Thèse soutenue

Contribution à la modélisation des interférences dans les systèmes cellulaires : Application à l'optimisation des débits
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Auteur / Autrice : Benoit Pijcke
Direction : Marc GazaletMarie Zwingelstein
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Électronique
Date : Soutenance en 2010
Etablissement(s) : Valenciennes

Mots clés

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Résumé

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Un point commun à l'ensemble des réseaux sans fil --- qu'ils soient de type cellulaire ou ad-hoc --- réside dans le fait que la puissance émise par chacun des émetteurs du réseau se propage dans l'espace sur des distances relativement importantes. Ainsi, la puissance reçue par chaque récepteur est-elle soumise à des interférences. La gestion des interférences est au cœur de la conception des réseaux sans fil émergents tels que ceux basés sur les normes WiMAX et LTE. Dans ce contexte, cette thèse se focalise sur la modélisation de la puissance d'interférence perçue par un utilisateur dans la voie descendante d'un réseau sans fil cellulaire. L'intérêt d'une telle modélisation est double : elle permet non seulement de mieux comprendre le phénomène des interférences mais également d'évaluer très simplement les performances des réseaux sans fil cellulaires (analytiquement ou à l'aide de simulations). Pour l'ensemble du travail, un modèle cellulaire hexagonal à dix-neuf cellules est considéré. Une première contribution à la modélisation de la puissance d'interférence est apportée en considérant un environnement où les phénomènes de propagation qui se manifestent sont l'affaiblissement de parcours (pathloss) qui varie en fonction de la distance, et les évanouissements à petite échelle (fading) dus aux trajets multiples. Une expression analytique de la loi de probabilité de la puissance d'interférence a pu être formulée grâce à l'utilisation d'une approximation originale consistant à négliger l'effet des fluctuations de l'affaiblissement de parcours au regard de celui des variations des évanouissements à petite échelle. Une deuxième contribution est ensuite présentée pour un environnement de propagation où est également pris en compte le phénomène des évanouissements à grande échelle (shadowing), évanouissements causés par les différents obstacles qui jalonnent le parcours du signal. Dans ce cas, il est montré que l'approximation originale précédente est toujours valable, mais elle insuffisante pour permettre un développement analytique complet de la modélisation. En lieu et place est développée une méthode semi-analytique de détermination de l'histogramme de la puissance d'interférence, à partir duquel est élaboré un modèle basé sur une modification de la distribution de Burr. Ce modèle est paramétré par le paramètre d'intensité de l'effet masque (\backslashsigma_dB). Enfin, le dernier chapitre de la thèse est consacré à l'exploitation des modèles développés précédemment dans l'évaluation des performances de la technique de réduction des interférences appelée FFR (Fractional Frequency Reuse), prévue par le standard LTE.