionnelle pour les réseaux 802.11. Concernant la gestion, nous étudions d'abord le contrôle d'accès centralisé et discutons les problématiques dans 4G, notamment la séparation de l'interface d'utilisateur de l'organisation interne des réseaux des opérateurs. Nous proposons deux approches classiques et une approche nouvelle appliquant les paradigmes égal-à-égal (P2P) dans le plan de contrôle. Finalement, nous présentons les perspectives de recherches.