La capacité de canaux mono et multi-utilisateur dépendant d'états avec connaissance imparfaite du canal aux récepteurs et émetteurs est étudiée. Nous abordons les cas de canaux désadaptés en introduisant deux nouvelles notions de communications fiables avec erreurs d'estimation du canal, pour lesquelles nous proposons le théorème de codage associé et sa réciproque, en supposant des canaux discrets sans mémoire. Ces resultats exploitent les caractéristiques des canaux estimés à l'aide de séquences d'apprentissage. <br /><br />Dans cette thèse, nous introduisons d'abord la notion de "estimation-induced outage capacity" pour des canaux mono-utilisateur, où lémetteur et le récepteur \oe uvrent dans le but de construire des codes assurant une communication fiable avec une certaine qualité de service (QoS), quel que soit le degré d'exactitude de l'estimation qui apparaît au cours de la transmission. Dans notre cas, la contrainte sur la qualité de service permet d'atteindre les taux souhaités avec une probabilité d'erreur faible (le service de communication visé), même dans le cas où les estimations du canal sont mauvaises. Nos résultats fournissent une notion intuitive de l'impact des estimations et des caractéristiques du canal (e.g. SNR, taille des séquences d'apprentissage, voies de retour) sur le taux de coupure.<br /><br />Ensuite, le décodeur optimal atteignant cette capacité est étudié. Nous nous focalisons sur les familles de décodeurs qui peuvent être implémentées sur la plupart des systèmes pratiques de modulation codée. Nous nous basons sur le décodeur théorique qui atteint la capacité, pour obtenir une métrique practique de décodage pour des canaux sans mémoire arbitraires qui minimise la probabilité d'erreur de transmission moyennée sur toutes les erreurs d'estimation du canal. Cette métrique est ensuite appliquée au cas des canaux MIMO à évanouissements. D'après notre notion du taux de coupure, nous déterminons le taux maximal d'information atteignable associé au décodeur proposé. Les résultats numériques montrent que, sans introduire de complexité additionnelle dans le décodage, la métrique proposée fournit des gains significatifs, en termes de taux d'information atteignables et de taux d'erreur binaire (BER), dans le cas de modulation codée à bits entrelacés (BICM).<br /><br />Nous considérons ensuite les effets d'une estimation imparfaite connue par les récepteurs avec (ou sans) connaissance imparfaite à lémetteur sur la capacité de canaux dépendant d'états avec information adjacente non-causale à lémetteur. Ceci est abordé via la notion de communication fiable basée sur la probabilité d'erreur moyennée sur toutes les erreurs d'estimation du canal. Cette notion nous permet de considérer la capacité d'un canal composé (plus bruité) de type Gelfand et Pinsker. Nous obtenons le schéma de codage optimal de type "Dirty-paper coding (DPC)" qui atteint la capacité (sous l'hypothèse d'entrées Gaussiennes) du canal à évanouissements de type Costa. Les résultats illustrent le compromis pratique entre la quantité d'apprentissage du canal et son impact sur les performances de l'annulation d'interférences du schéma DPC. Cette approche nous permet d'étudier la région de capacité de canaux MIMO multi-utilisateur de diffusion à évanouissements (MIMO-BC), où les mobiles (les récepteurs) disposent uniquement d'une estimation bruitée des paramètres du canal, et ces estimations sont (ou non) disponibles à la station de base (l'émetteur). Nous observons en particulier, le résultat surprenant que pour ce canal de diffusion avec une antenne unique à l'émetteur et aux récepteurs et des estimées imparfaites du canal connues aux récepteurs, une connaissance de ses estimées à l'émetteur n'est pas nécessaire pour atteindre des taux élevés.<br /><br />Finalement, nous présentons plusieurs schémas réalisables de type DPC pour l'insertion de l'information multi-utilisateur en soulignant leur relation étroite avec la théorie de l'information multi-utilisateur. Nous montrons d'abord qu'en fonction de l'application visée et des conditions requises sur les différents messages en termes de robustesse et de transparence, il y a un parallèle entre l'insertion de l'information multi-utilisateur et les canaux multi-utilisateur avec information adjacente à l'émetteur. Nous nous focalisons sur les canaux de diffusion Gaussiens (GBC) et sur les canaux Gaussiens à accès multiples (MAC). Ceci consiste en une conception commune de schémas de codage pratiques de type DPC basés sur les solutions théoriques correspondant à ces canaux. Ces résultats étendent les implémentations pratiques de type QIM, DC-QIM et SCS initialement conçues pour un utilisateur au cas de plusieurs utilisateurs. Nous montrons que l'écart avec les performances optimales (les régions de capacités) peut être minimisé en utilisant des mots de code basés sur un réseau maillé de dimension finie.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:CCSD/oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00168330 |
| Date | 14 May 2007 |
| Creators | Piantanida, Pablo |
| Publisher | Université Paris Sud - Paris XI |
| Source Sets | CCSD theses-EN-ligne, France |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | PhD thesis |
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