Traitement spatio-temporel basé sur l'utilisation de bases orthonormales généralisées : application aux réseaux de paquets

Generalized orthonormal basis for space-time processing : a packet network application

• Auteur / Autrice : Ricardo Rodrigues de Araujo
• Direction : Bernadette Dorizzi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Paris 11

Mots clés

Mots clés libres

Antennes intelligentes

Résumé

La technique d'accès par paquet radio est une option intéressante pour les systèmes radio mobiles dédiés au trafic multimédia. Avec cette technique, les ressources radio sont allouées seulement lorsque les utilisateurs sont actifs, ce qui permet le partage du canal avec plusieurs usagers. L'accès est alors un point clé. Les protocoles S-Aloha et R-Aloha sont très populaires du à leur simplicité. Cependant, ces protocoles n'ont pas une bonne efficience spectrale. Une solution possible pour faire augmenter l'efficience de ces protocoles est l'utilisation d'antennes intelligentes. Dans ce contexte, plusieurs travaux ont été consacrés à l'analyse des performances des réseaux sous l'action des antennes. Toutefois, la plus part de ces études a privilégié les aspects systémiques en détriment des aspects du traitement des signaux. Dans cette thèse, nous évaluons les bénéfices apportés par l'utilisation d'antennes intelligentes aux réseaux de paquets sous les protocoles S-Aloha et R-Aloha. Nous abordons l'influence de la géométrie des antennes utilisée ainsi que l'influence des caractéristiques du canal sur les performances des réseaux. Dans les réseaux de paquets, la récupération de l'information envoyée doit, en général, être achevée durant la période de temps correspondant à l'envoi du paquet. De ce fait, la complexité des algorithmes ne doit pas être très élevée. Afin de réduire l'ordre et par conséquent la complexité des filtres utilisés pour le filtrage spatio-temporel, nous proposons une structure de filtrage basée sur l'utilisation de bases orthonormales généralisées. Ces bases s'avèrent très performantes si leurs paramètres, les pôles, sont judicieusement choisis. Dans ce travail, nous comparons les performances de la structure proposée avec celles des filtres RIF conventionnels. Nos simulations montrent que la structure proposée permet l'utilisation de filtres d'ordre réduite tout en gardant les mêmes performances des filtres RIF d'ordre beaucoup plus élevée.

The packet radio access is an interesting option for multimedia traffic in radio mobile networks. This technique allows a radio resource allocation based on the user's activity in such a way that the canal may be used in a multi-user mode. So, the MAC protocol plays a fundamental role in this context. The S-Aloha and R-Aloha protocols are the most popular schemes due to their simplicity. Nevertheless, they offer a poor spectral efficiency. The use of smart antennas is widely proposed as a way of increasing the spectral efficiency of these MAC protocols. Actually, several papers were dedicated to performance analysis of packet networks with smart antennas. However, most of then have focussed only on the systemic aspects in detriment of signal processing ones. In this work, we evaluate the advantage of using smart antennas in a packet network with S-Aloha and R-Aloha MAC. We focus on the channel and the array geometry influences over the network performances. In the packet networks, the signal processing must be accomplished within the packet transmission time slot. That is the why the algorithm complexity must be limited. In order to decrease the overall system complexity, we propose the use of generalized orthonormal basis for the space-time equalizers. This strategy allows an equalizer order reduction if the base poles are correctly chosen. In this thesis, we compare the proposed structure performance with the conventional FIR one. Our simulations show that the proposed strategy leads to an efficient equalizer order reduction.