Adaptation de liens et mécanisme inter-couches pour les réseaux coopératifs

Link adaptation and cross-layer approach for cooperative networks

• Auteur / Autrice : Jun Chen
• Direction : Kamel Barkaoui
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris, CNAM

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes à entrées multiples et à sorties multiples

Réseaux locaux sans fil

Résumé

Les techniques de transmission coopérative dans les réseaux sans fil concernent les méthodes dont l'objectif principal est d'améliorer la fiabilité de la transmission d'information entre la source et la destination en exploitant des terminaux intermédiaires appelés relais. L'objectif principal de cette thèse est de proposer un mécanisme efficace d'adaptation de liens en utilisant les techniques inter-couches dans les réseaux coopératifs. L'évaluation des performances des modules coopératifs, en utilisant soit un seul relais soit plusieurs relais, est présentée. Par ailleurs, la fiabilité de la transmission peut être améliore��e par le déploiement de codage espace-temps distribué (DSTC) dans la coopération. De plus, un mécanisme de sélection de relais et d'adaptation de mode physique a été développé pour améliorer le débit efficace pendant la transmission. En analysant la valeur du rapport signal à bruit (SNR) de bout en bout pour les transmissions coopératives, le protocole coopératif qui assure le taux optimal de transmission peut alors être déterminé. Finalement, grâce à une spécification de la couche MAC intégrant la gestion de la coopération, le choix du meilleur relais et l’adaptation de liens sont présentés. Cette thèse montre, d'une part, que la capacité de lien dans les réseaux coopératifs peut être améliorée lorsque les modes physiques du relais sont bien adaptés aux conditions des canaux, et d'autre part, que des stratégies inter-couches efficaces peuvent fournir un meilleur support de la qualité de service.

Cooperative transmissions gain much interest in modern communications due to improving the information transmission between source and destination via intermediate terminals. The main goal of this dissertation is to propose efficient link adaptation mechanisms using cross layer interactions in cooperative networks, where a set of relay terminals build up a virtual antenna array to enforce the signals from the source to destination for the important benefits gained by spatial diversity in the channel. We present a detailed performance evaluation for single-relay and multiple-relay cooperative schemes. The reliability of data transmissions can be improved by deploying distributed space-time code (DSTC) in the cooperation. Furthermore, a best relay selection and adaptive physical mode based link adaptation is developed to improve the throughput during the transmission. By analyzing the end-to-end instantaneous SNR value for cooperative transmissions at the receiver side, the optimal transmission rate for cooperative protocols can be decided. Finally, with the cooperative design at MAC layer, the knowledge of channel state can be used to realize the selection of relay and link adaptation in the current channel. This thesis shows that the link capacity performance in cooperative networks can be improved when the physical modes of the relays are well suited to the conditions of channel, and cross-layer strategies can be effective designed to furnish a better support of the quality of service.