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Codage spatio-temporel et techniques de décodage itératives pour systèmes multiantennes

FERRE Guillaume
Abstract: 

Les systèmes multiantennes ou systèmes MIMO sont maintenant reconnus comme l?outil indispensable pour obtenir des débits très élevés en espace libre sans augmenter la bande passante. La contrepartie est que ces systèmes génèrent des interférences considérables et qu?il faut créer en réception des dispositifs capables de supprimer au mieux ces interférences pour retrouver le flux de données originel. Le travail proposé dans ce mémoire s?inscrit dans le cadre de la recherche de techniques de réception multi-antennes capables de supprimer au mieux les interférences. Nous nous sommes orientés dans un premier temps vers l?utilisation de codes spatio-temporels. Nous avons généralisé le concept des codes SOSTTC (Super Orthogonal Space Time Trellis Code) proposé à l?origine par Jafarkhani au cas de systèmes de transmission à trois antennes en utilisant des algorithmes de partitionnement des constellations transmises. Nous avons alors obtenu des codes spatio-temporels en treillis qui utilisent des codes spatio-temporels comme composants de base et qui présentent des gains de codage supérieurs aux codes spatio-temporels en treillis de la littérature. Nous avons ensuite étudié la concaténation parallèle et série de tels codes pour obtenir des turbo-récepteurs. Nous avons constaté que pour des tailles faibles de paquet (150 symboles), la concaténation série de nos codes avec les turbo-codes spatio-temporels en treillis proposés initialement par Vucetic permettaient d?obtenir d?excellents résultats. C?est ainsi que la capacité limite théorique du canal est atteinte à 2.5 dB près pour une connaissance parfaite du canal en réception. Le travail de thèse se termine par l?examen des systèmes en couches qui permettent d?obtenir des efficacités spectrales très élevées. Nous étudions la structure d?un turbo-annuleur d?interférences concaténé avec des codes convolutifs classiques ou de type LDPC. Nous montrons que l?utilisation de codes LDPC irréguliers permet d?atteindre la capacité limite du canal à 1.5 dB près pour des paquets de taille faible. Enfin, nous généralisons l?utilisation des codes spatio-temporels en treillis qui utilisent des codes spatio-temporels comme composants de base au contexte des transmissions en couches pour un nombre d?antennes d?émission multiple de trois. Les performances obtenues avec un dispositif d?annulation d?interférences simples sont très encourageantes.