Contribution à l'estimation des canaux relatifs aux signaux utile et interférent dans un système full-duplex dédié aux communications véhiculaires

Signal of interest and self interference channel estimate in a full-duplex system for vehicular communications

• Auteur / Autrice : Sélima Sahraoui
• Direction : Atika Rivenq, Michael Bocquet, Yassin El Hillali
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique. Acoustique et télécommunications
• Date : Soutenance le 28/03/2019
• Etablissement(s) : Valenciennes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d'Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie
• Partenaire(s) de recherche : Communauté d'Universités et Etablissements (ComUE) : Communauté d'universités et d'établissements Lille Nord de France (2009-2013)
• Jury : Président / Présidente : Mounira Msahli
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Atika Rivenq, Michael Bocquet, Yassin El Hillali, Geneviève Baudoin, Mohamed Himdi, Ahmed Eltawil
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Geneviève Baudoin, Mohamed Himdi

Mots clés

Mots clés contrôlés

IEEE 802.11 (norme)

Traitement du signal

Systèmes de transport intelligent

Systèmes de communication sans fil

Mots clés libres

Full-Duplex

Annulation numérique

Estimation de canal

Reconfiguration de pilotes

Système expérimental

Full-Duplex

Digital cancellation

Channel estimation

Pilot reconfiguration

Experimental system

Résumé

Dans ces travaux de thèse, nous proposons de nouvelles méthodes d’estimation de canal pour un système full-duplex dédié aux communications véhiculaires. Les deux canaux relatifs au signal utile (SOI) et au signal interférant (SI) sont estimés. Les méthodes que nous proposons sont classées selon si les pilotes des deux signaux sont envoyés séparément ou simultanément. Dans le cas de la transmission séparée des pilotes, nous proposons un algorithme se basant sur un positionnement dynamique des pilotes ainsi qu’une méthode hybride qui combine l’approche du changement de position des pilotes avec l’emploi des séquences d’apprentissage en début de trame. Nous proposons également une méthode visant à optimiser l’estimation classique qui se base sur un séquence d’apprentissage en amélioration l’estimation au niveau de chaque symbole préambule. Dans le contexte d’une transmission simultanée des pilotes, nous proposons deux algorithmes visant à améliorer les performances d’estimation par rapport aux méthodes existantes. Dans la première méthode proposée, les deux canaux SI et SOI sont estimés dans le domaine fréquentiel à l’aide des itérations de Landweber. La seconde proposition consiste à utiliser une matrice de projectionafin d’éviter le bruit engendré par les données inconnues du signal SOI lors de l’estimation. Finalement, nous proposons une méthode d’estimation de canal sélectif en temps et en fréquence pour des fréquences doppler faibles à modérées. Certaines méthodes proposées sont implémentées dans un système full-duplex expérimental qui a recours aux antennes reconfigurables pour réaliser l’annulation passive.

In this work of thesis, we propose new channel estimation approaches for a full-duplex system dédicated to vehicular communications. Both the self-interference (SI) and intended (SOI) channel are estimated. We propose different estimation méthods according to whether the pilots of the signals are transmitted jointly or separately. In the separate transmission, an estimation based on a new pilot configuration is proposed as well as a hybrid method which use both pilot configuration and training sequences.We also propose an optimisation of the conventional training-based method.It consists of improving the estimation of each training symbole. In the joint transmission, we propose two algorithms that aims to improve the estimation performances compared to the existing methods. In the first proposed method, the two channels are first estimated in the frequency domain using the Landweber iterations. The second proposition consists of using a projection matrix to manipulate only the pilots and avoid the noise that is caused by the SOI unknown datas. Finally, we propose a time and frequency-selective channel estimation for low and medium doppler frequency. Some of the proposed estimators are implemented on a real Full Duplex communication system which use Multi-reconfigurable antennas to perform the passive cancellation.