Nouvelle soutenance de thèse en génie électrique

Le cyberjournal En Tête présente le résumé de la thèse de doctorat en génie électrique de monsieur Mouncef Benmimoune intitulée «Optimisation de la transmission dans les systèmes de communication mimo multiutilisateurs».

L’utilisation de plusieurs antennes dans un contexte multi-utilisateur (MU-MIMO – Multi-User Multi-Input Multi-Output) a récemment suscitée un intérêt considérable dans les réseaux de communication sans fil de la prochaine génération. Dans le système MU-MIMO, les degrés de libertés offertes par les réseaux d’antennes peuvent améliorer de manière drastique les performances du système en termes de capacité. En effet, cette dernière pourrait augmenter linéairement avec le nombre d’antennes d’émission seulement. Toutefois, ce gain est achevé en considérant l’hypothèse de la parfaite connaissance de canal au niveau de l’émission (CSIT – Channel State Information at the Transmitter) dont l’obtention est souvent irréalisable.

Dans la littérature, il a été démontré qu’une certaine forme de CSIT, transmise par le biais de quelques bits de feedback (feedback limité), pourrait être bénéfique pour les performances du système. Pour ce faire, l’utilisation des codebooks aux deux côtés de la liaison sans fil est à ce jour l’une des alternatives les plus employées en pratique. En effet, le principe de base du précodage avec feedback limité repose sur le choix d’un codeword qui correspond le mieux à la connaissance de canal au niveau du récepteur (CSIR – Channel State Information at the Receiver). Néanmoins, cette approche de précodage souffre de plusieurs inconvénients, occasionnés principalement par sa complexité liée à la taille des codebooks, le choix des codewords, le stockage des codebooks et l’utilisation de ces derniers dans des scénarios de transmission non appropriés.

L’objectif principal de la thèse consiste à exploiter la parfaite et la partielle CSIT, afin de proposer des méthodes de précodage, pour les systèmes MU-MIMO en liaison descendante, qui offrent à la fois des bonnes performances et une faible complexité en termes d’opérations arithmétiques traduisant les ressources matérielles. Le projet de thèse traite plusieurs problématiques liées à la conception des précodeurs à faible complexité telle que : la conception des codebooks, le critère de sélection des meilleurs codewords, la réduction de la recherche exhaustive entraînée par cette sélection, la perte de dimension de la matrice canal et le précodage dans un contexte de transmission spatialement corrélé.

Les solutions proposées dans cette thèse apportent une réduction de la complexité liée à l’utilisation du précodage grâce à des approches nouvelles.  Ces approches impliquent l’utilisation d’outils d’optimisations heuristiques telles que les algorithmes génétiques pour rechercher des solutions sous optimales performantes tant en terme de capacité de système que de réduction de la complexité. D’autre part, dans la thèse nous retrouvons plusieurs propositions basées sur des outils de traitement de signal qui s’avère très avantageuses, entre autres l’analyse en composantes principales.

Les résultats en performances et en estimations des ressources matérielles essentielles à l’exécution du précodage ont démontré que nos propositions offrent des gains remarquables en performances du système tout en réduisant la complexité du traitement.

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De gauche à droite : Mouncef Benmimoune, étudiant, Daniel Massicotte, Ph. D., Ahmed Ouameur, Ph. D., Emmanuel Boutillon, Ph. D., Sébastien Roy, Ph. D. (Photo Annie Brien)

Thèse de doctorat en génie électrique soutenue le 18 juillet 2013

M. Daniel Massicotte, Ph. D., directeur de recherche
Professeur
Université du Québec à Trois-Rivières

M. Sébastien Roy, Ph. D., codirecteur de recherche
Professeur
Université de Sherbrooke

M. Frédéric Domingue, Ph. D., évaluateur
Professeur
Université du Québec à Trois-Rivières

M. Messaoud Ahmed-Ouameur, Ph. D., président du jury
Nutaq, Québec

M. Emmanuel Boutillon, Ph. D., évaluateur externe
Professeur
Laboratoire Lab-STICC (CNRS)
Université de Bretagne Sud