Association des Universitaires Libanais en France: thèse

Contexte et objet :
Depuis quelques années, les systèmes multi-antennes MIMO (Multiple Input Multiple Output) font partie des solutions prometteuses pour les systèmes sans fil fixes et mobiles des générations futures de transmission et sont déjà proposés dans plusieurs standards en association la plupart du temps avec les modulations OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex). La robustesse de l'OFDM face aux effets multitrajets des canaux de propagation, comme les canaux radio mobiles, et le traitement par sous porteuse non sélective en fréquence renforcent l'intérêt de l'association des deux techniques. Ainsi, les systèmes MIMO-OFDM présentent une simplicité des traitements en réception et une robustesse face aux trajets multiples qui permet une amélioration notable de la capacité de transmission.
Plusieurs techniques MIMO existent selon qu'elles utilisent les informations du canal de transmission à l'émission grâce à une voie de retour (Closed Loop systems) ou seulement à la réception (Open Loop systems). Dans les systèmes Closed Loop, on retrouve les techniques de type formation de voie (beamforming, waterfilling) et de préfiltrage. Les systèmes Open Loop rassemblent de nombreux schémas de codage spatio-temporels orthogonaux ou non et le multiplexage spatial.
Actuellement, le choix de l'utilisation de l'une de ces techniques se fait sur des considérations de puissance du signal et de débits visés selon les applications et le nombre d'utilisateurs, mais également selon la disponibilité d'une information sur le canal à l'émission.
D'autre part, depuis quelques années, les techniques de retournement temporel sont étudiées en acoustique et plus récemment pour des transmissions sous marines. En s'appuyant sur la réciprocité du canal, le retournement temporel peut être utilisé pour réduire les effets des interférences et être appliqué à des systèmes multi-antennes en l'associant à des techniques MIMO.

Descriptif :
Le but de cette thèse est d'étudier l'application du retournement temporel dans un contexte MIMO et d'optimiser les systèmes multi-antennes en tenant compte de manière globale des aspects systèmes, transmissions et propagations, des antennes et des applications.

La thèse se déroulera en plusieurs phases :
Phase 1 : étude des techniques de retournement temporel (déjà appliquées pour des transmissions sous marines et en acoustique) pour des applications sans fil et à haut débit,
Phase 2 : étude de nouvelles techniques MIMO intégrant le retournement temporel. Une comparaison de ces différentes techniques sera réalisée avec les systèmes de type MIMO-OFDM d'un point de vue performances théoriques et de complexité de mise en uvre. L'incidence des caractéristiques du canal et de la qualité de l'estimation de canal seront prises en compte pour chacune des techniques considérées.
Phase 3 : optimisation de systèmes en tenant compte de l'application (débits, qualité, caractéristiques du canal) et du nombre d'utilisateurs dans une démarche d'optimisation intercouche (cross layer) tel que préconisé dans les systèmes de futures générations.

L'IETR, Unité Mixte de Recherche du CNRS a aujourd'hui une expertise reconnue dans le domaine des communications numériques en général, et tout particulièrement sur les techniques multi-porteuses et multi-antennes. L'institut est impliqué dans un certain nombre de projets régionaux, nationaux et européens notamment pour les futurs systèmes de communications fixes et mobiles. Cette thèse s'inscrit donc dans la continuité de ces activités et pourra s'appuyer sur les différentes compétences accumulées ces dernières années dans ce domaine au sein du laboratoire.

Mots clés :
Systèmes multi-antennes, MIMO, retournement temporel, OFDM, codage espace-temps, propagation, antennes, cross layer optimisation.