Évaluation et optimisation d'une transmission coopérative en système PLC à large bande

Evaluation and optimization of a cooperative transmission in BroadBand-PLC system

• Auteur / Autrice : Sana Ezzine
• Direction : Jean-Pierre Cances, Ammar Bouallegue
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique des hautes fréquences, photonique et systèmes
• Date : Soutenance le 09/12/2016
• Etablissement(s) : Limoges en cotutelle avec École nationale d'ingénieurs de Tunis (Tunisie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie pour l'information, mathématiques (Limoges ; 2009-2018)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : XLIM
• Jury : Président / Présidente : Taoufik Aguili
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Pierre Cances, Ammar Bouallegue, Kosai Raoof, Fatma Abdelkefi, Vahid Meghdadi Neyshabouri
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Samir Saoudi, Ridha Bouallegue

Mots clés

Mots clés contrôlés

Multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence

Réseaux électriques intelligents

Courants porteurs en ligne (informatique)

Mots clés libres

PLC

Smart Grid

Codage réseau

Modulation adaptative

OFDM

Amplification et réacheminement

Décodage et retransmission

PLC

Smart Grid

Network Coding

Adaptative modulation

OFDM

Amplify and Forward

Decode and Forward

Résumé

Au cours des dernières années, la demande de services sur les réseaux CPL (courant porteur en ligne) a connu une forte augmentation du fait de la disponibilité des infrastructures et du faible coût de déploiement. Ce type de réseau supporte plusieurs trafics à haut débit avec une facilité de connexion entre plusieurs nœuds et points d’accès. Dans ce contexte, l’utilisation d’un protocole de coopération et la technique OFDM s’avère indispensable pour améliorer l'efficacité spectrale, la fiabilité et le débit de transmission dans le système CPL. Dans cette thèse nous avons considéré un schéma de transmission coopératif pour un système CPL à large bande composé de trois nœuds : un nœud source envoie des signaux à la destination à l’aide d’un relais. La diversité coopérative est exploitée en évaluant les gains obtenus grâce à l'utilisation du lien direct. De plus, nous avons proposé une solution basée sur l’inversion des indices des sous-porteuses pour améliorer les performances dérivées. La gestion efficace des ressources disponibles, par l’intermédiaire de politiques d’allocation, s’avère indispensable pour satisfaire les contraintes de qualité de service. Ces politiques consistent à répartir efficacement les ressources dans le but d’optimiser les débits de transmission ou la minimisation des puissances allouées dans un réseau CPL. La présente thèse propose des stratégies d’allocation des ressources permettant d’augmenter les débits de transmission dans une communication CPL coopérative. Sous l’hypothèse d’une connaissance parfaite de la réponse du canal, cette combinaison permet une exploitation plus efficace de la puissance disponible. Les débits de transmission sont alors augmentés en adaptant les ordres de modulation et les niveaux de puissance fréquences aux conditions des liens de transmission.

The demand for broadband services over PLC (powerline communications) networks has been growing rapidly during the recent past due to the availability of infrastructures and low deployment costs. This kind of network supports multiple high-speed traffics with seamless connectivity among multiple nodes and access points. In this context, the cooperative communication technique and OFDM is needed to improve spectral efficiency, reliability and data rate in PLC system. In this dissertation, we considered a cooperative transmission scheme for a broadband PLC system composed of three nodes: a source node sends signals to a destination through the help of a relay. Cooperative diversity is exploited by evaluating the gainned enhanced by the use of the direct link. Moreover, we proposed a solution based on subcarrier indices pairing to improve the derived performances. The efficient management of available resources through allocation policies is needed to satisfy the quality of service requirements. These policies consist in determining efficient rules for allocating resources in order to optimize the transmission rates or the minimization of the allocated power in PLC network. This thesis proposes resource allocation strategies to increase transmission rates in the cooperative PLC system. Assuming a perfect knowledge of the channel conditions at the transmitter side, this combination allows a more efficient utilization of the available transmission power. The achieved data rates are then increased by adapting modulation orders and the transmitted power levels to the channel conditions.